Facebook

Instagram

Färsk forskning visar hur additiv tillverkning inom flygindustrin blir mer flexibel och effektiv


2018-01-03

<span class=\
Bild:Christina Axelson
Andreas Segerstark är doktorand vid Högskolan Väst och har hittat viktiga samband mellan de primära processparametrarna och deras påverkan på materialet under tillverkningsprocessen.

Andreas Segerstarks forskning visar helt nya möjligheter att producera motorkomponenter effektivare med additiv tillverkning med pulver (LMPD). Produktionen blir mer flexibel samtidigt som svinnet av dyra superlegeringar kan minskas med upp till 90 procent.
– Jag har hittat viktiga samband mellan de primära processparametrarna och deras påverkan på materialet under tillverkningsprocessen, säger Andreas Segerstark som presenterade och försvarade sin doktorsavhandling* på Högskolan Väst några dagar före jul.

För GKN Aerospace och andra tillverkare inom flygindustrin kan de nya kunskaperna bidra till att deras additiva tillverkning med lasermetalldeponering med pulver (LMPD) blir mer effektiv. Större flexibilitet, kortare ledtid och väsentligt mindre materialsvinn är några nyttoeffekter som doktoranden Andreas Segerstark nämner när han berättar om sina forskningsresultat.

Enkelt förklarat fungerar LMPD-teknologin så att en robot svetsar flera tunna svetssträngar av metallpulver intill varandra och i flera skikt tills komponenten får rätt form.

– LMPD-teknologin kompletterar dagens konventionella tillverkningsmetoder. Man bygger till exempel komponenter med komplexa former genom att addera metallskikt på enklare gjutgods eller smidesgods, förklarar Andreas Segerstark.

– Teknologin används också för att reparera skador på komponenter som skadas om värmetillförseln blir för stor. Pulverdeponeringen kan med fördel läggas på de områden som behöver lagas eller förstärkas med en kontrollerad värmetillförsel.

Fyra viktiga processparametrar
Andreas fokus har varit att undersöka hur de olika parametrarna i tillverkningsprocessen samverkar och hur de påverkar materialets egenskaper under produktionen.

– De parametrar som har störst inverkan på materialet är lasereffekten, framföringshastigheten, pulvermatningshastigheten och pulverfokusförskjutningen. Och de påverkar markant materialets fasformation, fasomvandling, kornstruktur och sprickbildning.

Ökad flexibilitet och minskat materialsvinn
Andreas har arbetat med den dyra superlegeringen Alloy 718 i sin studie eftersom det är ett vanligt material i kommersiella flygjetmotorer.

– Genom att använda LMPD-teknologin i tillverkningen på ett optimalt sätt kan man minska materialsvinnet med upp till 90 procent för vissa komponenter.

– Men en stor vinst är också den ökade flexibilitet som tillverkning med LMPD ger. Man vinner både tid och pengar på att produktionen går snabbare och enkelt kan ställas om för tillverkning av nya komponenter. Tack vare digital styrning behöver man till exempel inte ta fram nya verktyg till produktionen.

Ny metod för temperaturmätning
En stor utmaning under forskningsprojektet var att kunna mäta temperaturförändringarna i materialet på ett tillförlitligt sätt under tillverkningsprocessen. För att klara det utvecklade Andreas en ny temperaturmätningsmetod parallellt med sitt ordinarie forskningsarbete.

– Vi använde tunna rostfria plåtar för att skydda de små termoelement som vi mätte temperaturen med. Plåtarna gav skydd för laserstrålens påverkan och förhindrade att värmen från laserstrålen påverkade mätningarna.

Nära samarbete med GKN Aerospace
Idén till forskningsprojektet kommer från ett långvarigt samarbete mellan GKN Aerospace i Trollhättan och Högskolan Väst. Eftersom det inte gjorts mycket forskning kring lasermetalldeponering med pulver ville de ta reda på mer.

– När doktorandtjänsten annonserades för fyra år sedan var forskning inom additiv tillverkning inte så vanlig, särskilt inte inom lasermetalldeponering med pulver. Jag lockades av att projektet handlade om en form av svetsning och att det var ett nytt område jag ville lära mig mer om.

Tar forskningsresultatet vidare
GKN Aerospace har följt Andreas forskningsprojekt med stort intresse och samarbetet fortsätter efter doktorsexamen. Andreas börjar arbeta på företagets R&D-avdelning i januari 2018.

– Det återstår mycket arbete med att tillämpa forskningsresultaten i produktionen. Additiv tillverkning är hett idag och det finns mycket att utveckla inom det området. Det vill jag gärna fortsätta arbeta med.

Andreas Segerstarks forskningsprojekt har finansierats av Högskolan Väst, GKN Aerospace Sweden AB, Västra Götalandsregionen, Rymdstyrelsen, Tillväxtverket och Vinnova.

