Därför tar allting tio år för Sandvik

Ulf Rolander, FoU-chef på Sandvik, håller upp ett borr som ser ut ungefär som det jag köper på Clas Ohlson, fast med en av Sandviks typiska färger.
- Den här "bronsfärgen" tog ungefär tio år att få till. Den består av mer än tusen lager, där vartannat har en egenskap och vartannat en annan. Och det går inte att köpa på Clas Ohlson.
Vi sitter i ett hörnrum i en industribyggnad från 50-talet. Sandvik fick tillbaka kontoret 2003, och det står fortfarande några flyttkartonger på golvet. Funktionellt och flärdfritt, den senaste renoveringen verkar vara från 80-talet. Platsen är Västberga utanför Stockholm, men det skulle lika gärna kunna vara Gimo eller Sandviken. Det är långt ifrån Stureplan, det är långt ifrån Kista, det är långt från alla "valleys". Men det är här det händer.
-Tappar vi greppet här är det bara en fråga om tid innan vi är borta, säger Ulf Rolander, chef över ett 100-tal forskare på Sandviks FoU i Västberga.
Innan han skickar ner oss i labbet plockar han fram en bild på en värdekedja: det står "gruva" i ena änden och "kund" i den andra. Råmaterial, pulverteknik, kompaktering, sintring, skärteknik, ytskikt, prestandatester och tillämpningar.
-Det är också en bild av min organisation, säger han. Vi jobbar i alla de här delarna av kedjan, både med kärnverksamhet och sådant som vi ser som nya möjligheter. Vi kan kalla det för "utveckling" respektive "forskning".
Kärnverksamheten handlar om saker man gör nu, produkter som förbättras och utvecklas.
-Var femte år ungefär så kommer en ny generation av grejor från Sandvik som förbättrar produktiviteten hos våra kunder med 20 procent.
Och nya möjligheter? Det är framtidsinriktad forskning, ofta på grundnivå tillsammans med institut och universitet.
Utveckling och forskning är lika stora i Ulf Rolanders budget.
-Vi måste göra båda, säger han. Om vi bara forskade på kärnverksamheten skulle vi vara borta på 30 år. Och om vi gjorde tvärtom och bara forskade på alla framtidsinriktade grejer skulle vi vara slut på fem år.
Sen får vi gå ner till labben. Det är här Sandvik har satsat pengarna: 110 miljoner till renovering och sedan dess 20-30 miljoner till ny utrustning varje år.
I slutet av oändliga korridorer ligger skiktlabbet. Skiktet är alltså ytan, det som ser ut som guld- eller bronsfärg på Sandviks skär och borrar.
-Färg, ja det kan man kalla det, säger Torbjörn Selinder och skrattar lite torrt. "Färgen" förlänger livslängden på verktyget med en faktor 10. Den skyddar mot kemisk och mekanisk påverkan, ökar segheten hos verktyget och ger en skarpare egg.
Torbjörn Selinder och Mats Ahlgren arbetar med PVD-teknik, Physical Vapor Deposition, där en elektrisk urladdning förångar materialet som ska ingå i ytskiktet. Metall-ångan får reagera med en gas, och sedan leder en elektrisk spänning det förångade materialet till godset, där det kondenseras.
- Det är samma teknik som finns i chipspåsar, när man lägger aluminium på plast, säger Torbjörn Selinder. Den används på många håll i industrin, till att lägga ledande skikt på glas, i svetsglasögon, i hela elektronikbranschen.
PVD-labbet påminner lite om ett grillkök. Skären som ska beläggas träs upp på vertikala grillspett, som sedan skjutsas in i höga ugnar som rymmer avancerad kraftelektronik. De flesta ugnarna i labbet är fullskaliga produktionsenheter, likadana som de som står i Sandviks fabriker. Det som funkar i labbet ska funka i verkligheten. Som det bronsfärgade borret med tusen lager.
- Nu är det ett typiskt utvecklingsprojekt som började med kundnyttan. Vi ville öka livslängden till nästa generation av borret, säger Mats Ahlgren. Så vi skapade en projektgrupp som tittade på vad vi kunde tillföra. Dels i substratet, alltså hårdmetallen i borret, dels i geometrin, och så i ytskiktet. Vi ändrade lite i geometrin och så fanns en teknik för skikt i multilager i "verktygslådan" som visade sig funka bra.
"Verktygslådan" är det ställe där Sandviks forskare sparar "bra-att-ha-teknik". Man forskar på områden som man bedömer vara strategiska, sedan patenterar man resultaten och lägger dem i verktygslådan. När man så ska ta fram en ny produkt finns en rad lösningar att välja på.
-Multilagergrejen började med att vi försökte kombinera hårda lager med sega, för att få båda egenskaperna. Vi samarbetade med Uppsala universitet, där en forskare 1996 visade att det gick att göra, berättar Mats Ahlgren.
Både materialen och tekniken var för dyra för att användas i produktion, så forskarna på Sandvik började pilla på parametrarna. Det fanns billigare material med samma egenskaper. Och om man släppte kravet på att lagren ska vara exakt lika tjocka kunde man lägga på dem på ett enklare vis.
-Vi provade att lägga på det ena materialet från höger i ugnen och det andra från vänster och så snurrade vi på verktyget som en spettekaka i mitten. Det fungerade!
Sandvik tog patent, men det fanns inte någon lämplig mottagare för konceptet. Det fick ligga till sig i verktygslådan några år.
-Sen när vi skulle starta projektet med borret 2001-2002 tog vi fram det och testade i en produktionsanläggning.
Resultatet blev runt tusen delskikt med sammanlagt några få mikrometers tjocklek. Varje delskikt är 1-20 nano­meter. Borrets livslängd fördubblades. Och tekniken kan användas på flera produkter.
- Mycket av vår kunskap handlar om att förstå hur man ska använda ett skikt till ett visst verktyg, eller ett visst bearbetningsområde, säger Torbjörn Selinder.
Men framför allt gäller det att komma först till nästa tekniksprång. Verktygslådan måste hela tiden fyllas på.
-Nu håller vi till exempel på med skikt av aluminumoxid i PVD-teknik. Oxider har intressanta egenskaper för skikt men de leder inte ström. Eftersom processen bygger på en elektrisk urladdning är oxider ett problem - så fort man sätter igång processen geggar anoden ihop.
Forskarna har brottats med problemet i tio år, ungefär lika länge som PVD-tekniken varit kommersiellt gångbar.
- Till sist var det vår tyska partner Fraunhoferinstitutet som kom fram med en lösning, säger Torbjörn Selinder. Man använder två förångningskällor och växelström med hög frekvens som "tvättar" anod/katod under gång.
Det kallas pulsad magnetronsputtering av oxider. Än så länge fungerar det i labbugnarna, och fyra-fem patent­mattor skyddar tekniken. Till färdiga produktionsmetoder återstår ytterligare några års arbete.
- Nu lägger vi det i verktygslådan, om några år måste det vara en efterfrågan, säger Torbjörn Selinder. Vi har hela tiden en handfull strategiska projekt av den här ­typen på gång, de ligger på kö. Vi ska helst ligga före även beställarna inom Sandvik. När de ringer och vill dra
igång en produktutveckling ska vi helst ha en lösning klar i verktygslådan.
Vad händer när idéerna tar slut? Jag går tillbaka till chefen Ulf Rolander med frågan. Han verkar inte oroad.
-Vi har uppnått en kritisk massa för kreativitet och idéflöde här. En kombination av erfarenhet och öppenhet och arbetssätt och en rad faktorer i organisationen som gör att det hela tiden föds nya strategiska projekt. I det här huset tar idéerna inte slut.