Industrinytta från Swerea

Transkript

1 Industrinytta från Swerea ett urval goda exempel 2014

2

3 Forskning för industrinytta Swerea har drygt kunder, både nationella och internationella. Tillsammans med dem och offentliga finansiärer genomförs drygt projekt varje år. Swereas mål är att stärka företagen i deras förmåga att använda ny kunskap från forskningen och skapa konkurrensfördelar för industrin. Med de exempel vi lyfter fram i denna skrift vill vi visa några resultat från projekt som våra drygt 500 medarbetare arbetat med, till nytta för industrin och i förlängningen samhället och miljön. De industriella områden vi framförallt fokuserar på är material-, process- och produktionsteknik samt produktframtagning. Energi- och miljöaspekter för dessa industriella områden är en viktig del i detta arbete. Swerea arbetar med tillämpad forskning med stort industriellt kunnande och erfarenhet av hur forskningsresultat omsätts praktiskt. För att göra detta möjligt har Swerea avancerade test- och demonstrationsanläggningar där industrin och forskningen kan mötas för att utprova nya tekniker och material. Dessa anläggningar är både virtuella och experimentella. Genom våra nationella och internationella nätverk deltar vi även i internationella forsknings- och utvecklingsprojekt. Till exempel deltog Swerea år 2013 i ett nittiotal EU-projekt. Exemplen i denna skrift är medvetet korta och fokuserade på det resultat som uppnåtts i industrin och i samhället. Vill du veta mer om ett specifikt exempel eller är intresserad av att veta vad Swerea kan hjälpa till med, kontakta oss gärna. Vi har omfattande medlemsprogram för olika branscher och partneravtal med flera företag. Mer information finner du på vår hemsida Trevlig läsning! Göran Carlsson Koncernchef Swerea AB

4 4 swerea brandbook del 1

5 Innehåll GODA exempel Sid Område Bransch 1] 3D-skanner mäter med hög noggrannhet... 6 Produktframtagning Industri 2] Ny utrustning för att spara energi... 7 Energi Stål 3] Framtidens flyg kräver tunt stålgjutgods... 8 Materialutveckling Flyg 4] Ny teknik för aluminiumåtervinning... 9 Återvinning Industri V5] Sjukvården använder smarta kläder Materialutveckling Textil 6] Bioolja minskar stålindustrins utsläpp...11 Miljö Stål 7] Nytt driftsätt sparade 6,5 miljoner kronor...12 Processutveckling Stål 8] Elpex skida rullar bäst...13 Materialutveckling Industri 9] Alternativ till miljö- och hälsofarliga flamskyddsmedel...14 Miljö Samhällsbyggnad 10] Sand från gjuterier blir till tegelstenar...15 Återvinning Gjuteri 11] Ny modell löser stränggjutningsproblem...16 Processutveckling Stål 12] Kalla vinterdagar ger varma priser...17 Energi Samhällsbyggnad 13] Framtiden kräver lätta produkter...18 Materialutveckling Industri 14] Framtiden är här 3D-printa i sand!...19 Processutveckling Gjuteri 15] Simulator skapar helhetsbild av stränggjutning...20 Processutveckling Stål 16] Rätt temperatur ger rätt egenskaper...21 Materialutveckling Stål 17] Högre hastighet ger ökad produktivitet...22 Processutvecklig Stål 18] Hett på utsidan men svalt på insidan...23 Materialutveckling Textil 19] Välj rätt kol och minska kostnaderna...24 Miljö Stål 20] Livscykelanalys genomskådar okunskap...25 Miljö Textil 21] Svensk produktionsteknik världsledande...26 Produktionsutveckling Industri 22] 3D-skanning bra för att geometrisäkra...27 Processutveckling Industri 23] Lean skapar värde för kunden...28 Produktionsutveckling Industri 24] Korrosionsskydd av rostfritt stål...29 Materialutveckling Off-shore 25] Seminarium samlar branschföretag inom bilkorrosion...30 Nätverk Fordon 26] Stor chans till jobb för långtidsarbetslösa...31 Utbildning Industri 27] Nytt gjuterikoncept sänker kostnaderna...32 Produktionsutveckling Gjuteri 28] Scania nöjt med Paint Center...33 Processutveckling Industri 29] Nytt soldäck gav lättare flodbåt...34 Materialutveckling Fartyg 30] Sot blir bränsle till masugnen...35 Återvinning Stål 31] Företag får hjälp med miljötillstånd...36 Miljö Industri 32] Seminarier bra för kunskapsspridning...37 Nätverk Samhällsbyggnad 33] Vägledning gör laserarbete enklare...38 Arbetsmiljö Industri 34] Ny teknik till ultraljudskameror...39 Processutveckling Industri 35] Enklare bestämma livslängd hos polymer...40 Materialutveckling Industri 36] Engagemang lika viktigt som kunskap...41 Verksamhetsutveckling Industri 37] Beläggning ger slitstarkt material...42 Materialutveckling Industri 38] Nätverk visar vägen till Europa...43 Nätverk Industri 39] Envishet och samarbete gav effektivare produktion...44 Produktionsutveckling Industri Innehållsförteckning Industrinytta från Swerea