*Laser Metal Deposition using Alloy 718 Powder – Influence of Process Parameters on Material Characteristics



Källa: Högskolan Väst


Skriv ut



Forskarnas vision är fordon där stora delar av bilkarossen eller flygplansskrovet består av strukturella litiumjonbatterier. Multifunktionell kolfiber kan på samma gång fungera som batterielektroder och bärande material. Forskarna arbetar med strukturella litiumjonbatterier där de negativa elektroderna utgörs av kolfiber och de positiva elektroderna av katodbelagd kolfiber. I bilden är batteriet uppladdat, vilket innebär att den negativa elektroden är fylld med de plusladdade litiumjonerna.
Forskarnas vision är fordon där stora delar av bilkarossen eller flygplansskrovet består av strukturella litiumjonbatterier. Multifunktionell kolfiber kan på samma gång fungera som batterielektroder och bärande material. Forskarna arbetar med strukturella litiumjonbatterier där de negativa elektroderna utgörs av kolfiber och de positiva elektroderna av katodbelagd kolfiber. I bilden är batteriet uppladdat, vilket innebär att den negativa elektroden är fylld med de plusladdade litiumjonerna.

Kolfiber kan lagra energi i karossen

En chalmersledd studie visar att det går att lagra energi direkt i kolfiber som batterielektroder. Det öppnar nya möjligheter för så kallade strukturella batterier, dä...

Läs mer
Gloab550
Vahid Hosseini har utfört mycket av sin forskning i labbet på Produktionstekniskt centrum.

Ny forskning kan ge bredare användning av rostfria stål med extremt goda egenskaper

Duplexa rostfria stål är utmärkta val i konstruktioner med höga krav på...

Läs mer
Beneli


S:t Eriks tillverkar trygghetselement för Jernhusen

S:t Eriks tillverkar unika trygghetselement av betong – formade som X2000-tåg –...

Läs mer

Industriell hållbarhet för transport- och byggsektorn


I samband med invigningen av den nya björkplywoodfabriken i Pärnu i Estland har Metsä...

Läs mer


QinetiQ väljer TactiCall till naval forskningsanläggning

QinetiQ har valt ut Saabs integrerade kommunikationssystem, TactiCall, för användning vid...

Läs mer
Fotodetektor i oorganisk perovskit.

Perovskiter framtidens material för optisk kommunikation

Forskare vid universiteten i Linköping och Shenzhen har visat hur en oorganisk perovskit blir...

Läs mer

Stålproduktionen minskade i september 2018

Den svenska råstålsproduktionen uppgick till 280 tusen ton under september 2018. Det...

Läs mer
ebm-papst har startat byggnationen av en ny produktionsanläggning i Kina som ska stå klar sommaren 2019.

ebm-papst bygger ny produktionsanläggning i Kina

Xìan ligger i provinsen Shaanxi och här investerar ebm-papst cirka 300 miljoner kronor...

Läs mer
Entrékonceptet i stål är en gåva från Stålbyggnadsinstitutet och Svensk Byggplåt till Nationalmuseum.

Stål och byggplåt gjorde stilfull entré vid Nationalmuseums VIP-invigning

Efter fem års genomgående renovering var det igår kväll dags för...

Läs mer


SKF levererar den senaste generationen online system till BillerudKorsnäs

SKF leverererar den senaste generationen online övervakningssystem SKF IMx till...

Läs mer

LKAB Minerals förvärvar industrimineralföretaget Francis Flower i England

LKAB Minerals kommer, efter myndighetsgodkännande, att förvärva samtliga aktier i...

Läs mer


Chile beslutar om krav för producentansvar – kommer öka behovet av teknologier för materialåtervinning

Chile kommer inom en månad ta beslut om att implementera miljöministeriets förslag...

Läs mer

Möt framtidens förpackningar på Scanpack 2018

Den 23 oktober hälsas besökare och utställare välkommen till norra Europas...

Läs mer


Nya användningsområden för SSAB Multisteel

SSAB Multisteel finns nu även för tryckkärl och skeppsbyggnad enligt europeisk och...

Läs mer

Swecon har landat ett ramavtal med FMV

2010 fick Swecon en prestigeorder från FMV till ett sammanlagt värde av drygt 365 miljoner kronor. Nu har Swecon tecknat ett ramavtal om leverans av hjullastare.

Swecon har tecknat ett ramavtal med Försvarets Materielverk, FMV, om leverans av Volvo...

Läs mer
Genom integrering av redan befintliga testbäddar utökas omfattningen av de tester som kan göras. Swerims testbädd för gasreformering är ett exempel.

RISE och Swerim utvecklar ny testbädd för elektrolys och vätgastillämpningar i industrin

Sverige har som mål att ha en fossiloberoende fordonsflotta 2030, fossilfri elproduktion...

Läs mer


Mest lästa













Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm

Kontakt
info(at)unicamedia.se
Annonsering
annons(at)unicamedia.se