Transcript Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt

Fordonsstrategisk Forskning och
Innovation
Hållbar
Produktionsteknik
Projektkatalog för hypotesprojekten
2012
2013-05-08
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
2
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
4
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
8
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
10
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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 [email protected]
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
-
-
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Nanobaserade verktygsytor för plåtpressning av
borstålskomponenter
•
•
•
•
•
•
•
Dnr
Projektstart
Projektavslut
Projektbudget
Bidrag från FFI
Kontakt
Deltagare
2012-02494
jan 2013
jan 2014
765 000 kr
500 000
Roger Andersson, Swerea KIMAB
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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/cm3 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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
(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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Bidrag från projekt Ökat
materialutnyttjande
Milstolpe 2 (2020):
•
•
•
•
Introduktion av nya
lättviktsmaterial i
fordonsindustrins
tillverkningsprocesser.
Produktionsprocesserna måste
modifieras till användning av
allt mer avancerade material.
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.
Milstolpe 3 (2025)
•
Fordonsproduktion använder
optimerade
tillverkningsprocesser för
miljöneutral produktion
23
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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 ([email protected])
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
•
•
•
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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, [email protected]
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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 MultiAnnual 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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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 ([email protected])
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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)
DETEKTERING
GENERERING DETEKTERING
DETEKTERING
GENERERING
c)
GENERERING
GENERERING
PLÅT 1
PLÅT 1
PLÅT 1
PLÅT 2
PLÅT 2
PLÅT 2
SVETSUTBEDNINGEN
SVETSUTBREDNING
SVETSUTBEDNINGEN
Figur 1. Möjliga experimentuppställningar för att få ett svar från svetsens
storleksutbredning.
32
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
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
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Resultat
Kunskapen som genereras är mycket värdefull. Ur ett industriellt perspektiv skapar
vidhäftning ofta problem som får såväl ekonomiska som miljömässiga konsekvenser.
Projektets främsta vetenskapliga resultat är ny kunskap kring abhesionsbeläggningar, ett
område där mycket lite forskning inom termisk sprutning bedrivits. Ersättning av
nuvarande teknik med denna typ av beläggningar har således både industriellt och
vetenskapligt intresse och bedöms kunna generera såväl kommersiella som
vetenskapliga resultat och nya uppslag till forskningsområden. Ett exempel är projekt
där abhesionsytor tillämpas vid produktion av plastkomponenter som formgjuts. En
annan spin-off möjlighet med potentiellt ännu större applikationsmöjligheter inom
fordonsindustrin är flerfuktionella beläggningar där nötnings- eller/och korrosion
resistens kombineras med abhesion. En lovande teknik som utvärderats i projektet är
här HVAF (High Velocity Air Fuel) sprutningsmetoden som visa sig kan producera
beläggningar av mycket höga prestanda till en låg kostnad. Nya applikationer bör
kunna vara på marknaden redan under 2016.
34
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Mikrogeometri Utformning för Borrning av Kompositer
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Dnr
2012-02512
Projektstart
2012 Oktober
Projektavslut 2013 September
Projektbudget 500 000 kr
Bidrag från FFI 500 000 kr
Kontakt
Docent Tomas Beno
Deltagare
GKN Aerospace, Högskolan Väst
Doktorander n/a
Tidigare projekt
n/a
Utmaning
Inom samtliga sektorer inom transportområdet återfinnes ett ökande intresse av att
introducera användningen av kompositer i dess produkter på marknaden. Användning
av kompositer försvåras ofta av hur olika komposit komponenter skall sammanfogas för
att skapa den efterfrågade funktionen. I flertalet fall används olika typer av nit och
bultförband. En svaghet hos kompositer är att de har begränsade hållfasthets egenskaper
i dess tjockleksriktning vilket medför att vid andvändning av skruv och bultförband kan
dessa förbands förspänningstryck ej användas då materialet relaxerar och
förspänningseffekten avtar. För att undvika detta problem används förband som tar upp
krafterna i hålkantstryck istället. Förmågan att överföra krafter genom hålkantstryck är
beroende av god passning och defektfritt material runt borrhålet. Tolerans- och
kvalitetskraven på hålet är därför stränga. Målsättningen är att kunna reducera
förekomsten av en eller flera skadetyper, främst fiber fransning och fiberutdragning men
också att kunna reducera alternativt undvika dessa vid olika ställen på det borrade hålet
t.ex. vid in respektive utgång vid genomgående hål. Nästa steg är att kunna tillverka hål
i komposter men också sammanlagda material såsom kolfiber/epoxy som är förenat på
en titan plåt.