6 Lars-Olof Ingemarsson, Swerea IVF 3D-skanner mäter med hög noggrannhet Med en 3D-skanner kan komplexa geometrier mätas med hög noggrannhet. SSPA har genom samarbete med Swerea IVF använt tekniken för att kvalitetssäkra tillverkningen av modellpropellrar. Företaget SSPA Sweden AB är ett konsult- och utvecklingsföretag inom den maritima sektorn, som arbetar med avancerade konsulttjänster samt med tillämpad forskning. Företaget har genom samarbete med Swerea IVF fått möjlighet att använda en 3D-skanner för att kunna kvalitetssäkra tillverkningen av propellrar till sina modellförsök vid försöksanläggningen i Göteborg. Fartygspropellrar har ofta en komplex geometri och tuffa toleranskrav och det är svårt och tidskrävande att mäta och utvärdera propellrar på traditionellt sätt. När Swerea för några år sedan investerade i en optisk 3D-skanner såg SSPA tidigt potentialen. Med hjälp av skannern var det möjligt att få en komplett beskrivning av ytan på den tillverkade propellern. Att mätmetoden dessutom är snabb gör att den passar väl in i verksamheten hos SSPA vars internationella kunder har ett ständigt önskemål om allt kortare tid från konstruktion till genomförda prov. SSPA har i dag löpande mätuppdrag med 3D-skanning hos Swerea. Optisk 3D-skanning är en teknik som gör det möjligt att mäta fysiska modeller med mycket hög noggrannhet. Tekniken används exempelvis inom tillverkningsindustrin, för deformationsmätning och kvalitetskontroll i produktionen. Med tekniken är det också möjligt att återskapa och tillverka nya produkter, vilket kan användas inom prototyptillverkning. 6 Industrinytta från Swerea Exempel

7 Ulf Sjöström, Swerea MEFOS Ny utrustning för att spara energi Outotec har utvecklat en process för varmseparering av metallurgiska finkorniga koncentrat och produkter. Processen har verifierats i Swerea MEFOS pilotanläggning. Foto: Outotec Företaget Outotec har utvecklat PyroMag TM, en utrustning som kan separera magnetiska material i varmt tillstånd. För att verifiera processen har pilotförsök genomförts på Swerea MEFOS. Vid direktreduktion, av till exempel järnmalm, med kol i roterugn med Outotecs reduktionsprocess bildas en magnetisk och en omagnetisk fraktion. Genom att separera dessa magnetiskt direkt i varmt tillstånd (över 700 grader Celsius) kan stora mängder energi sparas. Den metalliserade magnetiska produkten chargeras varmt till nästa processteg, medan kolet i den ickemagnetiska fraktionen recirkuleras. En testutrustning tillverkades av Outotec i Tyskland och fraktades därefter till Swerea där den monterades, anpassades och testades. Processen kördes sedan kontinuerligt Exempel med upp till 4 ton varmt material per timme. Målet att nå 48 timmars kontinuerlig drift vid hög temperatur och designad kapacitet uppnåddes. Max Dieter Laumann vid Outotec i Tyskland säger: The high professionalism of Swerea MEFOS operational and maintenance group under the leadership of Ulf Sjöström and the excellent cooperation between Swerea MEFOS and Outotec s team made this test a full success. Outotec kommer nu att starta marknadsföringen av tekniken med PyroMag TM. Kunderna får därmed tillgång till utrustning som sparar både kostnad och energi, vilket i förlängningen bidrar till bättre miljö. Publicerat med tillstånd från Outotec Industrinytta från Swerea 7

