Material och tillverkning

Forskningen inom Material och tillverkning är inriktad på materialegenskaper och tillverkningsprocesser för gjutna material.

Bakgrund

Vårt forskningsarbete baseras på experiment i laboratoriet såväl som omfattande experiment i industrin. Våra studier utförs inom områden som kinetik för omvandlingsfaser genom värmeanalys, kopplingar mellan mikrostrukturer och mekaniska och fysikaliska egenskaper, fraktografi samt strukturmekanik.

Syftet med vår forskning är att utveckla kunskap om relationen mellan materialsammansättning, smältkvalitet, process, geometri och defektbildning samt deras relation till materialets och komponenternas mekaniska och fysikaliska egenskaper. Denna kunskap kan sedan utgöra en bas för matematisk modellering och simulering av gjutna komponenter. Genom modellering och simulering kan forskare inom material och tillverkning undersöka olika fenomen när det är svårt, eller till och med omöjligt, att utföra relevanta fysiska experiment.

Forskningsområden

Gjuteriteknologi

Området handlar om hur vi kan utveckla och styra gjutprocessen för att uppnå bästa möjliga resultat. Forskningen är fokuserad på smältning och gjutning, men även formmaterialet och hur det interagerar med smältan och den stelnade metallen är viktiga områden att studera.

Stelning och mikrostrukturmodellering

Under stelningen och efterföljande fastfasomvandlingar skapas den mikrostruktur som ger materialet dess mekaniska och fysikaliska egenskaper. Hur detta sker beror på olika processförhållanden. Kopplingen mellan process och mikrostruktur är komplex. Den beskrivs genom termodynamiska och kinetiska lagar, och det är just kvantifiering av denna koppling som är fokus för den här delen av vår verksamhet. Genom att studera denna koppling lär vi oss också hur nya material kan skapas, antingen genom gjutprocessen eller genom efterföljande processteg, som t.ex. värmebehandling.

Materialkaraktärisering och egenskapsmodellering

Materialkaraktärisering handlar om att identifiera hur mikrostrukturen ser ut, samt vilka mekaniska och termofysikaliska egenskaper gjutmaterialet och slutkomponenterna har.

Inom det här forskningsområdet studerar vi dels hur kopplingen mellan mikrostrukturen och materialegenskaperna utvecklas under själva gjutprocessen, för att på ett bra sätt kunna beskriva fenomen som varmsprickor, slagning och restspänningsuppbyggnad vid gjutning och efterföljande processteg.

Den slutliga komponentens egenskaper studeras med målsättningen att kunna bestämma livslängden på komponenten. Här är materialets beteende gällande restspänning, defekter, seghet och utmattningsegenskaper av största vikt.

Ytteknik

Ytteknik är ett mycket viktigt område inom vår forskning. Vår verksamhet inom ytteknik har två grenar. Den ena grenen handlar om hur materialet bryts ned genom korrosion. Här studeras mekanismer med hjälp av elektrokemiska metoder för att ta reda på hur processen och mikrostrukturen påverkar just denna typ av nedbrytning. Korrosion påverkar i hög grad livslängden på en komponent.

Den andra delen av området ytteknik handlar om att utveckla skydd för gjutkomponenter. Här arbetar vi i första hand med anodisering som skyddsmetod. Arbetet omfattar även funktionalisering av ytor, t.ex. att göra en yta självrengörande för att förbättra både livslängd och utseende.

Simuleringsmetodik

Inom det här forskningsområdet studerar vi dels processimulering av gjutprocessen, och dels komponenters lokala egenskaper. Resultaten från mikrostrukturmodellering implementeras i mjukvara för processimulering för att kunna beskriva hur mikrostrukturen varierar i en komponent, och hur denna variation av mikrostruktur påverkar komponentens mekaniska och fysikaliska egenskaper.

Processimulering i sig är värdefull för gjuterierna, men den verkliga nyttan av den realiseras först när processimuleringen kan länkas ihop med design/konstruktionsprocessen. Vårt fokus för det här forskningsområdet är därför användning av processimulering för att beskriva hur en komponent beter sig under användning. På så sätt kan processimulering komma till nytta i konstruktions- och optimeringsarbetet.

Sidan uppdaterad 2017-06-27

Sidan uppdaterad 2010-09-16
Genom att surfa vidare på JU.se godkänner du att vi använder cookies. Mer information