Projektbeskrivning
”Biomimicry” tjänar som initial inspirationskälla då naturen genom årtusenden har
utvecklat mikrogeometri hos hajar och pirayor, genom att studera mikrogeometrin ifrån
en vithaj vars tänder har en mikrogeometri som gör att den skär mycket enkelt genom
muskler som är uppbyggda av fibrer. Samma egenskaper är önskvärda hos en borr som
skär genom en kolfiber komposit. Att ta fram en borr med sådan mikrogeometri skulle
medföra ett stort steg framåt i utvecklingen av högproduktiva borroperationer med hög
kvalité på det framställda hålet.
Resultat
Hypotesprojektets mål sammanfaller därmed färdplansmålen för FFI, för milstolpe 2
(2020) inom introduktion av nya lättviktsmaterial och inom milstolpe 3 (2025),
tillverkningsprocesser för radikalt nya material och materialkombinationer. Ett fullgjort
projekt skulle medföra en håltagningsprocess för att producera ultrafina hål med
toleranser ner mot ett fåtal mikrometer i kombination med mycket höga ytkrav.
35
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Induktionssintring av pulverkomponenter
•
•
•
•
•
•
•
Dnr
2012-02513
Projektstart
2012 (okt.)
Projektavslut 2013 (sept.)
Projektbudget 665 000 kr
Bidrag från FFI 500 000 kr (75 %)
Kontakt
Jerome Senaneuch, Swerea KIMAB
Deltagare
Swerea KIMAB AB, Swerea IVF AB, Chalmers Tekniska
Högskola, EFD-Induction AB, Höganäs AB, Aga Gas AB
• Doktorander • Tidigare projekt
Utmaning
Ta fram och utvärdera induktionssintrade provkroppar. Att välja rätt skyddsatmosfär
samt ha en homogen temperatur inom provkroppen under sintringen är avgörande för en
kontrollerad och bra sintring.
Projektbeskrivning
Steg 1: små pressade kutsar sintras med induktion under
skyddsgas vid olika temperaturer och olika tider.
Utvärdering av sintringen görs med optisk
mikroskopering. Den pressade grönkroppen placeras i
ett glasrör (Figur 1) där skyddsgasen cirkulerar för att
undvika oxidation under sintringsprocessen. Glasröret
och provkutsen sitter inne i en induktor. Temperaturen
mäts med pyrometer och i vissa provstavar med typ K
termoelement som borras in i provkroppen.
Uppvärmningen till sintringstemperatur görs på ca 1
minut. Det materialet som användes för första
sintringsförsöken är Dystaloy DH-1 med och utan tillsatt
kol samt utan och med smörjmedel. Steg 2: lite större
provkroppar sintras med induktion för utvärdering av
Figur 1: försöksuppställning för
mekaniska egenskaper. En jämförelse med ugnsintrade
induktionssintring
provstavar kommer att göras.
Resultat
De första försöken på små cylindriska kutsar utan bindemedel visar att sintring med
induktion kan ge samma mikrostruktur som sintring med ugn (Figur 2) – referens
Höganäs Handbok. För kutsar som pressades med smörjmedel krävs ett avdrivssteg
runt 500°C under uppvärmningen.
