Facebook

Instagram

Ny design på skärverktyg kan ge lägre flygpriser om tio år


2019-11-29

Doktoranden Nageswaran Tamil Alagans forskningsresultat kan ge vissa industriella skärverktyg en generell livstidsökning med 30 procent.
Bild: Högskolan Väst
Doktoranden Nageswaran Tamil Alagans forskningsresultat kan ge vissa industriella skärverktyg en generell livstidsökning med 30 procent.

Två-tre minuter. Så kort livslängd har skärverktyg vid tillverkning av vissa flygmotordelar. Men med ny verktygsdesign och effektivare kylning kan livslängden generellt sett öka med 30 procent. Det innebär minskat svinn, mindre miljöpåverkan och på sikt kanske även billigare flygresor. Doktoranden Nageswaran Tamil Alagan presenterade intressanta forskningsresultat på Högskolan Väst den 22 november.

Flygindustrin är bara en av många branscher som kan ha nytta av Nageswarans forskning. Den är relevant överallt där man tillverkar produkter i superlegeringar. Förutom flygmotorers brännkammare används materialet också i gasturbiner för kraftvärmeverk.

Fördelen med superlegeringar är att de behåller sin mekaniska styrka och hårdhet vid extremt höga temperaturer och högt tryck. Men det är samtidigt ett svårbearbetat material. När man bearbetar en superlegering genereras värme som bidrar till högt slitagepå skärverktyget. Även om skärverktyget kyls för att minimera slitaget måste det generellt sett bytas ut var tredje minut – något som kostar både tid och pengar.


Testade ny design
Nageswaran har specifikt studerat hur kylningen kan förbättras när man svarvar i superlegeringen Alloy 718 med verktyg tillverkade av obelagd hårdmetall. Han har genomfört en rad experiment där man använt modifierade skärverktyg vid svarvning med högtryckskylning.

– Målet med mina studier var att se om skärverktygens livslängd kan ökas med hjälp av effektivare kylning. För att undersöka det tog jag fram en ny design på skärverktyget där ytstrukturen utvecklats, förklarar Nageswaran.

– Genom att kyla med skärvätska under högt tryck på verktygets spån- och släppningssida ökade livslängden med 12–25 procent. Det visade sig också att tekniken fungerade bättre vid låga skärhastigheter (45 m/min) än vid höga skärhastigheter (90 m/min).


En ny generation av skärverktyg
Nageswaran har även designat tre olika yttexturer på skärverktyg som tillverkats av Sandvik Coromant. Han har sedan testat dem i kombination med högtryckskylning.

– Jag har experimenterat med olika texturer på ytskiktet och jämfört dem med vanliga släta skärverktyg. Alla tre ytstrukturerna resulterade i mindre verktygsslitage. Den som gav bäst resultat, Gen II, minskade slitaget med hela 20–40 procent.

– Verktygsdesign är ett intressant område att forska vidare om. Därför startar nu ett nytt europeiskt forskningsprojekt, CRYOMACH, där vi undersöker hur yttexturer på skärverktyg i kombination med kryogen kylning kan bidra till effektiv kylning.


Två oväntade upptäckter
Under experimenten gjorde Nageswaran två nya upptäckter. Den första var att Leidenfrosteffekten uppstod när kylvätskan kom i kontakt med varma verktyg, det vill säga att ett isolerande lager förhindrade kylningseffekten. Den andra upptäckten var att kavitation uppstod; en typ av skada där gropar bildas i ytskiktet på obelagda hårdmetallverktyg när man använder kylning med högt tryck.

– Det är viktigt att undvika de här två effekterna. Om exempelvis Leidenfrosteffekten uppstår behöver man öka trycket på kylningen eller använda verktyg med struktur i ytskiktet.


Fascinerad av flyg
Det var drömmen om att bli astronaut eller flygpilot som ledde in Nageswaran på ingenjörsbanan.

– Jag har alltid varit fascinerad av flygplan och det här yrket blev min väg in i flygvärlden. Att forska om material för flygmotorer känns minst lika intressant som att arbeta som pilot.

Efter ingenjörsexamen inom aeroteknik vid Anna University i Chennai i södra Indien ville Nageswaran studera vidare i England. Men valet föll istället på en tvåårig masterutbildning i Aerospace Engineering i Madrid.

– Parallellt med studierna jobbade jag ett och ett halvt år på Rolls Royce-ägda företaget ITP Aero i Madrid. Samtidigt växte idén att gå vidare med en doktorandutbildning. När jag såg annonsen om Högskolan Västs doktorandtjänst med koppling till flygindustrin var det en perfekt lösning för mig. Jag fick platsen och startade på Högskolan Väst 2014.


