Hållbar Produktionsteknik

Fordonsstrategisk Forskning och Innovation Hållbar Produktionsteknik Projektkatalog för hypotesprojekten 2012 2013-05-08

2

Inledning Delprogrammet Hållbar produktionsteknik inom samverkansprogrammet Fordonsstrategisk Forskning och Innovation (FFI) omfattar forsknings-, innovations- och utvecklingsaktiviteter med avseende på produktion av fordon, drivlinor och fordonskomponenter och syftar till att utforska, finna, specificera och skapa förutsättningarna för hållbara tillverkningssystem för tillverkning av innovativa, miljövänliga och säkra produkter och därigenom stärka och vidareutveckla svensk fordonsindustris konkurrenskraft. Fordonsindustrin har beskrivit sin framtidsvision för fordonsproduktion i en färdplan för FFI Hållbar produktionsteknik. I denna utlysning har projektförslag med innovativa och nydanande forskningsansatser efterfrågats med adress till milstolpe 2 och 3. Milstolpe 2 (2020): Lätta material och nya processer Mål: 65 procent ökad produktivitet i beredning, 50 procent ökad produktivitet i produktion och 50 procent lägre miljöpåverkan i tillverkning. Introduktion av nya lättviktsmaterial i fordonsindustrins tillverkningsprocesser. Produktionsprocesserna måste modifieras till användning av allt mer avancerade material. Volymtillverkning av komponenter till olika typer av hybridfordon och andra alternativa drivlinor innebär nya tillverkningsprocesser. Milstolpe 3 (2025): Miljöneutral produktion, optimerade processer Mål: 75 procent ökad produktivitet i beredning, 65 procent ökad produktivitet i produktion och 65 procent lägre miljöpåverkan i tillverkning. Fordonsproduktion använder optimerade tillverkningsprocesser för radikalt nya material och materialkombinationer. Produktion sker miljöneutralt tack vare energi- och materialåtervinning. Högre precision kräver snävare toleranser i tillverkningskedjan. Modulbaserat produktionssystem som kan tillverka skräddarsydda fordon. Projekten som beviljades har haft karaktären av mindre forskningsprojekt och behandlar en frågeställning av radikal karaktär, ett långsiktigt perspektiv och gärna med sektorövergripande ansatser. Det övergripande effektmålet för denna utlysning är att bidra till att vidareutveckla befintlig och generera ny kompetens för att kunna möta de mål som anges i färdplanen. Resultatmålet med utlysningen är att stimulera nya långsiktiga projekt. Som direkta resultat av den aktuella utlysningen förväntas att: Det startas ett antal mindre projekt inom programmets delområden med sikte på färdplansmål för 2020 och 2025. Vetenskaplig och praktiskt användbar kunskap genereras och på sikt nyttiggörs i samverkan mellan UoH, institut och företag. Kunskap och resultat sprids genom olika kanaler och media som vetenskapliga publiceringar, debattartiklar, populärvetenskapliga artiklar, företagsutbildning, workshops inom företagsnätverk och diskussioner med policyaktörer. Denna katalog är den första samlade lägesrapporten och resultat från utlysningen. Tero Stjernstoft, programledare FFI-Hållbar produktionsteknik 3

4

Sammanfattande projektbeskrivningar Hybridfogning av ultrahöghållfasta stål till aluminium med Friction Stir Welding Den föreslagna metoden bygger på att det roterande verktyget penetrerar aluminiumsubstratet och gnuggar mot ståldelen. En stark fog erhålls genom en kombination av mekanisk och kemisk bindningseffekt. Fogning av termoplastkomposit mot metall med ljusbågsvetsning med hög strömtäthet (DENSARC) Projektet vill pröva ett förhållandevis enkelt och billigt sätt att foga termoplastkomposit till metall genom att värma metallen med en TIG-svetsljusbåge så att metallens baksida precis smälter termoplasten. 3 D Litecomp Sandwich lättviktsteknologi - hypotesprovning på stora fordonsstrukturer Kostnadseffektiv och miljövanlig produktion av framtidens busskarosser och lastvagnhytter i sandwichkomposit med komplexa former med cykeltid under 6 min. FLEXibel balansering av komplexa monteringssystem (FLEXA) Projektet syftar till att hitta och utvärdera alternativa sätt att organisera arbetet i en produktionsline så att de ibland mycket stora balanseringsförlusterna minimeras. Nanobaserade verktygsytor för plåtpressning av borstålskomponenter Projektet analyserar om det är möjligt med en verktygsbeläggning som inte kräver någon typ av externt smörjmedel som även har högt motstånd mot adhesivt och abrasivt slitage. Detta skall ske genom att verktygsytan beläggs först med hårdmetall av volframkarbid och slutliga ytskiktet med nanopartiklar av volframdisulfid, så kallade inorganiska fullerener. Sinterprodukter med hög statisk lastförmåga - inverkan av anlöpning på deformationsstabilitet vid användning Idag kan sintergods tillverkas till goda toleranser med mekaniska egenskaper som nominellt uppfyller ställda krav. Det har dock visat sig att dimensionsstabiliteten kan förloras. Orsakerna till fenomenet är inte kända i detalj, men våra resultat visar att modifierad anlöpning kan vara en lösning. Ökat materialutnyttjande genom nya verktygslösningar och tjänster Vi undersöker teknisk, ekonomisk och logistisk potential hos olika metoder att öka materialutnyttjandet. På de mest lovande utför vi en enkel LCA och affärsmodellsanalys samt en teknisk utvärdering. Att skilja Know Why från Know How Utmaning: Metodik för att i en global affärsmiljö bevara det intellektuella kapitalet samtidigt som produktdata, i form av t.ex. 3D-modeller, kan delas med leverantörer och andra parter 5