36
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Med en processtid på ungefär 20 minuter
för spolning, uppvärmning, avdrivning,
sintring och svalning, induktionssintring
kan vara ett alternativ till konventionell
ugnssintring.
Ytterligare provning samt utvärdering av
mekaniska egenskaper krävs för att gå
vidare med den tekniken. Det projektet
är tänkt som en förstudie till ett
eventuellt större projekt med tillverkning
av demostratorkomponent.
37
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Polymera kompositprodukter för högvolymproduktion
•
•
•
•
•
•
•
Dnr
2012-02514
Projektstart
april 2013
Projektavslut april 2014
Projektbudget 1 052 000 kr
Bidrag från FFI 500 000
Kontakt
Roger Andersson, Swerea KIMAB
Deltagare
Blatraden, Volvo Truck, AP&T, Oerlikon Balzers Sandvik Coating
AB , Uddeholms AB, Swerea KIMAB, Swerea Sicomp, IUC
Olofström
Utmaning
Projektet kommer att genom experiment analysera en snabb tillverkningsprocess av
kolfiberkomponenter med samma teknik som för plåtformningsprocesser och målet är
att nå samma höga produktionstakt
Projektbeskrivning
Genom använda samma produktionsmetoder som för plåtformning kommer en
kolfiberväv att förformas i ett formverktyg. Steg 2 kommer väven att vätas med en
reaktiv harts genom antingen injektion-kompressionsteknik (CRTM) eller hartsfilminjecering-teknik (RFI) och genom termoelement i verktygen förhärdar man detaljen.
Skillnaden på processerna ges i figurerna nedan. Sluthärdningen av detaljerna sker
genom transport i lackugnarna hos fordonstillverkarna.
38
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Förväntade resultat
Projektet är i startskede men enligt information från globala tillverkare är iden mycket
god och vi hoppas att detta experimentella projekt skall leda till en mycket större
framtida FFI projekt för att utveckla en industriell produktionsprocess.
39
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Fordonskomponenter av förnyelsebara råvaror med
skräddarsydd nedbrytbarhet
•
•
•
•
•
•
•
•
Dnr
2012-02515
Projektstart
2012-10-01
Projektavslut 2013-09-30
Projektbudget 625 000 kr
Bidrag från FFI 500 000 kr
Kontakt
Birgitha Nyström
Deltagare
SCA, Blatraden
Doktorander 1
Utmaning
Hypotesen för projektet är att avancerade, lätta, multilager-strukturerade kompositer
med goda barriäregenskaper och skräddarsydd bionedbrytbarhet kan produceras genom
att kombinera polylaktid, nanolera, tillsatser och massafiber-mattor. Detta material är
fritt från fossil råvara, långsiktigt hållbart, brand-och slagtåligt och lämpligt för interiöra
komponenter i fordon.
Den stora utmaningen för denna hypotesprövning kommer att vara att skräddarsy
bionedbrytbarheten genom att kombinera biobaserad termoplast med speciella tillsatser
och massafibermattor och att på kort tid påvisa hypotesens giltighet. Förutom att
materialsammansättningen och tillverkningsmetoder för både den modifierade plasten
och kompositerna måste optimeras så måste även accelererad provning användas för att
få fram relevanta resultat.
Projektbeskrivning
en biobaserade termoplasten modifieras för att öka termisk stabilitet, brandtålighet och
slagseghet genom att använda nanolera och speciella additiv. Genom optimering av
tillverkningsprocessen och optimala andelar av tillsatserna och termoplasten förväntas
nedbrytbarheten gå att styra. Ett antal kvaliteter av massafibermattor utvärderas som
armering i den modifierade plasten, med avseende på processbarhet och laminatkvalitet.
Kompositmaterialen tillverkas genom formpressning och temperatur, tid och tryck
optimeras för att få väl impregnerade fibrer i en så snabb process som möjligt.
