Nu printar vi verktygsstål

Detta är en betald artikel från Jönköpings Universitet

0
141

Jönköping University har investerat i additiv tillverkning och har en maskin som kan printa 250x250x300 mm stora verktygsdetaljer. Vi har valt just att arbeta med material och design av pressgjutningsverktyg för att underlätta för den svensk gjuteribranchen att ta steget in i i den digitala ålderns. Vi driver två projekt med lite olika fokus för att göra detta, Distinct och ToolAddict.

Att tänka om hur verktyg skall designas för den digitala åldern är inte lätt! För att få effektiv additiv tillverkning skall ju verktygen helst inte vara solida utan byggda med antingen en topologiskt optimerad struktur eller honeycomb. Då det finns storleks begränsning och att det inte längre är nödvändigt att starta med ett stort metallblock som utgångspunkt för verktygstillverkning fokuserar vi just på hur ett verktyg skall byggas upp för att kunna hantera produktfamiljer och slitage på ett effektivt sätt. Detta kräver ett nytänk och här är det just modularisering som är ett fokusområde för Distinct projektet som leds av Professor Fredrik Elgh.

ToolAddict projektet syftar till att förstå hur själva additiva tillverkningen skall göras för material som är speciellt för pressgjutning. Idag finns det ett mycket begränsat materialurval för additiv tillverkning. Efter ToolAddict skall det vara möjligt att kunna använda svenskt högkvalitativt verktygsstål vid additiv tillverkning för pressgjutningsverktyg. ToolAddict projektet leds av Professor Anders Jarfors.

Utveckling av snabboptimering för att kunna effektivt introducera nya additivt tillverkade material och et exempel på ett additivt tillverkat och porfritt material (Anders Jarfors)

Är det möjligt att lita på additivt tillverkat material?

Dagens utrustningar för additiv tillverkning kan styras med en fantastisk precision och noggrannhet, om detta råder det inget tvivel! Att köra igång ett nytt material är inte enkelt och det lilla urvalet av material har många orsaker.

Pulvrets egenskaper på verkar utfallet ofantligt mycket och idag finns ingen riktigt välutvecklad standard för hur materialet skall kravställas och kvalitetssäkras. Detta är en av de springande punkterna för att bryta monopolet på material från maskintillverkarna och att kunna göra detta till en tillverkningsprocess som alla andra. America Makes och ANSI publicerade en Roadmap i februari 2017 för just standardisering av inte bara material utan även processerna. Detta omfattar hela vägen från design, material och process, kvalificering och certifiering med oförstörande provning som kritiska steg. Då vi även lämnar fysiska detaljer så finns Cybersecurity med som element i standardiseringen. I en digitaliserad värd kommer det nya element in som måste styra upp för att trovärdighet och integritet skall kunna upprätthållas. Vid Jönköping University har vi i dialog med National Physical Laboratory och Dr David L. Butler ledaren för Additiv Manufacturing påbörjat samverkan för att stödja utvecklingen av både mätmetoder och standardisering

Kan Open Innovation även bli Open Manufacturing?

Inom digitalisering finns det ytterligare trender som måste diskuteras och detta är arbetet med all form av Open Source och Open Innovation. Inom telekombranschen har ju detta drivit fram hela app-marknaden där telefontillverkarna levererar en plattform och innehållet fylls av alla som klarar kvalitetsgranskingingen och kan hanteras gränssnittet. Strukturen för detta är inte helt olik bilindustrin där plattormsägarna som tex Volvo och BMW får undersystemen levererade och till stor del även konstruerade av företag som Kongsberg Automotive och Bosch. Tesla har även genom sitt öppna hanterande av patent påbörjat en ny spännande resa som kan förändra hela industrin som dessutom kommer at få många nya aktörer genom etableringen av alla dessa nya elbilstillverkarna med 6 av de 10 stora i Kina

Detta betyder naturligtvis även förändringar för hur kunskap och materialdata kommer att hanteras i framtiden. En början till detta är ”The Novel Materials Discovery (NOMAD) Laboratory (https://nomad-coe.eu/) där materialdata lagras och genom Open Access sk Big-Data Services har börjat att erbjudas. Liknande tjänster finns genom ”The Materials Project” (https://materialsproject.org) och andra spridningstjänster som Mendeley och Researchgate där forskare kan sprida sin forskningsdata.

Före den gjutna komponenten och det gjutna materialet har CompCAST Plus (finansierat av KK-stiftelsen) just börjat. Detta projekt handlar om utmattning av gjutgods och komponenters livslängd. En del i detta är at skapa en databas med både mät- och litteraturdata om just utmattning och bygga prediktering med hjälp av Fuzzy Logic och Självlärande Neurala Nätverk. Här sker samverkan mellan Material och tillverkning och Datateknik och informatik vid Jönköping University. Detta är för oss startpunkten för ett längre arbete med att skapa och hantera datastrukturer för framtida behov och möjligheter.

Spridning av kunskap

Vid Material och Tillverkning kommer det under året att ges en serie av kortare seminarier riktade mot gjuterier och gjutgodsanvändare där olika ämnen kommer att behandlas. Mer information om detta kan fås från Anders Jarfors (036-101651, anders.jarfors@ju.se)

Material och Tillverkning
Anders Jarfors, Professor, Ansvarig för aluminium området och externa relationer
Tel: 036-101651, e-mejl: anders.jarfors@ju.se

Salem Seifeddine, Professor, Avdelningschef
Tel: 036-101662, e-mejl: salem.seifeddine@ju.se