Objektiva utvärderingskriterier av fogegenskaper för hållbar produktion Projektets mål har varit att med hjälp av CT-röntgen upprätta mätbara objektiva utvärderingskriterier av fogegenskaper för kombinationsförband i olika material. Kärnfulla egenskaper hos sandwichmaterial för högvolymproduktion Ett nytt sandwichmaterial som kan implementeras i dagens produktionssystem och potentiellt har följande egenskaper: kostnadseffektivt, formbart, svetsbart, hög styvhet, viktbesparande och ljuddämpande. Integrerad optimering av produkt- och produktionssystem - Ett holistiskt och tvärvetenskapligt angreppssätt Det primära syftet med detta projekt är att utreda potential och tillvägagångssätt för utveckling av ett integrerat optimeringsramverk som utnyttjar de synergier som uppstår då produkten, produktionssystemet och tillverkningsprocessen optimeras samtidigt. Online-kontroll av svetsdefekter inom fordonsindustrin med kontaktlös ultraljudsprovning En metod för att kontaktlöst mäta utbredningen av punktsvetsar och lasersvetsar kommer att verifieras. Flerskiktsbeläggningar för låg vidhäftning Släpp Lätt Projektet syftar till att utveckla en ny typ av abhesionsbeläggningar baserade på en kombination av skikt med olika mekaniska/fysikaliska egenskaper som kan ge anpassade funktioner för slitage, friktion, vidhäftning och vätbarhet. Mikrogeometri Utformning för Borrning av Kompositer Projektet avser framtagning av mikrogeometri för borrning i CFRP material för att motverka vanliga skadetyper vid håltagning. Bio-mimik utgör en inspirationskälla till den nya mikrogeometrin. Induktionssintring av pulverkomponenter Med kortare processtid och mindre energibehov förenklar induktionssintring tillverkningsprocessen av pulverkomponenter. Möjlighet till ythärdning också med induktion kan öka hållfasthet därmed användningsområde för sinterstål komponenter. Polymera kompositprodukter för högvolymproduktion Genom använda samma produktionsmetoder som för plåtformning kommer en kolfiberväv att förformas i ett formverktyg. I ett andra steg kommer väven att vätas med en reaktiv harts genom antingen injektion-kompressionsteknik (CRTM) eller hartsfilm injiceringsteknik (RFI). Genom termoelement i verktygen förhärdar man detaljen. Fordonskomponenter av förnyelsebara råvaror med skräddarsydd nedbrytbarhet Interiöra komponenter i bilar av biologiskt nedbrytbara kompositer skulle vara mycket intressanta om nedbrytbarheten kunde kontrolleras. Utveckling av sådana material av massafibrer och biobaserade termoplaster är projektets mål. 6

Montering av framtidens fordon i nya lättviktsmaterial Vad behöver vi veta för att bygga framtidens fordon? Projektet analyserar framtida tillverkningsupplägg för lättviktsfordon och identifierar forskningsbehovet inom området. Additiv tillverkning av fordonskomponenter Etablera en förstärkt kunskapsplattform kring tillgängliga additiva tillverkningstekniker för att skapa förutsättningar för användning av nya material och nya beredningsstrategier för framtagning av lättviktskomponenter. 7

8

Innehållsförteckning Inledning... 3 Sammanfattande projektbeskrivningar... 5 Innehållsförteckning... 9 Hybridfogning av ultrahöghållfasta stål till aluminium med Friction Stir Welding.. 11 Fogning av termoplastkomposit mot metall med ljusbågsvetsning med hög strömtäthet (DENSARC)... 13 3 D Litecomp Sandwich lättviktsteknologi - hypotesprovning på stora fordonsstrukturer... 14 FLEXibel balansering av komplexa monteringssystem (FLEXA)... 16 Nanobaserade verktygsytor för plåtpressning av borstålskomponenter... 18 Sinterprodukter med hög statisk lastförmåga - inverkan av anlöpning på deformationsstabilitet vid användning... 20 Ökat materialutnyttjande genom nya verktygslösningar och tjänster... 23 Att skilja Know Why från Know How... 25 Objektiva utvärderingskriterier av fogegenskaper för hållbar produktion... 26 Kärnfulla egenskaper hos sandwichmaterial för högvolymproduktion... 27 Integrerad optimering av produkt- och produktionssystem - Ett holistiskt och tvärvetenskapligt angreppssätt... 29 Online-kontroll av svetsdefekter inom fordonsindustrin med kontaktlös ultraljudsprovning... 31 Flerskiktsbeläggningar för låg vidhäftning Släpp Lätt... 33 Mikrogeometri Utformning för Borrning av Kompositer... 35 Induktionssintring av pulverkomponenter... 36 Polymera kompositprodukter för högvolymproduktion... 38 Fordonskomponenter av förnyelsebara råvaror med skräddarsydd nedbrytbarhet... 40 Montering av framtidens fordon i nya lättviktsmaterial... 42 Additiv tillverkning av fordonskomponenter... 44 Projektledarkontakter... 47 9

10

Hybridfogning av ultrahöghållfasta stål till aluminium med Friction Stir Welding Dnr 2012-02479 Projektstart 2012 (oktober) Projektavslut 2013 (oktober) Projektbudget 640 000 kr Bidrag från FFI 500 000 Kontakt Arne Melander, Swerea KIMAB Deltagare Volvo Lastvagnar, Swerea KIMAB, KTH Doktorander Wallop Ratanathavorn, KTH Tidigare projekt Utmaning FFI färdplaner identifierar lätta konstruktioner genom kombinationer av olika lättviktsmaterial som framgångskoncept både för 2020 och 2025. En gradvis utveckling kommer att ske från dagens medel- och höghållfasta stål i karosser och hytter till nya kombinationer av ultrahöghållfasta stål, lättmetaller och polymerkompositer. I färdplanerna identifieras alltmer avancerade materialkombinationer för 2020 och 2025. För att kunna utnyttja de nya materialen är det nödvändigt med sammanfognings- och kombinationsmetoder som är robusta, högproduktiva, flexibla och kostnadseffektiva. Det är vår bedömning att metallerna kommer att behålla sin konkurrenskraft länge (långt förbi 2025) inte minst på grund av kostnadseffektivitet och väl fungerande metoder för reparation, separation, återvinning och återanvändning. Projektet föreslår en innovativ sammanfogningsmetod för morgondagens ultrahöghållfasta stål och lättmetaller som uppfyller färdplansmålen med robusthet, hög produktivitet, flexibilitet och kostnadseffektivitet. Projektbeskrivning Idag är den vanligaste fogningstekniken för mjuka och höghållfasta stål upp till 1000MPa i hållfasthet till aluminium i karosser mekanisk fogning, som stansnitning, ofta i kombination med limning. Den mekaniska fogningen kommer att få stora problem för morgondagens ultrahöghållfasta stålsorter med hållfastheter upp emot 2000MPa. Därför måste alternativa fogningstekniker sökas. I detta projekt föreslås att friction stir welding används. I denna metod används ett cylindriskt verktyg med en pinne. Verktyger roterar och trycks ner i och förskjuts i metallen. Genom plastisk omröring erhålls en fog. I detta speciella fall penetrerar pinnen i verktyget enbart lättmetalldelen och roterar nära ståldelen i överlappsförbandet. Ståldelen kan förberedas för fogningsoperationen genom att rader av små hål eller klippta sektioner stansats fram i fog-området i samband med formnings/ stansoperationen för stålkomponenten. Inget extra tillverkningssteg behövs vid tillverkning av ståldetaljen men stansverktyget ges en kompletterande utformning så att hål eller slitsar skapas. En fog erhålls genom en kombination av kemisk bindning och mekanisk fogning. 11