Kompositmaterialet är ett lättviktsmaterial som ska kunna konkurrera med oljebaserade
kompositmaterial som används i bilkomponenter idag. Kompositmaterialet är ett
lättviktsmaterial som ska kunna konkurrera med oljebaserade kompositmaterial som
används i bilkomponenter idag. Om tillverkningen sker i Sverige kan den i princip göras
fossiloberoende då andelen förnyelsebar energi i Sverige är stor. Den biobaserade
termoplasten och massafibrer är förnyslesbara biologiskt nedbrytbara material vilket
utnyttjas i produkter med kort livscykel. Men för att lämpa sig för bilkomponenter
måste den biologiska nedbrytningen ske kontrollerat och först efter lång användning och
materialen måste ha bra barriäregenskaper.
40
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Den huvudsakliga innovationen i detta projekt är att utveckla en helt bio-baserad
mulitlagerstrukturerad komposit med goda barriäregenskaper och samtidigt
skräddarsydd biologisk nedbrytbarhet genom tillsats av små mängder nanolera och
speciella additiver.
Resultat
Genom att optimera formpressning av den biobaserade plasten och massafibermattorna
har kompositer med väl impregnerade fibrer tillverkats.
Med optimerad kompoundering bildar leran en ordnad interkalerad struktur i plasten
och den termiska stabiliteten ökar. Resultaten indikerar att leran och additiven ger
synergieffekter med avseende på processbarhet och mekaniska egenskaper.
Förväntade resultat är att de nanoleramodifierad kompositerna ska uppvisa bättre
brandegenskaper än då leran inte finns med. Tidigare arbete har visat att tillsats av
nanolera i träfiberbaserade kompositer gör att brandbeteendet förändras. Materialets
integritet bevaras vilket innebär att brandspridning förhindras. Tillsatserna förväntas
också göra plasten och därmed den slutliga kompositen mer slagseg. Tidigare studier
har visat att nanolera kan accelerera den biologiska nedbrytningen av biobaserad plast.
Med de additiver som används förväntas denna effekt motverkas. Utvärdering av de
modifierade plasternas och kompositernas långtidsegenskaper har påbörjats.
Intressanta synergieffekter har redan påvisats och det är möjligt att olika kombinationer
av additiver ger ytterligare positiva synergier.
41
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Montering av framtidens fordon i nya lättviktsmaterial
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Dnr
2012-02516
Projektstart
2012-10
Projektavslut 2013-09
Projektbudget 625 000 kr
Bidrag från FFI 500 000 kr
Kontakt
Kerstin Johansen
Deltagare
Volvo Cars, Linköpings Universitet
Doktorander 1 (Andreas Björnsson, Linköpings universitet)
Tidigare projekt
2009-02814 (FACECAR)
Utmaning
Projektet adresserar milstolar både för 2020 och 2025, huvudfokus på 2025. Målet är att
identifiera hur ett framtida tillverkningsupplägg bör se ut och vilken forskning som i så fall
krävs för att skapa framtidens tillverkningssystem för lättviktsfordon.
Milstolpe 2020: Lättare material och nya processer
•
Introduktion av nya lättviktsmaterial i fordonsindustrins
tillverkningsprocesser. Produktionsprocesserna måste förändras till
användning av allt mer avancerade material.
•
Volymtillverkning av komponenter till olika typer av hybridfordon och
andra alternativa drivlinor innebär nya tillverkningsprocesser.
Milstolpe 2025: Miljöneutral produktion
•
Fordonsproduktion använder optimerade tillverkningsprocesser för
radikalt nya material och materialkombinationer.
•
Produktionssystem som kan tillverka kundanpassade fordon.
Projektbeskrivning
Hypotesen är att framtidens tillverkning av lättviktsfordon drastiskt kommer att förändra
fordonsmonteringen. Målet är att identifiera framtidens tillverkningsupplägg samt fortsatta
forskningsområden.
Resultat (alternativt förväntade resultat)
Följande underliggande hypoteser kommer att testas:
1.
