Svensk teknik 3d-printar kugghjul av amorf metall: ”Guinness Rekordbok-nivå”

2019-10-17 09:50  

Med teknik från det svenska utvecklingsbolaget Exmet, har tyska Heraeus 3d-printat ett två kilo tungt kugghjul i amorf metall. Och själva har Exmet tillverkat världens största amorfa järnlegeringskomponent.

Till skillnad från vanliga metaller, som har en kristallstruktur där atomerna ligger i regelbundna rader, har amorfa metaller en helt oordnad struktur. Den skapas genom att den smälta metallegeringen kyls av så snabbt, att den inte hinner kristalliseras.

Amorfa metaller har en rad egenskaper som gör dem intressanta i exempelvis flygplanskomponenter, fordonsdelar och medicinska implantat.

– Jag brukar sammanfatta potentialen i en mening: minskade förluster, säger Exmets vd och medgrundare Mattias Unosson.

Mekaniskt är amorfa metaller betydligt mer elastiska, och har mycket högre hållfasthet, än dagens höghållfasta stål. Det gör att man kan minska vikten med upp till 90 procent jämfört med stål.

Snabb nedkylning med 3d-skrivare

Svårigheten är att komponenterna måste vara väldigt små, för att nedkylningen ska gå tillräckligt snabbt. Exmet har löst detta genom att använda 3d-skrivare, som smälter metallpulvret i mikrometertunna lager. I kombination med specialutvecklade legeringssammansättningar går nedkylningen så fort att egenskaperna bibehålls.

I den här filmen visar Mattias Unosson skillnaden i förluster i materialet mellan vanligt stål och amorf metall:

Nu har den tyska teknikjätten Heraeus, som använder Exmets teknik på licens, lyckats tillverka ett kugghjul med diametern 110 millimeter och höjden 65 millimeter. Enligt Heraeus är detta den största komponent som någonsin 3d-printats i amorf metall.

– Det är Guinness Rekordbok-nivå på det, säger Mattias Unosson.

Därtill har Heraeus, i samarbete med Exmet och Swerim, tillverkat världens största amorfa metallfjäder, med höjden 15 centimeter. Såväl kugghjulet som fjädern är baserade på zirkoniumlegeringar.

– Det här stöder ju vårt case väldigt bra. Storleken är nyckeln i det vi gör, säger Mattias Unosson.

Läs mer: Se världens största 3d-utskrivna båt växa fram

På Exmet jobbar man nu främst med det Mattias Unosson kallar andra generationen amorf metall, där basen är olika järnlegeringar.

– Det ger mjukmagnetiska egenskaper som gör att man kan reducera förlusterna i en transformator eller elmotor med upp till 80 procent, men att utveckla en additiv process för järnlegeringar är tekniskt tuffare än exempelvis zirkoniumlegeringar. Järn är lite av den heliga graalen i amorfa sammanhang.

”Vi har tagit bort storleksbegränsningen”

Ändå har Exmet lyckats 3d-printa en rotor, med diametern 60 millimeter och höjden 46 millimeter, som enligt Mattias Unosson är världens största amorfa järnlegeringskomponent.

– Olika mjukmagnetiska komponenter utvärderas just nu av utvalda samarbetspartners inom industrin, och det ska bli väldigt spännande att få se resultaten. Men andra generationen är inte lika mogen som Heraeusmaterialet ännu.

Hur stora delar kan man tillverka med er metod?

– I teorin har vi tagit bort storleksbegränsningen för komponenter i amorf metall helt, säger Mattias Unosson.

Exmet AB

Startade: 2009

Baserat: Kista i Stockholm.

Anställda: Sex medgrundare, varav tre är anställda.

Ägare: Sex medgrundare, samt AM Ventures, Tyskland.

Tommy Harnesk

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt