Ny kunskap bereder väg för industriell 3d-teknik

Professor Lars Pejryd visar upp ett bränslespridarmunstycke till en gasturbin. Munstycket är tillverkat i ett enda stycke med 3d-teknik.

Det kallas för additiv tillverkning eller industriell 3d-printing och är på frammarsch inom industrin. Till skillnad från traditionella tillverkningsmetoder som till exempel gjuter, fräser, borrar eller svarvar fram produkter, så skrivs föremålen fram. I en 3d-skrivare byggs detaljerna upp lager för lager med laser eller elektronstråle som ritar ett mönster på en bädd av metallpulver.

Tekniken har länge använts inom industrin för att göra prototyper eller modeller i plast eller papper, men nu har utvecklingen nått så långt att det går att framställa skarpa produkter och i en mängd olika material, inte minst metall.

– Det här gör det möjligt att tillverka former som är svåra, eller till och med omöjliga att framställa med traditionella metoder. Endast fantasin sätter gränser, säger Lars Pejryd, professor i maskinteknik vid Örebro universitet.

Flera fördelar

I dag är 3d-printing fortfarande för dyr för att använda för masstillverkning. Möjligheten att det nu går att producera hållbara och funktionella produkter i metall gör däremot tekniken till ett allt mer konkurrenskraftigt alternativ. Lars Pejryd framhåller några fördelar:

– Det går mycket snabbare från ritning till färdig produkt och ger större frihet att designa andra och nya former. För enstaka detaljer och i små produktionsserier kan det dessutom vara billigare att använda 3d-printing hellre än att ta fram ofta dyra gjutverktyg. Tekniken kan också vara mycket användbar i reparationssammanhang.

Mycket att utforska

Framtiden för 3d-printing har förutspåtts bli den tredje industriella revolutionen, men samtidigt finns det många frågetecken kring dess möjligheter och begränsningar.

– I länder som Tyskland och USA har flera initiativ tagits för att främja additiv tillverkning. Där har erfarenheten visat att mer kunskap är nyckeln för att utforska teknikens potential. Här ser vi att Örebro universitet kan göra en betydande insats.

Örebro universitet bygger nu upp en ny och unik forskningsmiljö inom maskinteknik där 3d-printing står i centrum. Men det är inte 3d-printingen i sig som gör Örebroforskningen på området speciell – det är kombinationen av den och ny analysteknik som kallas industriell datortomografi eller 3d-röntgen.

– De två teknikerna tillsammans ger oss en stark forskningsmiljö i nära samarbete med privat industri. Målet är ökad kunskap om processerna kring konstruktion, produktion och kvalitet, främst inom metalliska material, men också i plast.

Oförstörande kontrollteknik

Vad är då 3d-röntgen? Det är en vidareutveckling av den vanliga röntgenapparaten. Inom medicinsk diagnostik används datortomografin för att avbilda patienten och organ i tre dimensioner. Inom industrin kan den användas på samma sätt för att skapa inte bara ”platta” bilder utan även tredimensionella modeller av produkter. På så vis är den mycket användbar vid exempelvis provning, felsökning, tester och utveckling av produkter eftersom man inte behöver plocka isär dem och därmed förstöra föremålen för att kunna se hur de ser ut inuti.

– De två teknikerna hänger ihop. Då 3d-printingen gör det möjligt att tillverka produkter som inte kan framställas på annat sätt, gör 3d-röntgen det möjligt att kontrollera, verifiera och mäta det som tillverkats. Det är en av få tekniker som gör detta möjligt.