8 Martin Risberg, Swerea SWECAST Framtidens flyg kräver tunt stålgjutgods För att utsläppen från framtidens flygtransporter ska minska krävs nya lösningar och lättare komponenter. Resultat från ett EU-projekt har visat att det finns stor potential i att ersätta dyra motorkomponenter i titan med detaljer gjutna i stål. Utsläpp och miljö är ett viktigt område för bland annat företaget GKN Aerospace i Trollhättan. De deltar i det EUfinansierade projektet CleanSky, vars mål är att minska utsläppen från framtidens flyg. Men för att klara framtida miljökrav och global konkurrens kommer det att krävas nya initiativ och lösningar för flygtransporterna. Att producera framtidens flygplan med minskad miljöpåverkan är en utmaning som kräver tunnare stålgjutgods i motorerna, menar Anders Sjunnesson som arbetar på GKN Aerospace. Just tunnare komponenter har därför varit fokus i Clean- Sky. Projektet har tagit fram ny kunskap kring gjutning av tunna komplexa detaljer i stålgjutgods för flygmotorer, både i befintliga legeringar och i framtida potentiella legeringar. Resultaten har visat att det går att få en billigare komponent genom att använda stål istället för titan, en kunskap som GKN haft stor nytta av. Företaget TPC, som också medverkat i projektet, har förbättrat möjligheten att gjuta tunna detaljer på ett kontrollerat och repeterbart sätt. Samarbetet med Swerea har fått en direkt inverkan på hur vi simulerar i vårt beredningsarbete och har hjälpt oss att bli effektivare, säger Peter Edman på TPC. Den nya kunskapen i projektet har tagits fram genom att utveckla och förbättra de simuleringsverktyg som används för att prediktera gjutresultaten i extremt tunna geometrier. Swerea SWECAST har varit koordinator och en av forskningsutförarna i projektet. 8 Industrinytta från Swerea Exempel

9 Jonas Gurell, Swerea KIMAB Ny teknik för aluminiumåtervinning Med laserteknik kan skrotet på en återvinningsanläggning analyseras. Tekniken är anpassad för stål men Swerea KIMAB utvecklar metoden även för aluminiumåtervinning. En resa till Brasilien förra året gav nya kontakter inom området. Sedan några år tillbaka utvecklar Swerea KIMAB en laserteknik för analys och identifikation av olika material. Tekniken, som kallas för Laser Induced Breakdown Spectroscopy*, har tidigare varit anpassad för stål men under 2013 har ett projekt inriktat på aluminiumåtervinning startats. På plats i Brasilien fanns även näringsminister Annie Lööf som var mycket positiv till avtalet. Sverige och Brasilien har sedan länge ett gott samarbete och det nya avtalet är ett kvitto på detta, men ger också nya möjligheter för ett fördjupat samarbete, sa Annie Lööf. Som en del i projektet besökte Swerea och Acreo Swedish ICT AB Brasilien förra året. Målet var att öppna för framtida samarbete med brasilianska aktörer inom området skrotanalys för förbättrad aluminiumåtervinning. Resultatet av besöket i Brasilien blev bland annat flera nya kontakter. Vinnova och den brasilianska forskningsfinansiären Finep undertecknade också ett samarbetsavtal. * Laser Induced Breakdown Spectroscopy Tekniken innebär att en laserpuls träffar ytan på ett material som lokalt hettas upp och sänder ut en liten ljuslåga. Ljuset är karaktäristiskt för olika material och sänds ut med olika frekvens beroende av materialets innehåll. Exempel Industrinytta från Swerea 9