Resultat Inledningsvis i projektet har behov identifierats. Inledande försök har genomförts för aluminium till ultrahöghållfast stål. Idéen i projektet har verifierats och en kemisk bindning han erhållits mellan aluminiumdelen och ståldelen genom verktygets roterande verkan. Fig 1 visar försöksuppställningen och Fig 2 visar ett snitt genom en fog. Arbetet fortsätter nu att optimera metoden för utvalda fall av aluminiumlegeringar till ultrahöghållfast stål. Fig 3 visar ett exempel på ett prov som belastats till brott och hur brottytan ser ut. Planen är att en fogningsteknik ska tas fram som ger starka förband mellan materialsorterna. I förlängningen av projektet öppnas möjligheten att kombinera aluminium och ultrahöghållfast stål i lättviktskonstruktioner på ett sätt som inte funnits hittills. Genom att friction stir welding är en etablerad metod och verktygstekniken är känd finns möjligheter att implementera en framgångsrik metod inom en treårsperiod. Sverige kan ta en viktig roll i detta arbete genom att friction stir leverantör finns i landet liksom hög förmåga att ta fram effektiva verktygsmaterial. 12

Fogning av termoplastkomposit mot metall med ljusbågsvetsning med hög strömtäthet (DENSARC) Dnr 2012-02488 Projektstart 2012 (oktober) Projektavslut 2013 (september) Projektbudget 700 000 kr Bidrag från FFI 500 000 Kontakt Kjell-Arne Persson, Swerea KIMAB Deltagare Volvo Cars, Volvo Lastvagnar, Swerea KIMAB Doktorander Tidigare projekt Utmaning Målet är att underlätta användande av nya lättviktsmaterial, i detta fall termoplastisk kolfiberkomposit. Utmaningen är att kunna foga den termoplastiska kolfiberkompositen till, i första hand, höghållfasta stål på ett kostnadseffektivt sätt. Fogningsmetoden måste ge tillräckligt hög kvalitet, vara robust och, ha hög tillgänglighet. Den bör även vara enkelsidig, gärna ge i det närmaste osynliga fogar och stor frihet i design. Projektbeskrivning Fogningsmetoden som hypotesprövningen är tänkt att testa bygger på att använda en speciell TIG-ljusbåge som värmekälla. Idén är att värma metallen från ena sidan, låta värmeledningen överföra värmen till metallens andra sida för att precis smälta den termoplastiska kompositen och därigenom skapa vidhäftning mellan metall och komposit. Resultat (alternativt förväntade resultat) De första förtesterna visar att det går att åstadkomma vidhäftning mellan den termoplastiska kompositen och stålet. Fler tester är planerade för att i första hand utvärdera förbandets mekaniska egenskaper (skjuvprov) och hur dessa egenskaper är kopplade till fogningsprocessen och utförandet. 13

3 D Litecomp Sandwich lättviktsteknologi - hypotesprovning på stora fordonsstrukturer Dnr 2012-02491 Projektstart 2012 (oktober) Projektavslut 2013 (april) Projektbudget 970 000 kr Bidrag från FFI 485 000 kr Kontakt Ulf Karlsson IMIT ulf.a.karlsson@gmail.com Deltagare Volvo Cars, Volvo Lastvagnar, Swerea KIMAB Doktorander Tidigare projekt Nutek Moduler Lastvagnar, personbilar & snabbtag Utmaning Malet var att tillverka miljövänliga, kostnadseffektiva, energiupptagande (krock), latta, starka (självbärande) och styva karosstrukturer i medelstora produktionsvolymer typ bussar och lastbilshytter med 3 D Litecomp Sandwich lättviktsteknologi. Projektbeskrivning Projektet avsåg att provtillverka en 7 m bussida med 3D Litecomp Sandwich teknologi for att evaluera produktionshastighet och produktegenskaper. 3D Litecomp Sandwich ar en sandwichteknologi utvecklad vid Chalmers Industriteknik. Tekniken innebar att det ar möjligt att tillverka latta, starka, styva strukturer i komplexa former med hög energiupptagning och variabel sandwichtjocklek. Tekniken kan anvandas i handupplagd, sprutad, light RTM eller RTM (termoplast) vad galler framstallning av yttre och inre glasfiberskinn. Tekniken anvander sig av miljövanliga material som sojabönbaserad polyester och glasfiber. Det ar en sluten teknik med minimala utsläpp. Sandwichmaterialet ar i form av polymersfärer 3-6 mm (tillverkas av Trelleborg AB). Tekniken medför integration av funktioner samt hålrum for el, ror och stal/aluminiumförstärkningar. Fokus i projektet ar tekniken att semiautomatiskt tacka sfärerna med ett lager av polyester samt fylla sandwichmaterialet (sfärerna) tillrackligt snabbt for att kunna producera 5-10 stora strukturer per timma. Resultat Vi utförde ett antal korningar ihop med Trelleborg utan att bespruta sfärerna med polyester. Flödeshastigheten blev omkring 50 liter per minut. Men i produktionen bor man nog mer sikta på ca 35-40 liter per minut pga startup och avslut. Vi suger sfärerna direkt från Trelleborgs transportboxar for sfärer vilken ar den teknik som ar bast ut logistiksynpunkt. Systemet fungerade trots att vi hade mycket tyngre sfärer an vad som behovs for fordonskarosser. Resultatet blev vi att kan fylla ca 30 liter sfärer per minut dvs 1 kvadratmeter 30 mm core (snittvarde). I referensgruppen kom vi fram till att bade Coman Buss och Volvo Buss behöver kunna bygga bussar med olika längd pga kundbehov. En bussida ar hög > 2m och man vill 14

