Robust och hållbar efterbehandling av additivt tillverkade komponenter

Bakgrund

Additiv tillverkning (AM) möjliggör tillverkning av komponenter på helt nya sätt, och erbjuder en högre grad av flexibilitet än många traditionella tillverkningsmetoder. Under senare år har vi bevittnat en häpnadsväckande tillväxt av additiv tillverkning i metalliska material, särskilt inom flyg- och energisektorn. Trots detta går industrialiseringstakten av AM långsammare än förväntat, och tillverkningsindustrin har svårt att ta steget från prototypframställning till fullskalig produktion.

En nyligen genomförd studie har visat att otillräcklig stabilitet, repeterbarhet och reproducerbarhet utgör ett stort hinder för vidare industriell implementering av additiv tillverkning, och begränsar tillverkningsindustrins investeringar i AM-system.

För att demokratisera och tillgängliggöra additiv tillverkning för alla industrisektorer, vill vi inom BRAVE etablera ett internationellt samarbete mellan Sverige och Tyskland, där vi kombinerar vår expertis inom multidisciplinära områden såsom processövervakning och kvalitetsuppfyllelse, avancerad karakterisering och modellering, efterbehandlingar och in-situ-experiment.

Vi tror att de barriärer som i dag förhindrar storskalig implementering av AM inom industrin kan överbryggas genom utveckling av pålitliga simuleringsassisterade och datadrivna riktlinjer, samt integrerade och öppna digitala plattformar som bidrar till ökad förutsägbarhet, prestanda och tillgänglighet inom hela leveranskedjan för additiv tillverkning.

Syfte och mål

Huvudsyftet med BRAVE är att främja en konkurrenskraftig svensk industri genom att skapa en "hållbar affär" som omfattar hela tillverkningsvärdekedjan.

I dag är modellerings- och simuleringverktygen för DfAM och postprocesser fragmenterade, vilket får direkta konsekvenser för både tidsåtgången för AM-anpassning, och uppnåelig kvalitet. Genom fysiska tester, djupgående karaktärisering, modellering och simulering, tar BRAVE ett helhetsgrepp för att, med bibehållen kvalitet, minska produktionskostnad, koldioxidutsläpp och ledtid för tillverkning av AM-komponenter i metall. 

BRAVE syftar till att utveckla en integrerad experimentell och simuleringsbaserad plattform för optimering av värdekedjan för laserbaserad pulverbäddsfusion, inklusive HIP/termisk efterbehandling, hirtisering, slutpolering och bearbetningsprocesser. Plattformen ska förenkla övergången till kommersialisering och standardisering av additiva tillverkningstekniker och efterbehandlingsmetoder för högkvalitativa produkter.

BRAVE fokuserar på industriell implementering och verkar för att bygga nya kommersiella relationer som främjar AM inom flyg- och energisektorerna. Parterna har framträdande roller inom leverantörskedjorna, vilket kommer att bidra till att bredda spridningen av projektresultatet.

Upplägg och förväntade resultat

BRAVE:s forsknings- och utvecklingsaktiviteter är uppdelade i sju arbetspaket: 

• AP1-Krav och specifikationer
• AP2-Additiv tillverkning
• AP3-Efterbehandling
• AP4-Funktionalitet och hållbarhet
• AP5-Integrerat digitalt ramverk
• AP6-Demonstration och kvalificering
• AP7-Kommunikation, spridning, utnyttjande och ledning. 

Korrosionstester i labbskala och fältexponering, liksom tribologi och utmattningsexperiment, kommer att utföras för att utvärdera trovärdigheten hos den utvecklade plattformen. 

Minskad energiförbrukning, minskad miljöpåverkan och förbättrad kvalitet är bland de viktigaste KPI:erna för optimering av värdekedjan.