Spot Light – Punktsvetsning för lättviktskonstruktioner

Projekttid: 2009 – 2013

Budget: 24 600 000 kronor

Satsning: VINNOVA Fordonsteknisk forskning och innovation, FFI

Projektet syftar till att långsiktigt stärka forskningsmiljöer och forskningsområden inom produktionsteknik för att lösa problem som aktualiseras av ökande miljökrav och krav på krockprestanda.

Syfte och mål

För att stärka svensk fordonsindustris konkurrenskraft och bidra till att behålla produktionen i Sverige är det viktigt att ligga i frontlinjen med kunskap om tillverkningsprocesser och produktionsteknologier. Krav på minskad bränsleförbrukning ökar. Detta drivs både av miljöhänsyn och kostnader för bränsle. Kraven leder till ökad användning av material som bidrar till lättare karosser och hytter med bibehållna eller förbättrade hållfasthetsegenskaper. Samtidiga krav på allt bättre krockprestanda tenderar att öka vikten, och material som bidrar till låg vikt måste användas för att motverka detta. Motståndspunktsvetsning är i dag den dominerande fogningstekniken för karosser och hytter, och kommer så att förbli över överskådlig framtid. Denna teknik har stora fördelar vad gäller kostnad och tid. Men punktsvetsning behöver utvecklas för de nya material och kombinationer av material som kommer att användas i framtida karosser och hytter. Projektet kommer att leda till reducerad tid för produktionsberedning med hjälp av ny simuleringsteknik för punktsvetsning. Projektet kommer att utveckla punktsvetsning så att stål kommer att kunna punktsvetsas i förband som är tjockare och/eller består av fler plåtar än vad som i dag anses möjligt. Särskilt intresse kommer att ägnas åt tunna plåtar. Särskilda problem med sprickor i punktsvetsar vid höghållfasta material utsatta för krocklaster kommer att analyseras. Ny teknik för punktsvetsning av aluminium kommer att utvecklas. Innovativ teknik för formering av elektroder kommer att utvärderas. Ny teknik för robotiserad OFP av punktsvetsar kommer att demonstreras och utvärderas. Slutligen kommer en ny metod att utvecklas för systematisk optimering av antal punktsvetsar i en komponent eller kaross.

Resultat och förväntade effekter

Projektet ska utveckla tekniker som stödjer optimerad och effektiv kvalitetssäkrad punktsvetsning av metaller som kommer att reducera vikt I fordon, såsom höghållfasta stål och aluminium, inkluderat nya kombinationer. Projektet ska också leverera ett FEM baserat simuleringsverktyg, verifierat med experiment och redo för implementering. Resultaten kommer att spridas med forskningsrapporter, guidelines, utbildningsdokumentation och en NDT-demonstrator. Resultaten kommer att vara värdefull både för akademi och industri, och en avsevärd kompetensökning förutses. En doktorand planeras inom projektet. Doktoranden ska fokusera på att genom simulering bestämma punktsvetsparametrar. Det samlade resultatet kommer att bidra till att stärka svensk fordonsindustris konkurrenskraft och stödja minskade utsläpp av CO2 och andra emissioner genom reducerad vikt på karosser och hytter. De material som är aktuella i projektet kommer också att ha positiv påverkan på krockprestanda. Ledtidsreduktion for produktionsberedning av punktsvetsning av nya materialkombinationer med hjälp av simulering En lic. examen i produktionsberedning inom punktsvetsning Guidelines för punktsvetsning av nya tjocklekskombinationer, även i kombination med tunna plåtar. Guidelines för hur sprickproblem kan undvikas för vissa krockapplikationer med borstål. Reducerad komponentvikt genom att använda UHSS Guidelines för punktsvetsning av aluminium och magnesium. Reducerad kostnad jämfört med mekanisk fogning. Reducerad komponentvikt genom att använda aluminium eller magnesium. Effektivare formering av punktsvetselektroder. Reducerad kostnad för OFP av punktsvetsar. Demonstration av teknologi for automatiserad OFP. Metod för kostnadsreduktion genom optimering/reduktion av antal punktsvetsar i en kaross. Handbok och guidelines för punktsvetsning av plåtkombinationer som i dag inte anses möjliga att svetsa.