därför bygga i moduler dar karossen ar självbärande dvs ingen stålstruktur som man har idag. En bussida byggd på moduler där modulen ar ca 4 kvm och tar ca 4 min att fylla. For hög produktion behovs da flera verktyg/fixturer. En cykeltid på ca 1-3 min vore eftersträvansvart eftersom man da sparar på verktyg/fixturer, Vidare måste härdning ske i ugn eller via kopparslingor med vatten i 60 min på line. Att slippa denna härdning vore bra ur bade produktionshastighets - och verktygskostnadssynpunkt (färre verktyg behovs). Vi diskuterade problemen i var referensgrupp och fann att vi skulle lösa de flesta problemen om vi kunde: - Bryta ut sfärfyllnaden utanför strukturen. - Därefter lagga in den förtillverkade (härdad i ugn eller med varmvatten - alternativt härdning under natten) förstärkningsstrukturen (sfärfylld) baserad på flexibla polymer- eller aluminiumrör - Fylla ut lampliga områden med någon form av polymerskum med samma egenskaper som Divinycell samt lämna lampliga områden ofyllda (typ honeycomb) - Ha ett skum som ej expanderar och som härdar snabbt dvs under 1 min. Vi skulle da kunna ha frihet att variera olika delar av corestrukturen genom att välja sfärer med olika hallfasthet for olika områden samt skum med olika hallfasthet. Vi fann att det polyuretanskum som Hakan Karnefors från Chalmers tagit fram skulle kunna fungera eftersom det ar möjligt att variera hallfastheten från typ Divinycell till extremt hög hållfasthetsnivå. Härdningstiden kan varieras ned till 40 sek. Skumfyllnadsutrustning - kostnad ca 50 000 kr. Sammanfattningsvis har vi uppnått de uppstallda målen på lag kostnad (materialkostnad 350-450 kr/kvm) och lag cykeltid ca 4 min men vi vill driva forskningen vidare for att korta ned cykeltiden ytterligare. Vi har lämnat in en ansökan om fortsatt forskning där vi kommer att ihop med Volvo buss provtillverka en bakstam till en Citybuss. Volvo har för avsikt att införa bakstammen i löpande produktion. Både Coman buss och Volvo buss kommer att förmodligen 2015 ha latta, miljövänliga och kostnadseffektiva busskarosser byggda med den utvecklade sandwichtekniken. Volvo Truck ar intresserade av tekniken for att stegvis ersatta stålpaneler i lastvagnshytter. Intresse finns hos också från batteritillverkare och vindkraftstillverkare. 15

FLEXibel balansering av komplexa monteringssystem (FLEXA) Dnr 2012-02492 Projektstart 2012 (12) Projektavslut 2013 (9) Projektbudget 625000 (100 %) Bidrag från FFI 500000 kr (80 %) Kontakt Gunnar Bäckstrand, Swerea IVF Deltagare AB Volvo, Högskolan i Skövde, Swerea IVF Utmaning Drivkraften för projektet är att rätt alternativ för hur en monteringsprocess bereds och balanseras (med avseende på materialflöde och personalorganisation) medför stora besparingar inom industrin i form av minskade balanseringsförluster samt ett bättre anläggningsutnyttjande. Projektet har en mycket stor relevans för hur framtida monteringssystem ska designas inom svensk industri. Att skapa alternativa balanseringsmetoder lägger en grund till hantering av komplexitet i form av produkt- och processvarianter, men bidrar även till nästa steg mot enstyckstillverkning. Färdplansmål är de som beskrivs under Milstolpe 2 2020 samt med påverkan på Milstolpe 4-2025. Fokus för projektet är: - Kostnadseffektivitet: här avses förluster kopplade till balansering och förluster i beredningsprocessen vid frekventa produktrealiseringar - Adaptivt/flexibelt: att minska belastningen på stationer/områden genom att omfördela moment dynamiskt i processen skapas utrymme för kapacitetshöjningar, bättre utnyttjande av tillgänglighet. Det blir härigenom enklare att frekvent introducera varianter som är resultat av nya kundkrav, material, nya processer, och ökade säkerhets- och miljökrav - Högre produktivitet: ökad konkurrenskraft genom nya metoder och färre förluster - Människa: tränad, motiverad, kunnig arbetskraft som genom den föreslagna metoden skulle få ett utökat arbetsinnehåll och en jämnare arbetsbelastning - Att skapa en ökad effektivitet i monteringsprocesserna är ett centralt sätt att realisera de nya kund- klimat- och miljömål som satts upp - I färdplanen beskrivs enkelhet som ett karakteristiskt drag hos framtida produktionssystem. Hypotesen bygger på en mycket enkel princip att inte binda upp monteringsoperationer till specifika stationer. Bereda montering på detta sätt skapar en enkelhet, istället för att som idag bygga in komplexa krav och restriktioner för vilka operationer som skall genomföras i olika monteringsstationer. Projektet rymmer tre delområden, specificerade inom FFI-programmet: 16

- Montering: projektpartnerna har identifierat en stor potential inom flera områden, men stora förluster har identifierats inom slutmontering varför fokus kommer att ligga där - Logistik och materialplanering: med hög sannolikhet kommer stora krav att ställas på bland annat materialstyrning - Produktionsledning: dynamisk balansering kommer att ställa krav på träning, utbildning, kompetensuppföljning, organisation av personal på ett sätt som skiljer sig ifrån dagens organisation. Det fjärde delområdet, Virtuell tillverkningsberedning, kommer att vara en viktig del i projektet då det bidrar med verktyg som kan effektivisera analysarbetet under projektutförandet. Troligt är att området har en viktig uppgift även i det tänkta framtida forskningsprojektet, i steg 2. Projektbeskrivning Projektet arbetat med två olika analysmetoder, scenario-baserade intervjuer och minworkshops samt balanseringsstudier utförda i en virtuell miljö. Syftet med det scenario-baserade arbetssättet är att utvärdera en icke-existerande arbetsmiljö, ett produktionsavsnitt, som skulle kunna hantera balanseringsförluster på ett effektivare sätt, utan att nödvändigtvis behöva bygga en fysisk modell, men Som ett komplement till ovan används virtuella modeller, datorsimuleringar, som byggs upp som en representation av den fysiska verkligheten. Modellen innehåller även tidsstudier och beräkningar som är kopplade till de produkter som produceras. Med hjälp av modellen, tidsstudier och statistiska modeller kan scenario tas fram där det är möjligt att studera t.ex. vad produktionsscheman/olika kundbehov får för effekter på balansen och dess stabilitet. Resultat Preliminära resultat från projektet visar att produktionskomplexiteten ökar, med stora dagliga variationer, vilket ställer nya krav på hur line-balansering sker, t.ex. hur arbetsuppgifter fördelas mellan stationer/personer i flödet. Ökad hänsyn behöver tas till komplexitetsfaktorer som variation i monteringstid och arbetsbelastning pga komplicerade tunga (med avseende på förädlingstid) produkter, tillgängliga bemanningsresurser osv. En preliminär slutsats är att för att effektivt bemöta ökande förändringstakt och ökande variation behöver metoder och arbetssätt utvecklas för att visualisera för- och nackdelar för olika produktionsupplägg utifrån ett helhetsperspektiv med avseende på produktivitet, logistik, underhåll, fysisk och mental arbetsvariation, arbetsinnehåll, miljö m.m. 17