Fordonen kommer att byggas upp på ett helt annat sätt med en ny typ av
grundstruktur i nya lättviktmaterial i form av nya komposit- och
hybridmaterial.
42
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
2.
Man kommer att ha en större grad av modularisring av centrala delsystem
och delstrukturer i nya lättviktmaterial vilket bland annat möjliggör en
högre grad av skräddasydda fordon.
3.
Stora delar av bilarnas komponenter kommer att bestå av nya
lättviktsmaterial med integrerade funktioner.
4.
Produktens utformning kommer i högre grad att bli skalbar och man kan
göra variantbildning sent i monteringen vilket bland annat möjliggör en
högre grad av skräddasydda fordon.
5.
De minskade verktygskostnaderna för de nya materialen kommer att
möjliggöra en högre grad av skräddarsydda fordon
Hittills har projektet samlat in omvärldsanalys kring ovanstående 5 underliggande
hypoteser och vi ser att många olika forskningsområden kommer att beröras när det
gäller monteringsrelaterade möjligheter som uppstår med dessa nya lättviktsmaterial.
Vidare ser vi andra trender när det gäller var lättviktsmaterial redan idag finns i
fordonsindustrin och vilka monteringseffekter dessa kan ge i form av större lättare
komponenter men med annan styvhet i komponenterna. I framtiden ser vi just nu ett
behov av öka förståelsen för vilka konsekvenser dessa nya material ger för både
montering men även produktutvecklingsprocessen. Delar av hypoteserna kommer att ge
svar på områden som vi kan adressera forskningsprojekt i närtid – alltså med möjlighet
till att realisera innan 2020, t ex när det gäller limning och uppbyggnad av BOM i
relation till befintliga processer. Andra områden, t ex när det gäller skräddarsydda
fordon handlar troligvis om en utveckling av produktutvecklingsprocessen kopplat till
produktionsmöjligheterna och här kan vi se en längre ställtid i implementeringen och en
realisering fullt ut bedöms just nu vara innan 2025. Här beror mycket på vilka
förändringar man kan identifiera och utveckla.
I allmänhet ger denna hypotesprövning många möjligheter till kunskapsuppbyggnad och
därmed en generellt högre och mer spridd kunskap, där vi redan nu ser en påverkan i
olika kursmoment på civilingenjörsprogrammen Maskinteknik och Design- och
Produktutveckling vid Linköpings universitet.
43
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Additiv tillverkning av fordonskomponenter
•
•
•
•
•
•
•
•
Dnr
2012-02520
Projektstart
2012, oktober
Projektavslut 2013, september
Projektbudget 650 000 kr
Bidrag från FFI 500 000 kr
Kontakt
Almir Heralić, Högskolan Väst, [email protected], 0705-776042
Deltagare
Volvo Lastvagnar
Doktorander Petter Hagqvist, Högskolan väst
Utmaning
Att kunna uppskatta tillverkningskostnaden vid införandet av ett additiv
tillverkningssystem för jämförelse med existerande produktionsmetoder/kostnader.
Vidare spås den största nyttoeffekten komma vid framtida nytillverkning där fördelen
med additiv tillverkning kan exploateras redan vid designstadiet, varvid en
kostnadsuppskattning blir än mer svårare.
Projektbeskrivning
Att utvärdera den additiva teknologins möjlighet att skapa förutsättningar för
användning av nya material och nya beredningsstrategier för framtagning av
lättviktskomponenter, med höga krav på produktens egenskaper samt rimliga
produktionskostnader. Inom ramen för projektet ska en demonstation av additiv
tillverkning genomföras på en av Volvo Trucks vald komponent (se bild nedan).