Upplägg och genomförande

Projektet är uppdelat i arbetspaket (WP), vart och ett med specifika mål och milestones. Bemanningen skiljer mellan olika WP, och har anpassats efter behov, kunskap och resurser. Några WP har gemensamma möten för att förbättra kommunikation och reducera administration och resande. Projektets partners har positiv erfarenhet av detta sätt att organisera ett stort projekt. Allt som ska göras i resp. WP har på detta sätt kunnat specificeras detaljerat och parternas individuella kompetens utnyttjas effektivt. Sammanfattningsvis ska projektet: Utveckla kostnadseffektiva processer för nya stål och för aluminiumlegeringar. Utveckla metoder för punktsvetsning av tjockare förband och större antal plåtar än vad som i dag tillåts inom fordonsindustrin. Föreslå innovative formeringsteknologi för punktsvetselektroder som används för stål resp. aluminium. Utveckla, bygga och utvärdera en demonstrator för automatiserad oförstörande provning (OFP) av punktsvetsar. Valet av teknologi kommer delvis att baseras på erfarenhet från tidigare projekt. Utveckla tekniker för virtuell simulering av processparametrar med syfte att korta ledtid för produktionsberedning. Utveckla tekniker för kvalitetssäkrad optimering av antal punktsvetsar, så att inte mera svetsning görs än vad som är motiverat av produktens hållfasthetskrav. Ta fram riktlinjer och guidelines för punktsvetsning baserad på projektets resultat.

Deltagande forskare

Partners

Dela

Liknande projekt

Framväxande digitala teknikers tillämpbarhet som plockstöd inom materialhantering

I materialhanteringsprocesser, såsom kitting och sekvensläggning, vilka används inom fordonsindutrin för att försörja monteringen med ett stort och ökande sortiment av komponentvarianter, är det arbetsplatsnära informationsystemet en central aspekt i utformningen. Givet utvecklingen vad gäller digitalisering, syftar denna konceptprövningsstudie till att utvärdera potentialen för digital teknik att stödja materialhanteringsarbetet inom produktion.

2017 – 2018

Fogning av termoplastkomposit mot metall med ljusbågsvetsning med hög strömtäthet (DENSARC)

Syftet är att testa ett nytt sätt att foga termoplastisk komposit mot metall genom att i en överlappsfog värma den fria metallsidan, med en extra fokuserad TIG ljusbåge som värmekälla, till dess att kompositen precis smälter så att vidhäftning erhålls mot metallen. Metoden ger fördelar som enkelsidighet, inget behov av extra tillsatsmaterial och möjliggör osynliga fogar. Målet är att få en fogningsmetod som är robust, ger hög produktivitet och hög kvalitet samt kostnadsfördelar.

2012 – 2013

PADOK – Study Visit to India 2016

Med den globalisering som skett inom marknaden för tillverkade produkter, kombinerat med megatrender som klimatförändringar och demografiska förändringar, behövs mer kunskap kring hur produktion ser ut i andra regioner. PADOK Study Visit in India 2016 har gett en ökad kunskap inom hur produktion genomförs i Indien, vilka utmaningar tillverkande industri där ställs inför och hur svenska företag intresserade av att investera i produktionsanläggningar i Indien kan agera för att enklare etablera sig.

2016 – 2016

Uthållig produktion av framtida motorkomponenter

Projektet har utgått från utmaningar när det gäller gjutning och realisering av nya gjutjärn med hög hållfasthet och god skärbarhet, vägval avseende bearbetningsstragier samt materialbeteende i skärprocesser när det gäller arbetsmaterialens skärbarhet. Kisellegerat kompaktgrafitjärn har demonstreras som nytt alternativ för framtida motorkomponenter. Ny simuleringsmetodik för att hantera bearbetningsstrategier har introducerats. Generisk kunskap har stärkts när det gäller arbetsmaterialens bearbetbarhet och särskilt när det gäller sammansatta material.