10 Erik Nilsson, Swerea IVF Sjukvården använder smarta kläder Fibrer med piezoelektriska egenskaper kan mäta kroppsrörelser, andning och hjärtslag. Fibrerna sys in i kläder och inom sjukvården kan kläderna i vissa tillämpningar ersätta vanliga kroppselektroder. Swerea IVF har utvecklat en fiber som kan användas i textilier för att övervaka hjärtslag, andning och kroppsrörelser inom sjukvård eller idrott. Fibrerna sys in i tyget och inga extra elektroder på kroppen behövs eftersom fibrerna i kläderna är sensorn. Det gör att rörelsefriheten ökar och att komforten blir bättre. Ett tänkt användningsområde är vid kartläggning av sömnstörning eller stress. En sådan kartläggning görs ofta under lång tid och när patienten vilar eller sover, vilket gör att plaggets komfort är mycket viktig. Genom utvecklingen av smarta telefoner finns också möjligheter att analysera och presentera data i mobilappar. Detta har bidragit till utveckling av så kallad bärbar elektronik, där sensorfibrerna skulle vara en nödvändig komponent för datainsamling. Flera andra bra tillämpningar finns, exempelvis att övervaka andningen hos bebisar för att undvika plötslig spädbarnsdöd. Eller för att studera hur en kroppsdel används i syfte att öka prestationsförmågan hos en idrottare. I dagsläget skulle dock ett träningsplagg vara ganska dyrt. Ett träningslinne som i dag kostar 300 kronor skulle med de nya funktionerna istället kosta kronor. Fiberns piezoelektriska egenskaper innebär att när tyget sträcks bildas en elektrisk spänning som kan registreras. Förhoppningsvis bidrar fibern till att svensk textilindustri är stark och konkurrenskraftig i framtiden. 10 Industrinytta från Swerea Exempel

11 John Niska, Swerea MEFOS Bioolja minskar stålindustrins utsläpp Genom att använda bioolja kan stålindustrin minska sina koldioxidutsläpp från fossila bränslen. Det visar pilotförsök hos Swerea MEFOS. Biooljans effekt på glödskalsbildningen undersöktes med en termovåg inbyggd i Swerea MEFOS kammarugn. I pilotförsök i Swerea MEFOS kammarugn har forskare studerat biooljans egenskaper vid både förbränning samt inverkan på stål och ugn. Förbränningen av oljan gav låg koloxidhalt och mindre fossila utsläpp. För försöken valdes en flytande bioolja baserad på vegetabiliska oljor. I pilotanläggningen kan olika sorters flytande och gasformiga bränslen studeras. Dessa bränslen förväntas ge mindre problem med exempelvis aska, jämfört med fasta biobränslen. Förutom halten koloxid undersöktes också biooljans effekt på oxidation av materialytan, så kallad glödskalbildning. Med hjälp av en inbyggd termovåg kunde olika stålsorter studeras. Glödskalbildningen vid förbränning av bioolja var på samma nivå som den vid eldning av konventionella fossila bränslen. Exempel Swerea undersökte även halten kväveoxider och kunde i försöken visa att dessa var jämförbara med de nivåer som fås vid förbränning av konventionell eldningsolja. Den utvalda biooljan fungerade också väl med den brännarutrustning som testades och försöken gav inga negativa effekter på stål och ugnsinfodring. Vid försöken förvärmdes biooljan eftersom den är mer trögflytande än vanlig lätt eldningsolja. Finfördelning av oljan gjordes med tryckluft, men finfördelning med ånga är också en möjlighet. Pilotförsöken utfördes i samarbete med Gefa Systems AB, ett SME-företag som utvecklat Arctic Heat-brännaren och med stöd från IUC Norrbotten. Industrinytta från Swerea 11

