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





Affärsläget fortsätter att försvagas för industrin

Affärsläget fortsätter att försvagas för Sveriges teknikindustri, och efterfrågan sjunker snabbt under fjärde kvartalet, visar den senaste konjunkturbedö...

Läs mer
Hexagon
Med hjälp av termisk sprutning kan man öka hållbarheten och minska klimatpåverkan inom en rad olika applikationer.

Termisk sprutning bidrar till att lösa klimatutmaningarna

Billigare bränsleceller. Bromsskivor med längre livslängd. Miljövänligare...

Läs mer
ARmaskinservice 550
Fem gasturbiner från Siemens i Finspång ska köras som spetslast och göra det vitryska elnätet flexibelt och stabilt.

Svensk gasturbinteknik ska stabilisera vitryska elnätet

Siemens ska leverera kraftgenereringsutrustning till två nya kraftverk i Vitryssland. Kund...

Läs mer
Shangzhi Chen, doktorand, och Magnus Jonsson, forskningsledare inom organisk fotonik och nano-optik, Laboratoriet för organisk elektronik.

De skapar styrbara plasmoner i plast

Forskare vid Laboratoriet för organisk elektronik, Linköpings universitet, har tagit fram...

Läs mer

Laginsatsen lyfter AIA, LU-VE Sweden AB till nya höjder


AIA, LU-VE Sweden AB slår rekord. Som en av Europas största tillverkare av luftvä...

Läs mer
Gustav Essebro, vd på TK Botnia, talade om 3D-modelleringens fördelar på ett seminarium om ingenjörsmässigt byggande i trä. Evenemanget hölls i Stockholm den 14 november av branschorganisationen Svenskt trä.

3D-modellering med hög byggbarhet och stor flexibilitet lämpar sig utmärkt för träkonstruktion

Att digitaliseringen är framtiden i byggbranschen är det nog ingen som ifrågasä...

Läs mer

Derome fortsätter den framgångsrika satsningen i Skåne


Deromes satsning i Skåne går som tåget! På två år har fö...

Läs mer

Nytt stålservicecenter gör Areco Metals till totalleverantör av stål


Areco-koncernen växer så att det knakar. Under de senaste åren har företaget...

Läs mer
Gerdau Steel Mill Operations

Gerdau och SKF i avtal för att förbättra produktiviteten vid brasilianska stålverk

Gerdau och SKF har ingått ett avgiftsbaserat avtal för att öka produktiviteten och...

Läs mer

Moelvens limträproduktion digitaliseras med hjälp av IFS

<span><span><span><span><span><span><span>Moelven Industriers limträbolag vill jobba smartare, mer hållbart och i flera projekt parallellt. När de valde nytt ERP-system föll valet på IFS Applications.</span></span></span></span></span></span></span>

Norska industrijätten Moelven Industrier väljer IFS Applications för att...

Läs mer
ABB Smart Sensor

ABB och Stena Recycling i nytt miljösmart samarbete

ABB och Stena Recycling har skrivit ett långsiktigt samarbetsavtal om återvinning av...

Läs mer
Bengt Lindqvist, ekonom vid Teknikföretagen och författare till rapporten ”Var är produktivitetstillväxten?”.

Minskad produktivitet globalt enligt ny rapport

Tillväxten i BNP och BNP-produktivitet globalt och i de flesta länder har fallit gradvis...

Läs mer
Högskolan Väst har valts ut som ESS-partner för att utveckla och spruta på en självlysande keramisk ytbeläggning på en måltavla i ESS forskningsanläggning i Lund.

Prestigeuppdrag till högskolan från unik forskningsanläggning i Lund

Högskolan Västs kompetens inom termisk sprutning spelar en avgörande roll i den nya...

Läs mer

Ny design på skärverktyg kan ge lägre flygpriser om tio år

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...

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