Nanobaserade verktygsytor för plåtpressning av borstålskomponenter Dnr 2012-02494 Projektstart jan 2013 Projektavslut jan 2014 Projektbudget 765 000 kr Bidrag från FFI 500 000 Kontakt Roger Andersson, Swerea KIMAB Deltagare Volvo Cars Corporation, AP&T, Oerlikon Balzers Sandvik Coating AB, Uddeholms AB, Swerea KIMAB, IUC Olofström Utmaning Tanken med projektet är att med experiment belägga formverktygsytor med nanopartiklar (fullerener). Processen som kommer användas är supersonic spray. Projektbeskrivning Detta experiment skall analysera om det är möjligt att utveckla en verktygsbeläggning som ej kräver någon typ av externt smörjmedel som även har högt motstånd mot adhesivt och abrasivt slitage. Detta skall ske genom att verktygsytan beläggs först med hårdmetall av volframkarbid och slutliga ytskiktet med nanopartiklar av volframdisulfid, så kallade inorganiska fullerener. Den utvecklade beläggningen kommer sedan jämföras mot en referensbeläggning som är gjort med konventionell PVD teknik. För att detta skall vara möjligt kommer projektet analysera ifall super sonic cold spray är en framkomlig metod. Denna process accelererar partiklar med en gasstråle upp till överljudshastighet kommer partiklarna att träffa verktygsmaterialet i hastigheter mellan 500 1500 m/s. Genom den höga inslagsenergin kommer partiklarna att deformeras och en lokal uppvärmning uppstår som skapar fullständig metallisk bindning mellan substrat och partikel. 18

Figur 1 Exempel på Super cold spray av partiklar mot ett metalliskt substrat Förväntade resultat Material och verktygsmaterial är definierade och projektet väntar på leverans av metallpulver nanopartiklar. Målet med denna studie är att analysera ytornas egenskaper på mycket enkla provbitar och förhoppningen är att detta skall leda till en större projektansökan inom FFI programmet för att utveckla metoden för beläggning av pressoch formverktyg. 19

Sinterprodukter med hög statisk lastförmåga - inverkan av anlöpning på deformationsstabilitet vid användning Dnr 2012-02497 Projektstart 2012 (oktober) Projektavslut 2013 (september) Projektbudget 670 000 kr Bidrag från FFI 500 000 kr (74 %) Kontakt Lars Nyborg Deltagare Volvo Group Trucks Technologies, Höganäs AB, Chalmers tekniska högskola Utmaning Denna hypotes adresserar Milstolpe 2 (2020): Lätta material och nya processervolymtillverkning av komponenter till olika typer av hybridfordon och andra alternativa drivlinor genom nya tillverkningsprocesser, men även Milstolpe 3 (2025): Miljöneutral produktion, optimerade processer - fordonsproduktion med optimerade tillverkningsprocesser för radikalt nya material och materialkombinationer samt miljöneutral produktion tack vare energi- och materialåtervinning. Utgångspunkten är att PM-teknik baserat på pressning och sintring svarar för det mest energieffektiva och råmaterialeffektiva tillverknings- och produktkonceptet för komponenttillverkning. Råmaterialutnyttjandet är ca 95% och energiåtgången har beräknats till ca 30 MJ/kg färdig komponent. Utvecklingen inom fordonsindustrin går samtidigt mot större serier med t ex färre motorfamiljer. Drivkraften finns därför för att implementera tillverknings- och produktkoncept där hög volym ger kostnadsfördelar. Sintergods är därför i ökad grad ett intressant tillverknings- och produktkoncept för tunga fordonsindustrin. Primärt gäller detta större serier där stora kostnadsfördelar kan nås. Utvecklingen mot färre motorfamiljer inom tunga fordon är en viktig drivkraft. Tillämpningar med krav på statisk hållfasthet/bärighet är centrala. Idag kan sintergods tillverkas till goda toleranser med mekaniska egenskaper som nominellt uppfyller ställda krav. Tillverkningen innefattar då avslutande härdning och anlöpning. Det har dock visat sig att sintergods kan uppvisa bestående deformation på grund av oväntad kryp/relaxation (till skillnad mot konventionella material), varvid dimensionsstabiliteten kan förloras. Preliminära resultat visar att modifierad anlöpning kan vara en lösning. Hypotesen är att fenomenet kan kopplas till mikrostrukturen. Syftet är att utreda ett antal alternativa förklaringar och peka ut en framtida väg för vidgad implementering av sintergods i tunga fordon. Projektbeskrivning Den föreslagna hypotesprövningen har sitt ursprung i ett problem som observerats i experimentella tester. Vid statisk last (t ex en pålagd klämkraft som är långt under gränsen för plasticering) ger materialet efter och uppvisar en bestående dimensionsändring, t ex minskad höjdmått över ett tvärsnitt. Industriellt utvecklingsarbete (Volvo och Höganäs) har adresserat 20

problemet, men inte funnit en övertygande förklaring. I dialog med Chalmers, som bedriver forskning i den internationella fronten inom pulverteknik har en fördjupad dialog utvecklats som ligger till grund för projektet. Chalmers svarar för relaxationsprovning vid rumstemperatur och måttligt förhöjd temperatur (100 C), teoriutveckling och mer avancerad materialkarakterisering. Höganäs svarar för material och framtagning av prover för experiment, vissa beräkningar och kompletterande materialkarakterisering. Volvo svarar för benchmarking genom provning av komponent/komponentliknande prov i egen utrustning samt för kompletterande materialkarakterisering. Resultat Genom arbetet i projektet har vi lyckats visa att den modifierad anlöning har avgörande betydelse för sintergods lastbärande förmåga vid statisk last vid måttligt förhöjd temperatur. Detta framgår tydligt av kryp-/relaxationsprovning vid måttligt förhöjd temperatur gjord vid Chalmers (se Figur 1) där sinterhärdade prover utan eller med anlöpning har långtidstestats. Vidare har vi också genom materialstudier kunna konstatera att mikrostrukturen för de olika tillstånden som provats skiljer sig. En skillnad är t ex s k restaustenit som är lägre för det tillstånd som visar bäst kryp- /relaxationsmotstånd. oanlöpt Anlöpt, lägre temperatur Anlöpt, högre temperatur Figur 1. Kryp-/relaxationsprovning av sinterhärdade sintrade prover (diffusionslegerat material pressat till 7.2 g/cm 3 i densitet). Provning vid 120 C med konstant last (20 kn kraft). Kompletterande komponentlik provning med egenutvecklad metodik har också gjorts vid Volvo. Även denna visar på samma effekter som observerats vid Chalmers. En omfattande materialkarakterisering har också gjorts vid Chalmers kompletterad med insatser vid Höganäs som bakgrund till de genomförda provningarna. Teoriutveckling pågår för att etablera en förklaringsmodell. Hittills har studierna gällt en vald legering 21