12 Chuan Wang, Swerea MEFOS Nytt driftsätt sparade 6,5 miljoner kronor Ändrat driftsätt på varmapparater har lett till koksbesparingar i masugnen på SSAB. Kostnaderna minskade med 6,5 miljoner kronor per år. Foto: SSAB/Bo Björkdahl Swerea MEFOS har tillsammans med forskare från SSAB Oxelösund och AGA Linde tagit fram ett nytt driftsätt för varmapparaterna vid masugn 4 i Oxelösund. Driftsättet har ändrats från parallellt till seriellt läge, vilket gett koksbesparingar i masugn 4 och lett till minskade kostnader med 6,5 miljoner kronor per år. Varmapparater bidrar med varmluft som ger värmeenergi och reduktionsgas till masugnsprocessen. De är en viktig stödutrustning för den masugnsbaserade järntillverkningen. Arbetet har skett inom ramen för forskningsprogrammet PRISMA. Modelleringsarbetet visade att det ändrade driftsättet skulle ge en högre varmluftstemperatur och därmed spara energi och kostnader, vilket bekräftades av driftdata. Driften för varmapparaterna ändrades i maj Erik Olsson, ansvarig för forskningen vid masugn 4, tycker att projektet varit lyckat. Det har gett oss nödvändig teoretisk bakgrund till att byta driftsätt på varmapparaterna. Ett beslut som kan verka enkelt, men eftersom påverkan på processen är otroligt stor är det bra med en utomståendes värdering, säger Erik Olsson och fortsätter: I arbetet inom PRISMA hjälps vi åt att visa på effekter för hela verket och inte bara vår avdelning, något som är svårt att göra för oss ingenjörer som främst jobbar med masugnen. Det gör att vi undviker suboptimeringar som annars är en vanlig fälla på ett stålverk. 12 Industrinytta från Swerea Exempel

13 Erik Sandlund, Swerea SICOMP Elpex skida rullar bäst Företaget Elpex har tillsammans med Swerea SICOMP utvecklat en ny rullskida med unik dämpning. Skidan är en överlägsen testvinnare jämfört med andra märken på marknaden. Elpex AB i Piteå är ett av världens ledande varumärken inom tillverkning av rullskidor. Företaget har utvecklat en helt ny och revolutionerande teknik i sina rullskidor. Skidan består nu av en kompositstomme tillsammans med en så kallad PU-dämpning, polyuretan, som gör att vibrationer som uppstår från asfalten inte går vidare till fötterna. Skidan går under namnet Elpex Evolution och utsågs till överlägsen testvinnare i ett av Sveriges största test av rullskidor, utfört av rullskidor.nu. I utvecklingsarbetet har Swerea SICOMP haft en central roll i utvärderingen av utmattningsegenskaperna, alltså materialets hållfasthet vid upprepade mekaniska laster. Vid utmattningsprovningen har rullskidorna varit utrustade med trådtöjningsgivare och belastningarna har motsvarat hög och intensiv skidåkning. Vi har simulerat 800 mil diagonalåkning med ett tryck på tån som motsvarar 200 kilo säger Johan Öberg, en av ägarna till Elpex. Skidorna har provats på Swereas laboratorium för mekanisk provning. Det är en omfattande provning där Swereas avancerade resurser inom mekanisk provning utgjorde en viktig roll i vårt utvecklingsarbete, säger Johan Öberg. Exempel Industrinytta från Swerea 13