Exempel på hur additiv tillverkning kan nyttjas för att möjliggöra fabricering av
komplex geometri genom sammansättning av enklare delar och därmed användning av
t.ex. plåt istället för gjutgods
Resultat
Projektet förväntas öka kunskapen för additiv tillverkning hos fordonsbranschen och
även visa på dess kapacitet genom en demonstrator som tillverkas på Högskolan Väst
under kommande månader. Projektet hoppas kunna vecka intresse för att starta upp ett
större sammarbete mellan fordonsindustri och högskola/universitet där materialvetare,
beräkningsingenjörer, konstruktörer och designingenjörer jobbar tillsammans för
44
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
”design för funktionalitet” snarare än ”design för produktion”, vilket idag är mycket
mer möjligt och kostnadseffektivt än tidigare tack vare fabriceringskonceptet och
additiva tillverkningstekniker.
45
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
46
Projektkatalog FFI HP hypotesprojekt -utlysningen 2012
Projektledarkontakter
Projekttitel,
svenska
Projektledare
Projektledare,
epost
Projektledare,
organisation
Additiv tillverkning av
fordonskomponenter Montering av framtidens fordon
i nya lättviktsmaterial Fordonskomponenter av
förnyelsebara råvaror med
skräddarsydd nedbrytbarhet Polymera kompositprodukter
för högvolymproduktion Induktionssintring av
pulverkomponenter Mikrogeometri Utformning för
Borrning av Kompositer Flerskiktsbeläggningar för låg
vidhäftning Släpp Lätt Online-kontroll av
svetsdefekter inom
fordonsindustrin med
kontaktlös ultraljudsprovning Integrerad optimering av
produkt- och
produktionssystem - Ett
holistiskt och tvärvetenskapligt
angreppssätt Kärnfulla egenskaper hos
sandwichmaterial för
högvolymproduktion Objektiva utvärderingskriterier
av fogegenskaper för hållbar
produktion Att skilja Know Why från Know
How Ökat materialutnyttjande
genom nya verktygslösningar
och tjänster sinterprodukter med hög statisk
lastförmåga - inverkan av
anlöpning på
deformationsstabilitet vid
användning Nanobaserade verktygsytor för
plåtpressning av
borstålskomponenter FLEXibel bAlansering av
komplexa monteringssystem
(FLEXA) 3 D Litecomp Sandwich
lattviktsteknologi hypotesprovning pa stora
fordonsstrukturer Fogning av termoplastkomposit
mot metall med
ljusbågsvetsning med hög
strömtäthet (DENSARC ) Almir Heralic
0705-77 60 42
Kerstin Johansen
0736-20 05 15
Birgitha Nyström
0911-744 09
[email protected] Högskolan Väst [email protected] Linköpings universitet [email protected] Swerea SIC OMP AB Roger Andersson
0703 33 58 42
Jerome Senaneuch
08-674 1760
Tomas Beno
0705-46 29 38
Nicolaie Markocsan
0721600101
Magnus Falkenström
0735-34 67 49
[email protected] Swerea KIMAB AB [email protected] Swerea KIMAB AB [email protected] Högskolan Väst [email protected] Högskolan Väst [email protected] Swerea KIMAB AB Johan Ölvander
013-28 17 11
[email protected] Linköpings universitet Daniel Wiklund
0707-80 60 85
[email protected] Swerea IVF AB Hybridfogning av
ultrahöghållfasta stål till
aluminium med Friction Stir
Welding Per-Johan Wahlborg [email protected] 0707-80 61 07
Swerea IVF AB Gunilla Sivard
0705-570693
Boel Wadman
070-780 61 80
[email protected] Kungliga tekniska
högskolan Swerea IVF AB Lars Nyborg
031-772 12 57
[email protected] C HALMERS TEKNISKA
HÖGSKOLA AKTIEBOLAG
Roger Andersson
0703 33 58 42
[email protected] Swerea KIMAB AB Gunnar Bäckstrand
070-780 62 01
[email protected] Swerea IVF AB Ulf Karlsson
0737704518
[email protected] IMIT Kjell-Arne Persson
070-626 8151
[email protected] Swerea KIMAB AB Arne Melander
070-592 90 87
[email protected] Swerea KIMAB AB [email protected] 47