(diffusionslegerat material) som är vanligt använt för högpresterande sintergods. i används Vi kommer under resten av projekten att komplettera med motsvarande studier för en annan vanlig legering (förlegerat material) för att säkerställa att våra observationer och slutsatser kan anses vara generella. Resultaten är dock hittills så lovande att parterna redan nu har för avsikt att inleda arbete med att formulera ett större FoU-projekt och söka medel för detta. Ett sådant projekt skulle då kunna startas redan från 2014 om stöd ges för detta och innefatta flera strategiska parter. Som förberedelse har redan dialog med konstruktörer genomförts för att identifiera behov/krav och potentiella möjligheter. Arbetet kommer att presenteras vid den internationella konferensen PM2013, som hålls i Göteborg 15-18 September, 2013. 22

Ökat materialutnyttjande genom nya verktygslösningar och tjänster Dnr 2012-02499 Projektstart 2012-10 Projektavslut 2013-09 Projektbudget 670 000 kr Bidrag från FFI 500 000 kr (75 %) Kontakt Boel Wadman, Swerea IVF Deltagare AB Volvo, Modulsystem, Swerea IVF, Viktoria Swedish ICT Doktorander Tidigare projekt Utmaning Projektet syftar till att pröva hypotesen: Materialutnyttjandet vid plåtformning kan ökas till 75 % genom metoder och verktygslösningar som minskar skrotmängden. Anledningen till det låga materialutnyttjandet inom dagens fordonsindustri är ett komplext samband av delat ansvar för materialkostnad och produktdesign, minskade ledtider för produkt- och verktygskonstruktion och tillverkningsanpassning, samt prioritering av produktionseffektivitet före materialbesparing. Att införa mer materialsnåla processer innebär ett stort steg, då det kräver en omläggning av konstruktionsarbete och produktionslinjer internt och hos underleverantörer. För att öka användningen av flexibla och materialsnåla processer i flera branscher, behöver processägare, designers och konstruktörer från olika sektorer kommunicera och lära av varandra. Färdplansmål Milstolpe 2 (2020): Introduktion av nya lättviktsmaterial i fordonsindustrins tillverkningsprocesser. Produktionsprocesserna måste modifieras till användning av allt mer avancerade material. Milstolpe 3 (2025) Fordonsproduktion använder optimerade tillverkningsprocesser för miljöneutral produktion Bidrag från projekt Ökat materialutnyttjande Ökat utnyttjande gör avancerade material som UHS-stål och Al mer ekonomiskt hållbara. Materialanvändningen utgör den avgjort största delen av miljöbelastningen för produktionen av plåtprodukter. Även när återvunnet stål används kommer ca 85 % av miljöbelastningen för en plåtprodukt ifrån tillverkningen av materialet. 23

Projektbeskrivning Samling av aktörer (Plåtforum och företag aktiva i Mistra Closing the Loop) för att utreda dagens metoder för ökad materialeffektivitet. Workshop med utvärdering av potential hos metoder. Metoder för att utnyttja spillmaterial vid verktygsbunden formning: LCA-analys av vald metod att återanvända plåt från stora utklipp. Analys av tänkbar affärsmodell och nya tjänster inom materialeffektivitet Metoder för att öka utnyttjandegraden vid stansning: Numeriska metoder Utrustningsbehov Koppling till lean produktion Resultat och förväntade resultat I metodanalyserna har flera risker identifierats som behöver hanteras för att kunna utnyttja potentialen med materialeffektivitet. De tekniska problemen utreds inom projektet och har potential att kunna lösas. En mäklarfunktion för produktionsspill behöver etableras, vilket kommer att initieras i ett Utmaningsdriven Innovationsprojekt som är under riggning. Fram tills idag har projektet främst handlat om analys och kunskapsuppbyggnad, bland annat genom kommunikation mellan olika delar av värdekedjan. Vi ser potential till affärer inom delar av denna verksamhet för ett antal aktörer. Delar av projektinnehållet kan realiseras hos deltagande företag under 2015, medan andra delar kräver bland annat nya tjänster och affärsmodeller för att kunna realiseras. 24

Att skilja Know Why från Know How Dnr 2012-02500 Projektstart 2012 oktober Projektavslut 2013 september Projektbudget 630 000 kr (xx %) Bidrag från FFI 500 000 kr (xx %) Kontakt Gunilla Sivard Deltagare Siemens Turbomachinery, Cargotec Marine, KTH Doktorander Lars Lindberg, KTH Tidigare projekt 2009-01587, Fabriksdesignprocessen för framtida utveckling av produktionssystem Utmaning För att säkerställa miljöneutrala produkter krävs samverkan mellan en mängd aktörer genom produktlivscykeln. Många svenska företag lägger en del av tillverkningen utanför Sverige, medan produktutveckling finns kvar i landet. I denna affärsmiljö blir det ett överlevnadskrav för den svenska industrin att skydda sin egen kärnkompetens, sitt intellektuella kapital (Intellectual Property, IP). Utmaningen är att bevara detta kapital, samtidigt som produktdata i form av t.ex. ritningar och 3D-modeller, kan överföras till leverantörer, kunder och andra parter. Projektbeskrivning Projektet, som är en samverkan mellan KTH Industriell Produktion och industriföretagen Siemens och Cargotec, kommer att testa hypotesen att det är möjligt att generellt specificera och kommunicera hur en produkt ska tillverkas ( Know how ) utan att produktens IP ( Know why ) avslöjas. Resultat (alternativt förväntade resultat) Hittills har vi kommit fram till att vår ursprungshypotes var allför enkel och att det krävs en metodik som tar hänsyn både till företagets affärsmodell och typ av produkt/tjänst samt var i livscykelkedjan som samverkan sker och IP behöver säkras. En preliminär modell är under utveckling och planen är att vidareutveckla och testa denna i ett längre forskningsprojekt för att bidra till alla företag som vill skydda sina IP på ett dynamiskt sätt. 25