14 Dag Andersson, Swerea IVF Alternativ till miljö- och hälsofarliga flamskyddsmedel Vissa bromerade flamskyddsmedel kan ersättas med mindre skadliga. Det visar ett nyligen avslutat EU-projekt, som kartlagt flera alternativ. Bromerade flamskyddsmedel används som brandhämmande ämnen i olika produkter. Tyvärr har vissa av dessa ämnen negativa effekter på både miljö och människors hälsa. Bättre alternativ finns på marknaden, men det saknas fortfarande fullständig information om deras eventuella negativa effekter. Swerea IVF har deltagit i det EUfinansierade projektet ENFIRO som har undersökt och kartlagt olika alternativ. Halogenfria flamskyddsmedel jämfördes med bromerade flamskyddsmedel med avseende på risk, exponering, flamskyddsegenskaper och prestanda i applikationer. Projektet visade att de halogenfria flamskyddsmedlen uppfyller gällande flamskyddskrav. De uppvisade dessutom flera andra fördelar, till exempel mindre rökutveckling vid brand, lägre maximal värmeutveckling och färre hälsofarliga komponenter i röken. Hälften av de utvalda alternativen var mindre hälsofarliga och hade lägre ackumulering i näringskedjan. För alla undersökta polymersystem hittades fungerande icke-halogenerade alternativ. Risk- och konsekvensanalyser genomfördes för totalt 14 halogenfria flamskyddsmedel, som alternativ för de bromerade ämnena dekabde, TBBPA och bromerade polystyrener. Flamskyddsmedlen studerades för fem applikationsområden: Kretskort, elektroniska komponenter, formsprutade produkter, textila beläggningar och intumescent färg. 14 Industrinytta från Swerea Exempel

15 Anna Lundberg, Swerea SWECAST Sand från gjuterier blir till tegelstenar Trots intern återanvändning har gjuterierna ofta stora mänger sand som de måste göra sig av med. Swerea SWECAST har tillsammans med gjuteribranschen hittat nya användningsområden för sanden. En lyckad tillämpning är tegelstenar. Överskottssand från gjuterier har under årtionden hamnat på egna deponier eller använts för täckning av kommunala deponier för hushållsavfall. I takt med att allt fler av landets deponier blir sluttäckta måste nya lösningar utvecklas för att få en hållbar och kostnadseffektiv avsättning för överskottssanden. Ett exempel på en lyckad lösning är samarbetet mellan Swerea SWECAST och det norska gjuteriet Ulefos NV för att finna en avsättning för gjuteriets överskottssand. Ett alternativ som visade sig vara bra ur både ekonomisk och miljömässig synvinkel var att använda gjuteriets överskottssand som råvara i tegelproduktion vid det närbelägna tegelbruket. Gjuterisanden blandas med natursand och därefter tillsätts spån och lera. Sanden från Ulefos NV var mycket väl lämpad för ändamålet och en av de nya tegelstenarna i sortimentet har till och med fått namn efter gjuteriet. Tillverkningen av tegelstenar är ett exempel på lyckad återvinning av restprodukter och att det är möjligt att hushålla med resurser samtidigt som det innebär minskade kostnader. Långsiktig och målmedveten satsning på restoch överskottsprodukter kan löna sig på många sätt! Exempel Industrinytta från Swerea 15

16 Pavel Ramirez Lopez, Swerea MEFOS Ny modell löser stränggjutningsproblem En beräkningsmodell hjälper ståltillverkare att minska spillet, öka kvaliteten och förbättra leveranssäkerheten. Modellen är utvecklad av Swerea MEFOS. Foto: Swerea MEFOS På Swerea MEFOS pågår omfattande forskning inom stränggjutning. Ett av forskningens fokus ligger på de problem som har sin uppkomst i kokillen (gjutformen), såsom sprickor och slagger. Som ett led i forskningen har en beräkningsmodell utvecklats. Resultat från modellen används vid simuleringar och genom att kombinera dessa simuleringar med verkliga försök får forskarna en grundläggande förståelse för hela gjutprocessen. Med modellens hjälp är det möjligt att förutse förhållanden som leder till sprickor och defekter eller förutse andra fenomen som är svåra att studera i stålverket. Kostsamma experiment kan därmed undvikas och problem vid gjutningen kan minskas eller elimineras. I slutändan ger det minskat spill, bättre kvalitet och bättre leveranssäkerhet i industrin. Modellen beskriver hur metallen flödar och hur värme sprids i kokillen. Den innehåller information om gjutmaskinen, till exempel geometrin på kokillen och gjutröret, sammansättningen på stål och gjutpulver, operatörspraxis samt kokillens rörelser, så kallad kokilloscillation. Vid gjutning tillsätts ett gjutpulver som smälter till slagg, vilket fungerar som isolerande lager mellan stål och atmosfär samt som smörjmedel. Rätt mängd pulver är viktigt för stålets egenskaper och i den matematiska modellen tar Swerea hänsyn till närvaron av detta. Den uppbyggda kompetensen på Swerea används i dag för att utöka arbetsområdet, men även för att testa nya och förändrade stålkvaliteter och gjutpulver. Det ger ståltillverkarna nya möjligheter att förbättra stränggjutningsprocessen. 16 Industrinytta från Swerea Exempel