Uppskattar nära samverkan med industrin
Nageswarans forskningsprojekt, PROSAM, är finansierat av Västra Götalandsregionen och genomfört i nära samverkan med GKN Aerospace i Trollhättan och Chalmers Tekniska Högskola.

– En stor fördel med att forska på Högskolan Väst är att jag kan arbeta nära flygindustrin. På GKN Aerospace kan jag se hur tillverkningsprocessen fungerar i verkligheten. Det är få universitet i världen som kan erbjuda en så nära samverkan med industriföretag.

Klicka här för att läsa Nageswaran Tamil Alagans avhandling i sin helhet.



Källa: Högskolan Väst


Skriv ut



Mikroplast i havet – en spegling av ohållbar konsumtion och produktion


Industriell råplast, som plastpellets, ger upphov till höga koncentrationer nära utsläppskällorna.  Men de flesta plastartiklar i havet är fragment av större...

Läs mer
Elmia automation 550
Bifrost av Varg arkitekter.

Steel Race Reuse 2020:

Över 40 tävlingsbidrag i hållbart stål vill bli mötesplats på Hötorget

I fredags eftermiddag, efter 72 intensiva timmar, stängde tävlingen Steel Race Reuse 2020...

Läs mer
Hexagon
Jörgen Warborn och Peter Eriksson får en inblick i GKN:s verksamhet. Fr v: Peter Eriksson, Robert Hell, Public Affairs, Robert Lundberg, EU-projekt, Jörgen Warborn och Joakim Andersson, Engines.

EU-parlamentariker besökte GKN Aerospace i Trollhättan

Under fredagen besöktes GKN Aerospace i Trollhättan av Jörgen Warborn som är en...

Läs mer
ARmaskinservice 550
Varje motor i tebryggaren är individuellt programmerad och konfigurerad. En häller vatten i tekoppen, en annan driver en sked som rör om i koppen. En motor driver en vinylskiva som ser till att rätt mängd socker tillsätts.

En teälskare hos ebm-papst har utvecklat en underhållande tebryggare

James Cooper arbetar som produktchef hos ebm-papst i Storbritannien och det är knappast fö...

Läs mer

Nestlé skapar en marknad för återvunnen plast godkänd för livsmedelsförpackningar

Nestlé storsatsar för att öka användningen av återvunnen plast till livsmedelsförpackningar

Nestlé storsatsar för att öka användningen av återvunnen plast. 20...

Läs mer

Arbetet med antireflexbehandling av glas beviljas ytterligare medel av Vinnova

I samarbete med RISE och Umeå Universitet utvecklar Absolicon en ny behandling för...

Läs mer
Motortest av RM12, motorn till JAS 39 Gripen C/D.

Positivt besked om tekniskt stöd och underhåll för motorn till Gripen E

GKN Aerospace i Trollhättan fick på onsdagen beskedet att Försvarets Materielverk...

Läs mer

ebm-papst utökar serien med RadiCal-fläktar för tysta och energieffektiva ventilationsaggregat

ebm-papst fläktserie RadiCal har utökats med nya och mindre modeller, 133 mm och 160 mm, som är idealiska för kompakta bostadsventilationsaggregat.

Utvecklingen på fläktsidan, när det gäller exempelvis bostadsventilation,...

Läs mer


SSAB engageras i forskningsprojekt om metallbearbetning i Finland

Det tvååriga forskningsprojektet inom metallbearbetning (AMET) sammanför två...

Läs mer

Nyemission i Sizes tillför bolaget 56 miljoner kronor – säkerställer ökad kapacitet och automation

Till vänster: Niklas Andersson, VD för Sizes.

Efter genomförd nyemission växlar industriella flerbostadshustillverkaren Sizes upp...

Läs mer
Bildmontage, bakgrundsbild av Bruno Ramos Lara, Unsplash, och illustration av ett membran till en bioreaktor.

Mikroorganismer matas med giftgas för att producera biobränsle

I dag används olika processer för att omvandla organiskt avfall till biogas. Genom att...

Läs mer
Gjutning av råstål i kokiller (gjutformar) vid Ovako Sweden AB.

Utlysning: Stipendier inom området gjutning och stelning

Från och med i år förvaltas och administreras Stiftelsen Sven och Astrid Toressons...

Läs mer

Samverkansprojekt ska kartlägga utsläppen av mikroplast

Anette Johansson, tvättprocessexpert på The Research Hub by Electrolux Professional.

MinShed startades i juni 2018 för att kartlägga utsläpp av mikroplast från...

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