Swerea-satsning på Smarta Material

Transkript

1 Swerea-satsning på Smarta Material Angelika Bachinger Workshop Innovative Materials Arena Linköping,

2 De stora samhällsutmaningarna kan mötas med avancerade material Många länder har identifierat avancerade material som en drivkraft för industriellt ledarskap och innovation

3 Framtidens material är uppkopplat IT och materia i skön föreningen En av sju sanningar om framtidens material från framtidsrapport som tagits fram av Swerea i samverkan med Kairos Future Dollarphoto Club

4 Framtidens smarta material är uppkopplade Klassisk definition av smarta material Egenskaper som reagerar på förändringar i omgivningen, ex temperatur, ljus, tryck eller elektricitet. Förändringen är reversibel Vår utvidgade definition smarta materialsystem Sensorer och aktuatorer integreras i material för att kunna kommunicera med och reagera på sin omgivning 4

5 Verksamhet inom Swerea smarta & uppkopplade material textilier tillverkning kompositer polymerer betong återvinning bearbetning metaller användning 5

6 Exempel på projektaktiviteter Swerea Smarta Material Intern workshop - möjliggörande sensorteknologier Extern workshop industriella tillämpningar, SEPTEMBER Dialog med potentiella slutanvändare, leverantörer, relevanta forskningsaktörer mfl Framtagning av demonstratorer Konferens om smarta material Färdplan för utveckling av framtidens smarta material 6

7 Exempel på verksamhet inom Swerea Tillståndsövervakning Processövervakning Spårbarhet Smarta Fibrer Smarta Kompositer Mäta förändringar i materialets omgivning 7

8 Smarta Tillståndsövervakning Broar, Isolatorer, etc. Foto: Mathias Uhlán Processövervakning T.ex. Härdningsprocesser Kolfiberbatterier Batteri är struktur Courtesy: StorAge / Imperial College London Stiff Stiff status of of CFRP Normal tillstånd Soft Status of of CFRP Aktiverad - mjuk Adaptiva material Mjuknande kompositer för trafiksäkerhet Result Total Bonnet: 70.6 % Result Total Bonnet: 80.6 %

9 Smarta IVF Bending the index finger Tapping the thumb Clenching the fist Smart Textiles Smarta fibrer mäter rörelser, etc. Additiv tillverkning av olika material Inbyggda optiska sensornätverk i metall Sensorer för att mäta miljölaster i elektronikhårdvara Temperatur, vibration, fukt, CoHM-3D projektet Prognostics and Health Management (PHM) Elektronik som själv kan förutspå hur lång livslängd som finns kvar att utnyttja och när den behöver bytas ut. Environmental Supervision Unit (ESU) från Smarter-SI projektet 9

10 Smarta Swerea MEFOS Processövervakning: Ugnar, konvertrar, gaskanaler Ytegenskaper Densiteter Mekaniska egenskaper Temperatur Kemisksammansättning Vibrationer Bildbehandling Återvinning: Biprodukter, förbrukat Processutveckling Smarta material ger smarta produkter 10

11 Smarta Ingjutning av sensorer Aluminium, gjutjärn Syfte med ingjutning - Lågkostnads-serieproduktion - Robusthet - Mätning och övervakning av: casting ΔL(F)/2 F casting - Krafter, temperaturer, skador i gjutgods - Krafter, temperaturer, skador under tillverkningssteg L0 R0(d0) L1 = L0+(ΔL(F)) R1(d1) L = Length x = Position Dn,dn = Diameter D0 ΔL(F)/2 d0 D1(x) d1(x) S0 F S1 R = Resistance (static/dynamic/spatial) F = Force Sn = Signal Multidisciplinärt och komplext: - Flera kompetenser behövs i utvecklingsprojekt - Industriparters nytta driver utvecklingslinjerna

12 Smarta Tillståndsövervakning - integrerade sensorer i olika material - additiv tillverkning för integrering av sensorer möjliggör prediktion av livslängd & undvikande av haverier Projektet sensorer i infrastruktur Processövervakning - snabb kemisk analys av metallflöden, möjliggör effektiv sortering inför återvinning - oförstörande övervakning av mikrostrukturer, möjliggör processtyrning med bas i materialegenskaper Projektet sensorer och sortering för innovativ återvinning Spårbarhet - materialdata under hela livslängden för en produkt möjliggör förenklad materialanvändning och återvinning Projektet smarta stål