Nästan all sand som används till 3D-printing idag kommer från Mellaneuropa och framförallt från Tyskland. Men den svenska sanden fungerar bättre än den mellaneuropeiska sanden vid 3D-printing. Det konstaterar forskare från RISE och representanter från gjuteriindustrin i ett nyligen avslutat projekt. Att använda svensk sand leder till lägre kostnader, mindre miljöpåverkan och högre kvalitet på produkterna.
Sedan den första svenska sandprintern installerades i RISE testbädd för gjutna produkter har tekniken hunnit bli väl etablerad i svenska gjuterier och efterfrågad av konstruktörer och designers av gjutna produkter. Inom RISE har ett nätverk för industrin bildats för att driva gemensamma frågeställningar. En av de viktigaste är att hitta ekonomiskt och miljömässigt hållbara lösningar för det viktigaste råmaterialet i processen, sanden. En annan är att anpassa teknik och råmaterial till svenska förhållanden.
Svensk sand har många fördelar
Nästan all sand som används till 3D-printing idag kommer från Mellaneuropa och framförallt från Tyskland. Skälet är att printrarna tillverkas i Tyskland och säljs tillsammans med den sand som används där. Under leverantörens garantitid är printeranvändaren – ur affärsmässig synvinkel – tvungen att använda de material som leverantören bestämt. När nu garantitiden för de sandprintrar som används i den svenska industrin är på väg att löpa ut, öppnar det för ett byte av sanden. I samband med det har man inom projektet SANDBOX tittat på möjligheten att istället använda svensk sand i printrarna och fördelarna är många.
– Vi testade att köra med svensk sand i våra printrar under projektet och det fungerade alldeles utmärkt, berättar Robert Andersson, processteknisk chef vid Volvo GTO i Skövde. Den svenska sanden är av mycket bättre kvalitet. Produktkvaliteten blir bättre, formar och kärnor blir starkare och får bättre måttstabilitet. Dessutom kan vi dra ner bindemedelshalten. Närheten till leverantören är en annan viktig faktor för oss.
De korta transporterna blir mer ekonomiska för företagen och det blir förstås också en vinning för miljön
Färre defekter med svensk sand
Den svenska sanden bryts vid södra Vättern och har de egenskaper som de svenska gjuterierna efterfrågar. Kornformen, kornstorlekarna och mineralinnehållet passar bättre än den europeiska sanden. Den svenska sanden består till 80 % av kvarts och 20 % fältspat, till skillnad från den tyska sanden, som till 100 % består av kvarts. Sandens innehåll av fältspat gör att den svenska sanden blir mer flexibel när man hettar upp den.
– När man värmer den svenska sanden så blir den lite mjukare och det blir färre sprickor i kärnorna. Sprickorna kan göra att metallen tränger in i kärnan och då uppstår defekter som måste rensas bort – och det är svårt eftersom de uppstår inuti gjutgodset. De här defekterna uppstår inte alls i samma utsträckning i vår svenska sand som i den tyska kvartssanden, berättar Ulf Gotthardsson som är forskare och projektledare vid RISE. I resten av Europa tillsätter gjuterierna additiver till kärnsanden för att få samma egenskaper som den svenska sanden har direkt vid brytningen, fortsätter han.
De lyckade försöken inom projektet har bidragit till att Volvo GTO i Skövde nu har bytt ut sanden och enbart använder den svenska i sin skrivare. I projektet medverkade även Sibelco, som tillverkar och levererar den svenska sanden.
– Gjuterierna använder den svenska sanden i övrig produktion och är därmed vana vid att jobba med den och det blir mer hållbart att köpa en lokal sand. De korta transporterna blir mer ekonomiska för företagen och det blir förstås också en vinning för miljön, berättar Niclas Raunegger, säljchef på Sibelco.
Brett samverkansprojekt
Projektet SANDBOX har genomförts av fem företag tillsammans med RISE inom SIP ”Metalliska Material” och möjliggjorts genom finansiering från Vinnova, Energimyndigheten och Formas.
– RISE klev fram oerhört bra genom det här projektet, man var med från första början med att lära sig ny teknik och då var det självklart för oss att vara med. För oss är även nätverkandet en stor del av deltagandet. Vi vill vara först med att skaffa oss kunskap kring ny teknik, avslutar Robert Andersson, processteknisk chef vid Volvo GTO i Skövde.