Facebook

Instagram

Simuleringar ger värdefulla kunskaper om metallers mikrostrukturer


2021-01-18

Chamara Kumaras forskning banar väg för ökad och mer kvalificerad användning av additiv tillverkning.
Bild: Högskolan Väst
Chamara Kumaras forskning banar väg för ökad och mer kvalificerad användning av additiv tillverkning.

Höga temperaturer och snabba temperaturförändringar ingår naturligt i processen vid additiv tillverkning. Därför är det extremt svårt att se hur mikrostrukturen i en legering förändras när den smälter och sedan stelnar igen. Doktoranden Chamara Kumara på Högskolan Väst har en lösning; en modelleringsteknik som simulerar förändringarna. Hans forskning om legering 718 kan visa vägen och minska behoven av tids- och kostnadskrävande experiment.

– Att additiv tillverkning revolutionerar tillverkningsindustrin är uppenbart, slår Chamara fast. För ingenjörer öppnas möjligheter som inte finns i traditionella produktionsmetoder.

Men med additiv tillverkning följer också behov av nya materialkunskaper, inte minst ifråga om legering 718 som är en av de mest använda inom gasturbinindustrin.

– Under den additiva tillverkningen utsätts legeringen för höga temperaturer. Det gäller vid både den additiva processen och efterbehandlingen. Temperatur och tid är två parametrar som har avgörande betydelse för den slutliga mikrostrukturen, och den är i sin tur avgörande för materialegenskaperna.

– Att kunna styra hela processen för att få en slutlig mikrostruktur som ger önskade materialegenskaper är en utmanande uppgift, konstaterar Chamara. Idag finns det nämligen ingen teknik som gör det möjligt att observera vad som faktiskt händer med mikrostrukturen i legering 718 vid temperaturförändringar.

Den enda vägen att studera detta har varit fysiska tester. Teststavar utsätts för olika temperaturförhållanden under olika tider. Vad som händer med mikrostrukturerna studeras sedan i efterhand. Men detta är en tids- och kostnadskrävande metod, särskilt med tanke på att tider och temperaturer kan varieras på tusentals olika sätt.


Simuleringar med god precision
Det är detta som Chamaras forskning kan förändra. Istället för tester i verkliga livet gör han simuleringar med hjälp av moderna datorbaserade modeller. Där går det att se hur mikrostrukturen förändras beroende på temperatur och tid.

– Mina datoriserade simuleringar har högt kvalitativt värde och god precision, säger Chamara. De visar vilka vägar som det lönar sig att ta, och vilka vägar man ska undvika, i de efterföljande experimenten.

– Kort sagt bidrar min forskning till bättre konstruerade och mer målinriktade fysiska experiment.

Chamaras forskning ger också bättre förståelse och kunskap om mikrostrukturerna i legering 718; varför och hur de påverkas av olika parametrar under den additiva processen och efterbehandlingen.


Sparar tid och pengar
Modellering av mikrostrukturer är en väl etablerad teknik. Den har använts i mer än 30 år för att studera gjutna komponenter. I additiv tillverkning är metoden däremot ny och inom det området är Chamara Kumaras forskning ett pionjärarbete.

Kärnan i forskningsinsatsen är att industrin sparar tid och pengar eftersom de fysiska experimenten snabbare kan komma fram till parametrarna som ska gälla vid tillverkningen för att legering 718 ska få önskade egenskaper. Detta banar vägen för ökad och mer kvalificerad användning av additiv tillverkning.


”Här finns inga hierarkier”
För Chamara har modellering varit en passion ända sedan han tog sin kandidatexamen på Sri Lanka och under sin tid som doktorand har hängivenheten blivit ännu större. Han kom till Sverige 2012 på en praktikplats inom termisk sprutning. Senare tog han sin masterexamen i produktionsteknik på Högskolan Väst.

– Jag uppskattar den svenska arbetslivskulturen. Här finns inga hierarkier. Du blir respekterad och det är inga problem att få prata med en professor.

– När jag är klar med min doktorsexamen, planerar jag att stanna kvar inom akademin och använda mitt kunnande till fortsatt spjutspetsforskning som ger värden till industrin och akademin. Jag vill också använda min kompetens till att utbilda nästa generation av ingenjörer och forskare.


Fördjupande läsning:
Vill du läsa Chamara Kumaras avhandling i sin helhet?
Klicka här: ”Microstructure Modelling of Additive Manufacturing of Alloy 718”


Källa: Högskolan Väst


Skriv ut



Säkra självkörande fordon kräver nya agila arbetssätt

Fredrik Warg, projektledare och senior forskare på RISE.

I takt med att fordon får alltmer avancerade funktioner ställs nya krav på kontinuerliga uppdateringar och agila arbetssätt inom fordonsindustrin. RISE driver ett nytt projekt...

Läs mer
Kapab
Foto från den digitala presskonferensen den 23 februari.

Stålbolaget H2 Green Steel ska tillverka fossilfritt stål vid Luleälven

Sverige leder utvecklingen av fossilfri stålproduktion och under tisdagen ...

Läs mer
Gloab550
Christian Levin tillträder som ny VD och koncernchef på Scania den 1 maj, 2021.

Christian Levin blir ny VD på Scania

Scanias styrelse har utsett Christian Levin till ny verkställande direktör och...

Läs mer
Hexagon


Nu inleds bygget av Toyotas experimentstad

Det första spadtaget till det som ska bli Woven City togs den 23 februari. Woven City är...

Läs mer
Borrkärnor från LKAB:s prospekteringar undersöks.

LKAB ökar mineraltillgångarna med en halv miljard ton

Efter att kraftigt ha ökat prospekteringen på alla sina tre gruvorter sedan 2018 kan...

Läs mer


Nytt pilotsystem gör metallers miljöprestanda spårbar

Varifrån kommer metallen i de produkter vi köper eller tillverkar? Och hur mycket...

Läs mer


Saab levererar tredje GlobalEye

Saab levererade 20 februari 2021 det tredje GlobalEye-systemet till Förenade Arabemiraten.

Läs mer


SKF satsar och rekryterar inom maskinövervakning och tillståndskontroll

SKF satsar på avancerad tillståndskontroll i Sverige. Nu rekryterar företaget...

Läs mer
Ulf Persson, platschef på Lönneberga Mekaniska AB vid en av de leveransfärdiga timmerbanorna som ska till Sundsvall.

SSAB Multisteel SN möter kraven på fyra stålsorter och sparar tid i verkstaden

SSAB Multisteel SN är en plåt med många ansikten. Som en av få produkter...

Läs mer
Niclas Svanelöv, sektionschef gruva, Svappavaara, vid primärkrossen i Mertainen som planeras att bli tagen i drift till hösten.

LKAB planerar att producera en miljon ton rågods i Mertainen

LKAB planerar att starta gruvan Mertainen utanför Svappavaara för att producera jä...

Läs mer
Kim Povlsen.

Han blir ny vd för danska robotjätten Universal Robots

Kim Povlsen blir ny vd för danska robottillverkaren Universal Robots. Han kommer närmast...

Läs mer


Mest lästa













Finnsafety


Drivsystem

Edmolift












Laser components
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