Objektiva utvärderingskriterier av fogegenskaper för hållbar produktion Dnr 2012-02503 Projektstart 2012 11 Projektavslut 2013 06 Projektbudget 1 030 000 kr (100 %) Bidrag från FFI 500 000 kr (48,5 %) Kontakt Per-Johan Wahlborg Deltagare Swerea IVF, Volvo Car Corporation, Design Control Doktorander 0 Tidigare projekt Utmaning Projektet utgår från hypotesen att det är möjligt att med CT-röntgenteknik upprätta mätbara objektiva utvärderingskriterier av fogegenskaper för kombinationsförband i olika materialkombinationer. Lättare fordon är en förutsättning för goda transporter i ett hållbart samhälle. Dessa förväntas åstadkommas med kombinationer av lättare ersättningsmaterial. De nya kombinationerna av material som ska fogas samman ställer krav på kombinationsförband med användning av lim och mekaniska element (nit, skruv). Redan i dagens tillämpningar och kombinationer av material krävs mer och mer att limfogen ska utgöra en strukturellt lastbärande enhet från att lim från början mest använts som tätning. Detta krav kommer bara att öka med de långsiktiga målen att reducera vikt och introducera nya materialkombinationer. Det är då av yttersta vikt att objektivt kunna bedöma ett förbands kvalitet och säkerställa att man uppnår en fog som klarar de lastfall man dimensionerat för både i produktutvecklingsskedet och löpande i produktion. Projektbeskrivning Projektet har genom att CT-röntga ett antal verklighetsbaserade mixfogförband i olika materialkombinationer konstaterat förbandets verkliga geometri. Dessa typfall har analyserats för att koppla förbandets viktiga parametrar mot ideala fogförutsättningar som påverkar förbandets lastbärande förmåga. Avsikten är inte att upprätta en fullständig fogmatris utan att principiellt undersöka några viktiga materialkombinationer och typfogar. Resultat (alternativt förväntade resultat) Hypotesen att med hjälp av CT-röntgenteknik identifiera objektiva utvärderingskriterier av fogegenskaper för kombinationsförband som kan kopplas mot dimensionerande konstruktionsparametrar har så här långt verifierats dock med vissa begränsningar. Arbetet med att identifiera möjliga OFP metoder har startas med hänsyn taget till vilka som kan fungera med de framtida konstruktionsmaterialen. 26

Kärnfulla egenskaper hos sandwichmaterial för högvolymproduktion Dnr 2012-02506 Projektstart 2012 oktober Projektavslut 2013 september Projektbudget 665 000 kr Bidrag från FFI 500 000 kr Kontakt Daniel Wiklund (daniel.wiklund@swerea.se) Deltagare Swerea IVF, Plåtforum Tidigare projekt 2009-03999, Flexibel tillverkning av materialeffektiva komponenter genom stickning av metalltråd Utmaning Trots sandwichmaterialens mycket goda lättviktsegenskaper är användningen i fordonsindustrin idag låg. För att få ett snabbt genomslag i fordonsindustrin behöver sandwichmaterialen förändras så de är kostnadseffektiva och implementerbara i dagens produktionssystem. Projektet är ett bidrag till färdplanens Milstolpe 2 (2020): Lätta material och nya processer. De framtagna sandwichmaterialen i projektet har potential att utgöra element i lastbärande konstruktioner och/eller dekorativa interiördetaljer i fordon. Låg vikt i kombination med hög styvhet har alla sandwichmaterial men hypotesen har samtidigt potential att uppfylla krav på producerbarhet med rimliga investeringar och modifieringar i befintliga produktionssystem. Sandwichkonstruktioner minskar utsläpp av fossilt CO2 genom viktreducering samtidigt som prestanda i form av passiv säkerhet kan bibehållas eller förbättras. Projektbeskrivning Projektet genomförs i tre steg: 1. Identifiera lämpliga applikationer i samråd med intressenter. 2. Framställa prototyper av sandwichmaterialen. 3. Tekniskt utvärdera prestanda, kostnader och implementerbarhet i dagens produktion. Resultat Projektets hypotes är att de nya sandwichmaterialen har potential att vara: Kostnadseffektiva Formbara Fogningsbara Hög styvhet Viktbesparande 27

Ljuddämpande Implementerbara i dagens produktionssystem Medföra låg miljöbelastning Idag har prototyper av sandwichmaterialen tagits fram i projektet och en utvärdering deras egenskaper har initieras. Inledande studier har verifierat flera antaganden. En större forskningsinsats är dock nödvändig för att detaljstudera materialens egenskaper och skapa rätt förutsättningar för en marknadsintroduktion. Resultaten hittills visar att andelen sandwichmaterial definitivt bör kunna utökas i framtidens fordon. 28

Integrerad optimering av produkt- och produktionssystem - Ett holistiskt och tvärvetenskapligt angreppssätt Dnr 2012-02508 Projektstart 2013 (01) Projektavslut 2013(09) Projektbudget 625 000 kr Bidrag från FFI 500 000 kr Kontakt Johan Ölvander, Linköpings Universitet, johan.olvander@liu.se Deltagare Linköpings universitet, Högskolan i Skövde, Fraunhofer-Chalmers Centre, Volvo Group Trucks Technology Doktorander Tidigare projekt Utmaning För att nå målen med drastiskt ökad produktivitet i beredning och produktion krävs ett holistiskt synsätt där alla delar av produkt- och produktionsutvecklingens hela livcykel beaktas, dvs. konstruktion/produktutveckling, beredning, produktionssystemutveckling, processplanering, processtyrning, underhåll, logistik med mera. Projektbeskrivning Det primära syftet med detta hypotesprövningsprojekt är att undersöka de synergier och möjligheter som ges av att samtidigt optimera produkten, produktionssystemet och tillverkningsprocessen baserat på en ny holistisk Virtual Manufacturing-modell, där data och kunskaps integreras i ett gemensamt optimeringsramverk. Det största bidraget i projektet är en helhetssyn på produkt-, produktionssystem- och tillverkningsprocess- optimering som inte utforskats tidigare. Vi väljer att kalla detta nya område "PPS (produkt, process och system) optimering", och föreslår ett projekt som holistiskt integrerar dessa tre starkt kopplade områden. Förväntat resultat Inom projektet kommer vi att utreda potentialen hos och tillvägagångssätt för att utveckla ett Integrerat ramverk för optimering av produkt och produktionssystem. Ett antal olika business-cases kommer att studeras och flera möjliga strategier kommer att tas fram. Avsikten är att efter projektets slut (i september 2013) komma in med en ny projektansökan med målet att implementera det föreslagna ramverket hos projektets företagspartners. En konceptuell modell av det föreslagna PSS ramverket åskådliggörs i bilden nedan. Genomförda aktiviteter Projektets partners har träffats tre gånger, först i Linköping (i samband med att färdigställa ansökan), därefter Skövde med deltagande från Volvo Cars, och senast Göteborg hos Volvo Group Truck Technology. Dessutom har ett antal telefonkonferenser genomförts. 29

