Chans till fördubblad produktivitet i delar av fordonsindustrin

Det finns potential att förbättra effektiviteten i produktionen av sätthärdade komponenter till fordonsindustrin, med så pass mycket som 50 procent. Det tror forskargruppen som jobbar i projektet ROKOST (Robust och kostnadseffektiv hårdsvarvning av transmissionskomponenter).

Projektets fokus är transmissionskomponenter för lastbilar, vilket är de delar som överför kraften mellan motor och drivhjul. Dessa komponenter utgörs till exempel av cylindrisk kugg, konisk kugg, axlar och planetväxlar som utsätts för hög belastning, där höga krav ställs på utmattningshållfasthet. Därför görs en sätthärdning, vilket innebär att komponenterna får en hårdare yta med hög slitstyrka.

Inom industriell produktion finns idag ett visst mått av oförutsägbarhet i resultatet från sätthärdningen. Komponenter som kommer från olika materialbatcher eller ugnar, kan ha varierande egenskaper och det är därför svårt att förutse hur materialet påverkar bearbetningen efteråt. Det är hårdsvarvningen som skapar rätt dimension och ytfinish på de färdiga komponenterna, men med ökande hårdhet i materialet ökar också verktygsslitaget som påverkar ytan negativt och också kan leda till att verktyget helt går sönder. Därför används verktygen bara till en del av dess egentliga livslängd och med försiktiga skärhastigheter för att undvika både dåliga ytor och oväntade stopp, vilket ger onödigt stora säkerhetsmarginaler i produktionen.

Och det är här forskarna ser stora möjligheter till förbättring.

– Enkelt uttryckt tror vi att mer specifika guidelines när det handlar om sätthärdningen, i sin tur kan leda till att det går att svarva med dubbla hastigheten, säger Ulrika Brohede, projektledare vid metallforskningsinstitutet Swerim.

En tredjedel in i projektet har arbetet bland annat handlat om att ta fram en kontrollerad försöksmatris som täcker ett vanligt spann av materialparametrar i produktionen. Med noggrann kontroll av hårdhet och mikrostruktur kopplas materialets egenskaper med verktygsförslitningen. Utifrån detta går det att dra slutsatser om vilken inverkan materialparametrarna har på produktiviteten. Projektledaren Ulrika Brohede är hittills nöjd med resultaten och överhuvudtaget med hela arbetet:

– Det känns spännande att jobba med ett unikt projekt, på så sätt att vi jobbar med hela värdekedjan från stål till färdig produkt. Det handlar om ett område som inte är kartlagt tidigare och som har stor potential, när det handlar om ökad produktivitet för slutanvändaren, avslutar Ulrika Brohede.

Volvo lastvagnar och Scania CV medverkar tillsammans med Sandvik Coromant, Swepart Transmission, Ovako och Bodycote i projektet ROKOST, som inleddes i april 2018. Det är ett treårigt projekt och ska vara avslutat i mars 2021. Forskningsutförare är metallforskningsinstitutet Swerim, RISE och KTH.

Vill du veta mer om projektet ROKOST, kontakta Ulrika Brohede,ulrika.brohede@swerim.se