2012 – 2015

Sinterprodukter med hög statisk lastförmåga

I projektet har vi bekräftat att modifierad anlöpning kan tillämpas för motverka/eliminera relaxation/krypning och att det kan preliminärt kopplas till stabiliteten hos mikrostrukturen hos det anlöpta sinterstålet. Ny metodik för utvärdera sintermaterials potentiella relaxation/kryp har etablerats och ny kunskap har etablerats. Ett potentiellt nästa steg är att se hur andra sinterstål kan optimeras och hur en modell för prediktering av kryp/relaxation hos sinterstål vid måttligt förhöjd temperatur kan utvecklas.

2012 – 2013

Den Virtuella Målerifabriken – Simulering av Ugnshärdning

Den Virtuella Målerifabriken - Simulering av Ugnshärdning. Måleriet är ofta en flaskhals i produktion där processerna idag finjusteras genom testning på ett stort antal prototyper. För att kunna möta framtidens behov så behöver produktionsberedningen kraftigt förbättras. Syftet är att utveckla metoder, tekniker, mätmetodologi och mjukvara, för simulering av härdning av färg i IR och konvektionsugnar. Målet är att stödja industrins utveckling och optimering av ytbehandlingsprocesserna så att dessa blir mer energieffektiva; har en kortare ledtid i produktutvecklingen och ger bättre kvalitet.

2016 – 2019

Den Virtuella Målerifabriken – Simulering av Ugnshärdning

Ultrahöghållfasta stållaminat

Målet är att sänka vikten på fordonskomponenter genom att använda laminatplåt med en kärna som gör att vikten sänks jämfört med att använda en konventionell solid plåt. Projektet har varit specifikt inriktat på att använda en kärna av sintrat metallpulver samt forma plåten med hjälp av presshärdningsprocessen. Provdetaljer har genomgått alla tillverkningssteg enligt plan följt av ett deformationstest. Metodik har tagits fram för att kunna simulera laminat i det genomförda deformationstestet.

2013 – 2016

Reducering av underhållsrelaterat slöseri

Målet med projektet Reducing maintenance-related waste är att utveckla och testa en generisk metod som ska underlätta för svenska tillverkningsföretag att identifiera, klassificera, kvantifiera samt reducera underhållsrelaterat slöseri inom produktionsprocesser. Målet med metoden är att tillverkningsföretagen skall kunna optimera underhållsaktiviteter och underhållskostnader utifrån extern- och intern underhållseffektivitet med hänsyn tagen till indirekt och direkt underhållskostnad.

2013 – 2016

FLEXibel bAlansering av komplexa monteringssystem (FLEXA)

Projektet syftar till att utveckla och hypotesprova en helt ny princip för dynamisk planering och beredning av montering, där balanseringen optimeras på en högre systemnivå, t ex ett monteringsavsnitt, snarare än på stationsnivå vilket är det vedertagna angreppssättet idag. Målet med projektet är att öka kunskapen kopplat till balansering samt vilka effekter ett produktionssystem baserat på dynamisk balansering för med sig och hur dessa relaterar till minskade systemförluster, men även vilka krav som ställs på och av människan i systemet.

2012 – 2013

Streamlined Modeling and Decision Support for Fact-based Production Development (StreaMod)

Syftet med projektet var att öka produktivitet och robusthet inom tillverkande industri genom utökad användning av faktabaserade simuleringar och optimeringar. Detta har uppnåtts genom att integrera verktyg för hantering och analys av indata (GDM Tool) med simulering och optimering av produktionsflöden (FACTS Analyzer). Tidsåtgången från fråga till faktabaserat svar vid utveckling av produktionsflöden har reducerats till bara några minuter i miljöer där det finns fungerande produktionsnära IT-system.

2013 – 2017

Rationell tillverkning av sandwichsturkturer för energieffektiva persontransporter

Omställningen från konventionella till elektriska drivlinor skapar många utmaningar, men öppnar även för nya möjligheter rörande komponentpackning och utformning av bärande strukturer samt nya tillverkningsmetoder för dessa. Projektet syftar till att nyttja möjligheter med sandwichkonstruktion för att sänka vikten och därmed energiförbrukningen för framdrift; minska värmeförluster och därmed energiåtgången för klimathållning; minska tillverkningskostnader med hjälp av nya tillverkningskoncept, rationell sammansättning och ny konstruktionsteknik.

2017 – 2020

Search Next Previous Deselect Project manager URL Document Partner Calendar Place Close Menu Expand User Log out Profile