Under projektets inledande månader har en state-of-the-art analys genomförts, samt arbetet med att identifiera lämpliga buisness cases initieras. I samband med detta har diskussioner förts med flera företag däribland Volvo Group Truck Technology, Volvo Cars samt ABB Corporate Research. Sammanfattande state-of-the-art Vikten av en helhetssyn på produkt, process och system vid utveckling av produktionssystem är uppenbar då man iakttar internationella forskningsinsatser, särskilt inom EU. Exempelvis projektet SPECIES robust Production system Evolution Considering Integrated Evolution Scenarios, som föreslår ett nytt konceptuellt ramverk för co-evolution av produkter, processer och produktionssystem [Tolio et al., 2010]. Det primära målet för detta projekt är att undersöka olika aspekter av co-evolution av produkter, processer och produktionssystem, både från vetenskapliga och industriella perspektiv [http://www.species.polimi.it/]. Andra relevanta insatser inom EU inkluderar Manufuture [http://www.manufuture.org/], inrättandet av den europeiska sammanslutningen för framtidens fabriker [EFFRA 2009] samt projektet "Virtual Factory Framework", som syftar till att utveckla en integrerad ram för att genomföra nästa generations virtuella fabriker [Pedrazzloi 2007]. Referenser EFFRA, European Association for the Factories of the Future. (2009) Strategic Multi- Annual Roadmap. Pedrazzoli, P., Sacco, M., Jönsson, A. and Boër, C. (2007) Virtual Factory Framework: Key Enabler for Future Manufacturing. in Cunha PF, Maropoulos PG, (Eds.) Digital Enterprise Technology. Springer, USA, 83 90. Tolio, T., Ceglarek, D., ElMaraghy, H.A., Fischer, A. Hu, S.J., Laperrière, L., Newman, S.T. and Váncza, J. (2010) SPECIES Co-evolution of products, processes and production systems, CIRP Annals - Manufacturing Technology 59, 672 693. 30

Online-kontroll av svetsdefekter inom fordonsindustrin med kontaktlös ultraljudsprovning Dnr 2012-02510 Projektstart 2012 (December) Projektavslut 2013 (September) Projektbudget 625 000 kr (100 %) Bidrag från FFI 500 000 kr (80 %) Kontakt Magnus Falkenström (magnus.falkenstrom@swerea.se) Deltagare Volvo Cars, Swerea KIMAB Doktorander --- Tidigare projekt --- Utmaning Ett viktigt mål att uppfylla för att nå 2015 års hållbara pressverkstäder och sammansättningsfabriker för tillverkning av framtidens hytter/karosser är att kvalitetsoch produktionskontrollmetoder för svetsprocesser utvecklas. Idag görs den här kontrollen huvudsakligen manuellt med handhållna ultraljudsgivare. Svårigheterna med att automatisera processen är bland annat att svetsytorna måste bearbetas samt att ett kopplingsmedium mellan prov och givar måste appliceras. Projektbeskrivning Ultraljud är jämte röntgen den enda metod som kan ge ett direkt svar från defekter i opaka material. Laserultraljud är en kontaktlös metod där ultraljudet induceras och analyseras med hjälp av laserljus. En pulsad laser, med en pulsbredd på ~10 nanosekunder används för att momentant inducera energi i provet. En enkelmodslaser används sedan för att interferometriskt avläsa de vibrationer i provbiten som uppkommer av ultraljudspulsens utbredning. Laserultrajud ger helt nya förutsättningar vad gäller automatisering av processen. Tekniken kan dessutom appliceras på varma ytor vilket ger möjlighet att mäta direkt under svetsprocessen. Föreslaget hypotesprojekt avser att verifiera möjligheter med laserultraljud för svetsar med geometrier, ytor och material relevanta för fordonsindustrin. Projektet kommer genomföras som fyra olika aktiviteter. 1. Framtagning av svetsar med relevanta geometrier och defekter. 2. Upptagning av signaler och verifiering avseende valda defekter. 3. Optimering av laserultraljudssystemet. 4. Förslag till design och framtida integration. 31

Resultat Projektets första fas (provframtagning hos Volvo Cars) är precis avklarad och under maj och juni kommer ett antal punkt- och lasersvetsar undersökas med laserinducerat ultraljud under projektets andra fas. Målet under denna fas är att ta fram metoder för att mäta svetsutbredningens storlek. Figur 1 visar en schematisk bild över några av de tänkta experimentuppställningar som kommer användas. En viss optimering av Swerea KIMAB s nuvarande laserultraljudsutrustning kommer även att ske inom projektet. Främst handlar det om modifieringar av den optiska designen för att mäta på de önskade svetsgeometrierna. Förhoppningen är slutresultatet i projektet ska bli ett förslag på hur utformingen av ett laserultraljudssystem optimerat för kontroll av svetsar inom fordonsindustrin ska kunna se ut. a) b) c) GENERERING DETEKTERING GENERERING GENERERING DETEKTERING DETEKTERING GENERERING PLÅT 1 PLÅT 2 PLÅT 1 PLÅT 2 PLÅT 1 PLÅT 2 SVETSUTBEDNINGEN SVETSUTBREDNING SVETSUTBEDNINGEN Figur 1. Möjliga experimentuppställningar för att få ett svar från svetsens storleksutbredning. 32

Flerskiktsbeläggningar för låg vidhäftning Släpp Lätt Dnr 2012-02511 Projektstart 2012 (oktober) Projektavslut 2013 (september) Projektbudget 806 600 kr (100 %) Bidrag från FFI 497 600 kr (61 %) Kontakt Nicolaie Markocsan Deltagare Företag 2, Institut 1, Universitet 1 Doktorander - Tidigare projekt - Utmaning Ett stort problem vid produktionen av formgjutet polyuretanskum är att den färdiga produkten fastnar i varierande grad i formen så att formen måste smörjas med ett löningsmedel varje gång innan fyllning. Projektets mål är att utvärdera en innovativ teknik där flerskiktsystem används för att skapa abhesions-beläggningar med höga mekaniska prestanda och eliminera behovet av lösningsmedelsbaserade vaxer vid framtagning av polyuretanskumsprodukter. Projektbeskrivning Hypotesen är att kombinationen av en hård beläggning med en polymerbaserad täckfärg kan ge skräddarsydda funktioner för slitstyrka, friktion, vidhäftning, vätbarhet och termiska egenskaper. Projektet bedrivs i tre steg: 1) Praktisk och teoretisk problemanalys 2) Utveckling och utprovning av alternativa lösningar, 3) Analys av resultat, planering för hur resultaten ska användas, samt planering för exploatering och breddning av användningsområden (andra tillämpningar). Olika kombinationer av beläggningar utvärderas och testas inom projektet. Både beläggningsmaterial (t.ex. keramer, FEP, PFA) och beläggningsmetoder (termisk sprutning, tunnfilmmetoder) utvärderas. Bilden till höger visar fyra prover som testades under verkliga produktionsförhållanden. Två av dem (proverna till höger) har varit belagda medan två av dem (proverna till vänster) har inte varit belagda där polyuretanskummet har fastnat på stora ytor. 33