17 David Bellqvist, David Olofsson, Swerea MEFOS Kalla vinterdagar ger varma priser Fjärrvärmesystemet i Luleå kartläggs utifrån ett helhetsperspektiv med hjälp av Swerea MEFOS. Detta är ett led i ett mer ingående samarbete mellan LuleKraft och Luleå Energi, vilket bidrar till mindre miljöpåverkan och lägre kostnader. Foto: Maria Åsén På kraftvärmeverket LuleKraft produceras dels fjärrvärme som säljs till Luleå Energi, dels elkraft för elkonsumtion. Produktionen styrs av flera faktorer, till exempel väderlek, bränslepris eller kundernas behov av värme. För att öka inkomsterna kan det vid vissa förutsättningar vara bäst att öka elproduktionen. Men om elproduktionen ökar innebär det att fjärrvärmeproduktionen minskar och fjärrvärmen måste då istället produceras på andra anläggningar och med andra bränslen. Även om elproduktionen ger högre inkomster och är det bästa ur en viss aspekt, visar det sig alltså inte vara optimalt i ett helhetsperspektiv. Exemplet ovan visar att processintegration är oerhört viktigt. Det är en metod för att förbättra produktionssystem genom att se helheten istället för de enskilda processerna var för sig. Exempel För närvarande görs en kartläggning av fjärrvärmesystemet i Luleå utifrån metoden och Swerea MEFOS har tillsammans med LuleKraft och Luleå Energi utvecklat en systemmodell. Arbetet har lett till bättre förståelse för kostnads- och miljöeffektiv produktion samt belyst vikten av samarbete mellan ingående parter. Vid jämförelse med produktionsdata fanns störst besparingspotential under kalla vinterdagar, med upp till kronor. Luleå fjärrvärmenät är 40 mil långt med bostäder och ett flertal större industrier anslutna. I fjärrvärmesystemet finns fem produktionsenheter som drivs av processgaser från SSAB, träpellets, el och olja. Ungefär hälften, 2000 GWh, av alla processgaser från SSABs integrerade stålproduktion används för att producera fjärrvärme, elkraft och processånga. Industrinytta från Swerea 17

18 Stefan Gustafsson Ledell, Swerea SWECAST Framtiden kräver lätta produkter Genom att foga samman stål och komposit i en lastbilsbalk kan vikten på konstruktionen minska med 70 procent. Det visar resultat från ett projekt inom satsningen LIGHTer. En stålbalk fogades samman med en kompositbalk i bakaxeln på en lastbil. Detta gav en viktminskning på 70 procent, vilket i sin tur kan omsättas i ökad nyttolast eller lägre bränsleförbrukning för lastbilen. Resultatet kommer från ett projekt inom lättviktsarenan LIGHTer, som bland annat arbetar för att minska miljöbelastningen och resursslöseriet. I projektet har kostnadseffektiva fogar mellan metall och lättvikt utvecklats, en kunskap som ger svensk industri stort försprång inom området lättvikt. Arenan LIGHTer drivs av Swerea och är en av fem satsningar inom Vinnovas strategiska innovationsområden. Bakgrunden till LIGHTer är de miljökrav och utsläppsgränser som finns. Bland annat har branschen till 2050 satt ett mål på 75 procent lägre koldioxidutsläpp. Genom att tillverka och använda lättare produkter bidrar satsningen till minskad koldioxidhalt och i förlängningen ett mer hållbart samhälle. I framtiden kommer kostnadseffektiva och tillförlitliga fogar mellan metall och fiberkomposit vara en framgångsfaktor för att minska vikten hos komponenter. Det ställs allt högre krav på vikteffektivitet, men också på säkerhet och integrerad funktionalitet. Detta gäller flera områden, till exempel fordonssektorn, men även flyg- och marinsektorn. 18 Industrinytta från Swerea Exempel

