Ny metod kan hjälpa flygplanstillverkarna
Det är svårt men livsviktigt att få kvalitet och "rätt" defekter i skiktet på en produkt som en flygplansmotor eller en rymdraket. Martin Friis från Högskolan i Trollhättan/Uddevalla presenterar i sin doktorsavhandling en metod som både skulle kunna förenkla, förbättra och förbilliga tillverkningsindustrins arbetssätt för att kartlägga, styra och optimera en produkts skiktegenskaper och mikrostruktur.
Martin Friis har studerat en process för beläggning av tunna skikt som kallas plasmasprutning. Material i form av finkornigt pulver injiceras i en plasmalåga som accelererar och smälter partiklarna. Vid kollision med ytan som ska skiktbeläggas stelnar partiklarna och ett skikt byggs upp. Tekniken används exempelvis av Volvo Aero Corporation i Trollhättan i de värmeisolerande skikten i JAS-planets motorer. Processen är komplex och påverkas av ett stort antal variabler, dels sådana som karaktäriserar plasmalågan och därmed påverkar partiklarnas egenskaper, dels sådana som har direkt inverkan på skiktet. Det är just de många parametrarna som styr processen som gör att det är svårt att hålla kvaliteten. Ofta måste produktionen stoppas för att man ska hitta rätt inställningar. Dessa stopp är kostsamma för företagen.
Martin Friis har i sin forskning kartlagt den här processen i avsikt att kunna förbättra styrningen och öka produktionskvaliteten. Han har utvärderat skiktens mikrostruktur och undersökt hur den påverkas av variabler som partikelhastighet och temperatur. Resultatet av hans forskning visar att det går att styra partiklarna. Det betyder att det går att styra mikrostrukturen i skikten via partikelegenskaperna. Utifrån detta resultat har Martin Friis tagit fram processkartor och skapat en metodik för att styra mikrostrukturen. Med sin forskning har Martin Friis lagt grunden för ett processkontrollverktyg med vilket skiktegenskaper kan styras och optimeras on-line i industriell produktion.
– Att kunna styra mikrostrukturerna är viktigt för att få “rätt” defekter i skiktet, säger Martin Friis. Med min metod förbättras styrningen av processen, samtidigt som produktionskvaliteten ökar. För tillverkarna betyder det att de slipper onödig provning och väntetider utan att kvaliteten riskeras.
Fotnot
Martin Friis ingår i HTU:s forskargrupp “Simulering och styrning av uthålliga verkstadsindustriprocesser”. Plasmasprutning är gruppens största forskningsområde. Gruppen, som bl.a. stöds av KK-stiftelsen och EU:s strukturfonder, förfogar under perioden 2001 – 2003 över forskningsmedel om drygt 40 mkr. Martin Friis avhandling: “A Methodology to Control the Microstructure of Plasma Sprayed Coatings” är framlagd vid Lunds tekniska högskola, Lunds universitet.
Kontaktinformation
För mer information kontakta: Martin Friis, tel 0520-47 51 18, e-post martin.friis@htu.se
