På bara tre år har Högskolan Västs forskarteam byggt upp världsledande kunskap inom additiv tillverkning med pulverbädd för legeringen 718.

Forskningsingenjören Jonas Olsson är en av forskarna som arbetar med pulverbäddsteknologierna på Högskolan Väst.

– Det är en strategisk satsning som är högintressant för flyg- och rymdindustrin och för tillverkningsindustrin inom många andra branscher, säger Joel Andersson, forskare på Högskolan Väst.

Högskolan Väst har forskat inom additiv tillverkning (AM, engelska för Additive Manufacturing) sedan början av 2000-talet och har byggt upp gedigen kompetens inom området.

– Det pågår mycket forskning inom AM i olika delar av världen. Men 2017, när vi startade vår satsning på pulverbäddstekniken, hade få forskare tittat närmare på just additiv tillverkning med pulverbädd för legeringen 718. Där såg vi ett behov av att utveckla mer kunskap.

Högskolan Väst startade det treåriga forskningsprojektet SUMAN-Next år 2017 tillsammans med flera industripartner och med KK-stiftelsen som finansiär.

– Vi började från scratch och har på tre år skaffat oss en internationellt ledande position inom det här specifika forskningsområdet.

Joel Andersson konstaterar att högskolans forskare har publicerat flest artiklar inom forskningsområdet, och de har även citerats av många andra forskare runt om i världen.

– Vi hade redan vid projektets start lång forskningserfarenhet inom svetsning, termisk sprutning, skärande bearbetning och automation. Med vår spetskompetens om de processerna och om legeringen 718 har vi på kort tid kunnat ta avgörande steg framåt i projektet SUMAN-Next. Det är framförallt kombinationen av avancerad utrustning, duktiga personer och samverkan mellan högskolan och industripartner som gjort detta möjligt.

– Med företagens olika kompetenser inom sina respektive branscher har vi fått insikter om vilka behov och kravbilder som är aktuella. Det är viktigt för att vi ska kunna studera rätt saker.

SUMAN-Next har pågått mellan 2017 och fram till sommaren 2020. Det övergripande målet har varit att förstå sambanden mellan process, mikrostruktur och mekaniska egenskaper. Forskarna har främst fokuserat på superlegeringen 718 som tål höga temperaturer och laster. Legering 718 är ett strategiskt viktigt material eftersom det utgör mer än 50 procent av de material som används i exempelvis flygmotorer. Men forskningsresultaten kan också appliceras på fler materialtyper och andra branscher som exempelvis offshore.

– Det är viktigt att förstå hur högtemperaturmaterial beter sig när man producerar komponenter med den här typen av teknologi. Hur klarar materialet att värmas upp och kylas ner upprepade gånger, hur beter sig AM-material vid svetsning och under efterföljande värmebehandling, vilken typ av efterbehandling fungerar bäst och för vilka applikationer, och så vidare?

Högskolans forskning om pulverbäddsbaserad additiv tillverkning i metall fortsätter i det nya stora forskningsprojektet PODFAM som pågår under 8 år. Här arbetar forskarna med mer avancerade superlegeringar som tål ännu högre temperaturer än vad superlegeringen 718 gör.

– Det finns mycket mer att utforska innan tekniken blir mogen att appliceras inom industrin.

Industrins och forskarnas intresse för additiv tillverkning har ökat lavinartat de senaste 10 åren. Att tillverka produkter med denna lager-på-lager-princip har många fördelar och skapar helt nya möjligheter för tillverkningsindustrier inom många branscher.

– Med additiv tillverkning blir det till exempel möjligt att producera effektivare och mer miljövänliga flygmotorer. Man kan använda lättare konstruktioner och material som tål högre temperaturer, vilket i sin tur ger motorer med högre verkningsgrad och därmed lägre bränsleförbrukning.

– Tillverkning av små serier blir mer flexibla och ekonomiskt fördelaktiga. Företag ser också möjligheter att minska beroendet av underleverantörer och korta produktionstiden genom att ha tillverkningen i egen regi eller i närregionen.

Det treåriga projektet SUMAN-Next handlar om additiv tillverkning med pulverbädd för högtemperaturmaterial som exempelvis superlegeringen 718. I projektet har följande industriföretag bidragit med olika kompetenser: GKN Aerospace Sweden, Sandvik Machining Solutions (tidigare Sandvik Materials Technology), Siemens Industrial Turbomachinery, Quintus Technologies, Exova Materials Technology och Arcam.

I början av 2020 startade en ny stor forskningssatsning, PODFAM, som tar vid där SUMAN-Next slutade. PODFAM löper över 8 år och handlar också om pulverbäddsbaserad additiv tillverkning i metall. Målet är att befästa och ytterligare bygga upp den internationellt konkurrenskraftiga forskningsprofilen. Både SUMAN-Next och PODFAM är finansierade av KK-stiftelsen.

Filed under: SvenskTeknik