Almir Heralic´ disputerade 23 mars på sin avhandling Monitoring and Control of Robotized Laser Metal-Wire Deposition. På bilden håller han en detalj som byggts med tekniken robotiserad metalldeponering.
Självlärande svets – ett lyft för flyget
Av: Stefan Nordberg
Publicerad 30 maj 2012 10:46
Smält metalltråd och en självlärande robot. Det är grunden i en helt ny svetsteknik som ger lättare flygplansmotorer – och sänker bränsleförbrukningen.Volvo Aero har fått upp ögonen för svetsverktyget.
Robotiserad metalldeponering kallas metoden, som har utvecklats på Högskolan Väst i Trollhättan.
Tekniken, som bland annat ska kunna användas vid tillverkningen av flygplansmotorer, består av ett helautomatiserat system där en självlärande robot bygger upp detaljer genom att lägga smält metalltråd i lager på lager.
Metalltråden smälts samman med fiberlaser. Utifrån en cadritning programmeras robotbanan och processparametrarna ställs in, innan roboten lägger smält metalltråd i strängar.
Roboten har också ett feedbacksystem baserat på 3d-skanning, samt ett reglersystem baserat på så kallad iterative learning control, vilket gör den självlärande.
– Dagens tillämpning av robotiserad metalldeponering vid tillverkning av flygmotorkomponenter övervakas genom en monitor av en person som också gör justeringar vid behov. Med denna teknik kan processen bli helautomatiserad, då roboten själv lär sig av processen med hjälp av feedback från sensorer, säger forskaren Almir Heralic´ som doktorerade på metoden i slutet av mars.
Det finns dock flera utmaningar med tekniken, till exempel hettan från processen och reflexer från fiberlasern som gör att sensorer ger opålitliga mätningar eller smälter.
– Det är ett generellt problem för svetsprocesser. Här löser vi det genom att skanna varje lager först efter svetsningen, säger Almir Heralic´.
Volvo Aero visade tidigt intresse för forskningen. Robotiserad metalldeponering ger flera fördelar vid företagets tillverkning av komplexa komponenter till flygmotorer.
I stället för att gjuta stora komponenter med utstickande detaljer kan man smida dem eller tillverka dem i plåt, för att sedan bygga på de utstickande detaljerna med metalldeponering. Detta pressar ner kostnaderna och gör motorerna lättare, vilket i sin tur bidrar till att hålla nere bränsleförbrukningen.
– Men i forskningen har vi använt oss av standardkomponenter, vilket gör att tekniken ska kunna användas inom flera industrier. Det är helt enkelt ett svetsverktyg som kan monteras fast på en valfri robot, säger Almir Heralic´.
Fakta Bränsleförbrukning
Volvo Aeros mål är att reducera vikten hos stora motorstrukturer med 20 procent.
Det kommer att reducera totalvikten hos framtida motorer med nästan 3 procent vilket sparar 17?000 kilo bränsle för ett typiskt mellanklassflygplan per år.
Om detta implementeras i den nuvarande globala flygplansflottan skulle det medföra en reduktion av koldioxid med 1.3 miljoner ton per år. Som jämförelse släppte svensk luftfart ut cirka 1.5 miljoner ton koldioxid 2009.
Källa: Volvo Aero.
Kommentarer
Det går inte längre att kommentera denna artikel.