19 Sten Farre, Swerea SWECAST Framtiden är här 3D-printa i sand! Kortare ledtider är ett återkommande krav vid produktframtagning, även när komponenten ska gjutas. Nu finns tekniken för att korta ledtiden genom att gjuta direkt i en sandform som är utskriven från en CAD-fil. Konkurrenskraften hos svensk industri avgörs till stor del av vår förmåga till flexibilitet och automation. Utöver dessa faktorer är ledtiden ofta avgörande för kundens val av leverantör. Smålands Stålgjuteri AB i Eksjö är ett familjeägt företag som satsar hårt på ny teknik och att effektivisera sina processer i alla led. Företaget tog därför tidigt till sig den information som framkom i förstudien SPÖK, där gjutförsök genomfördes med mycket bra resultat. Förstudien visade att det finns stora möjligheter att korta ledtiderna, något som kan ge svensk gjuteriindustri betydande konkurrensfördelar. Per Ytterell, vd för Smålands Stålgjuteri, menar att en kontinuerlig implementering av ny teknik är nödvändig för att vara konkurrenskraftig och få möjlighet att i fram- Exempel tiden vara med och offerera jobb åt en alltmer krävande verkstadsindustri. Efter gjutförsöken sa Per Ytterell skämtsamt: Nu behöver vi inte längre lägga tid på att simulera gjutningar, det är bara att printa ut en form och en kärna och gjuta, sedan har vi snabbt en riktig komponent vi kan analysera istället. Swerea SWECAST har arbetat med projektet och målet har varit att utreda hur långt tekniken med 3D-printing av formar och kärnor i sand har kommit. Fokus låg på hur väl etablerad tekniken var för att snabbt ta fram komponenter från digital till fysisk miljö. SPÖK, Systematiserad prototypframtagning för ökad konkurrenskraft, är ett Vinnovafinansierat projekt. Industrinytta från Swerea 19

20 Pavel Ramirez López, Johan Björkvall, Swerea MEFOS Simulator skapar helhetsbild av stränggjutning Swerea MEFOS har utvecklat en simulator för att studera viktiga samband under stränggjutningen. Simulatorn ger industrin en helhetsbild över gjutprocessen. Trots omfattande forskning om hur flytande stål beter sig i kokillen under gjutning kan inte alla samband beskrivas. Det är svårt att studera metallen i en verklig gjutmaskin eller att bygga en i pilotskala. Ofta används vattenmodeller men flytande stål och vatten är inte tillräckligt lika vad gäller tryck och flöde. Swerea MEFOS har därför utvecklat en fysikalisk modell av en stränggjutningsmaskin med stoppare, gjutrör och kokill i verklig skala. Endast tapplådan är förminskad jämfört med en verklig gjutmaskin. En legering med låg smältpunkt (137 grader Celsius) har valts som arbetsmedia för att simulera stålflödet. Modellen är utrustad med gasinjektion genom stopparen, vilket motsvarar normal praxis i industrin. Legeringens egenskaper liknar stålets och den är dessutom giftfri. Dess elektriska egenskaper gör den även idealisk för att undersöka anordningar för elektromagnetisk omröring eller bromsning. Dessutom kan ett oljelager läggas på för att simulera hur den flytande gjutslaggen beter sig i en verklig gjutmaskin. Metallflödets hastigheter undersöks med olika sensorer samtidigt som en videokamera studerar överytan i kokillen. Utrustningen ökar förståelsen för den betydelse som kombinationen flödesdynamik och termodynamik har vid stränggjutning. Modellen ger en tydlig helhetsbild av stränggjutningen. Resultat från studier i modellen har också lett fram till två patentsökta metoder. 20 Industrinytta från Swerea Exempel