Snabb ventil botar höghastighetsformningens barnsjukdomar

2001-06-07 13:00  
Med ny teknik ökar precisionen vid adiabatisk formning, eller höghastighetsformning. Karlskogaföretaget Morphic anser sig ha botat många av formningsteknikens barnsjukdomar. En snabb ventil är en del av förklaringen.
 
Det första Morphics styrelseordförande Peter Heidlund visar upp är alla de företag som tidigare använt adiabatisk formning. Listan är lång och varierande, här finns svenska Nicom AB och amerikanska General Dynamics tillsammans med många fler. Historiken först, den egna tekniken sedan. En udda ordning, men för Morphic är bakgrunden viktig sedan de blivit stämda för teknikintrång av ett annat karlskogaföretag. Tingsrätten kommer att ta upp ärendet i början av nästa år.
 
- Processen har funnits länge, det man kan söka patent på är tekniken. Vi lämnade in tio patentansökningar förra året, säger Peter Heidlund.
 
Ett halvår har gått sedan Morphic flyttade in i Bofors gamla yrkesskola. Kontoren är minst sagt rymliga, i hörnet på ett rum stort som en trerumslägenhet står ett ensamt skrivbord med en datorskärm. I lokalen bredvid står den enda slagmaskin Morphic hittills byggt.
 
Den används dels för materialprovning, dels för att testa nya tekniska lösningar. I jämförelse med tidigare slagmaskiner är den liten och överblickbar, här kan företaget provköra detaljer på upp till femton millimeter i diameter och få en kurva över hur kolven rört sig. Det är rörelser hos kolven som inte går att se med det mänskliga ögat som är avgörande för resultatet, enligt Morphic.
 
Vid "vanlig" adiabatisk formning slår en kolv mycket snabbt mot ett verktyg, i det här fallet en form. Kolvens energi överförs till arbetsstycket, som kan vara ett metallpulver eller en kuts. Kutsen blir flytande, och fyller ut verktyget, medan metallpulver kompakteras under mycket högt tryck en kort tid.
 
Men tekniken dras med vissa till synes oförklarliga bekymmer, som att den färdiga detaljen kan innehålla spänningar och eller spricka. Det är dessa problem som Morphic nu anser sig kunna förklara.
 
- Vi har sett att studsen ställer till problem. Vi tror att anledningen till att tekniken inte fått sitt genombrott är att man inte tagit itu med det problemet. Förlopp på fem millisekunder går inte att se och är svåra att mäta, först på senare år har vi fått möjlighet att registrera vad som händer vid ett sådant slag, säger Anders Dahlberg.
 
Det har visat sig att kolven slår till verktyget flera gånger vid varje slag. Först kommer det planerade slaget, sedan studsar kolven mot verktyget några gånger. Detta skulle kunna ligga bakom problemen med sprickor i föremål som tillverkas av metallpulver.
 
Med hjälp av en omslutande ventil, lik sådana som används i bergborrar, kan mycket olja snabbt flöda in och sätta fart på kolven.
 
Ventilen kan ställas om på två millisekunder, vilket enligt Morphic räcker för att motverka att kolven studsar. Dessutom kan Morphic utvärdera slagen och se hur kolven beter sig under olika förutsättningar.
 
- Ett normalt slag tar sju till tio millisekunder. Det handlar om väldigt korta förlopp, och om ventilen tar 20 millisekunder att öppna är det svårt att göra något åt, säger Anders Dahlberg.
 
Han förbereder ett experiment. Det knappt decimeterhöga verktyget fylls med metallpulver och placeras på maskinens arbetsbord, rakt under kolven. Alla tar några steg tillbaka utom den medarbetare som håller fast verktyget med hjälp av en kofot. Anders Dahlberg styr anläggningen från en datorskärm en bit bort.
 
En snabb smäll senare kan han plocka ut en liten metallskiva ur verktyget, och studera slaget på skärmen. Det blev ett bra slag, utan studsar, och metallskivan är hel. Han gör om hela experimentet, fast denna gång utan att kompensera för studsarna. Resultatet blir en bergochdalbaneliknande slagkurva på skärmen. Förloppet är så snabbt att en människa inte kan uppfatta någon skillnad mellan de båda slagen.
 
Kutsen visar inga tecken på sprickor den här gången heller, och Anders Dahlberg får hämta fram en trasig kuts från ett tidigare försök för att förklara vad han menar med sprickor och spänningar. Trots den noggranna mättekniken måste varje material formas många gånger innan man kan vara säker på hur det beter sig i maskinen.
 
- Det här materialet spricker inte så lätt, konstaterar han.
 
Morphics affärsidé är att utveckla maskiner i samarbete med kunden, och att sedan gemensamt med kunden äga tillverkningsanläggningen. För närvarande inriktar företaget sig på bilindustrin och bränslecellstillverkning.
 
Morphic hoppas kunna sänka tillverkningskostnaden på de grafit- eller metallplattor som ingår i bränsleceller, och har ett samarbetsavtal med en bränslecellstillverkare.
 
- Det kan vara upp till 400 sådana här plattor i en motor. Det samarbetet går ut på är att ta reda på om det går att tillverka dem billigare. Bränslecellen är en väldigt viktig sak för oss. Vi har till och med patent på att tillverka bränsleceller med vår teknik, säger Peter Heidlund.
 
Ett annat mål är att starta produktion av små serier i det egna huset.
 
- Vi vill inte vara maskinbyggare, utan ett utvecklingsbolag som hjälper kunderna att komma igång och kör viss produktion på vår egen anläggning, säger Peter Heidlund.
 
Men det är lång väg kvar. En dubbelslagsmaskin, med två slagkolvar som samarbetar, ska sättas ihop under sommaren för fler försök. Maskinen är i praktiken såld, och kommer att kunna tillverka detaljer på upp till 100 millimeter i diameter. Fungerar den som konstruktören tänkt sig kommer verkningsgraden att öka, och Morphic har en maskin för metallpulverformning som inte ens behöver något betongfundament att stå på.
 
- Det har varit ett problem att ta hand om energin. Egentligen är det ju en haubits som slår sig i foten, säger Peter Heidlund.
 

Ingar Lindholm

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

Läs mer