Bildandet av kondensat i samband med gjutning kan ställa till problem vid utformning av ventilation samt vid värmeåtervinning kopplat till ventilationen. I detta projekt har mängden kondensat som bildas vid gjutning på olika typer av bindemedel kvantifierats. Cold Box (generation III), Hot Box, Resol och två varianter av nyutvecklade oorganiska bindemedel har analyserats inom ramen för detta projekt. En utmaning i arbetet har varit att finna en metod att i laboratorieskala, med små provkroppar, kunna samla upp och med acceptabel mätnoggranhet säkerställa resultaten. För detta ändamål har en sk. Cogas AL-utrustning använts. Resultatet visar att organiska bindemedel generar en större mängd kondensat jämfört med oorganiska bindemedlen. Vidare framkommer att Cold Box generear en något lägre kondensatmängd än vad som kan förväntas. Detta kan förklaras med en lägre bindemedelstillsats. Slutligen visar resultatet att även de oorganiska bindemedlen generar en inte obetydlig mängd kondensat. Det senare var överraskande och är betydelsefullt vid framtida dimensionering av ventilationssystemen. Med de nya rönen att även de oorganiska bindemedlen genererar relativt stora kondensatmängder har frågan aktualiserats vad detta kondensat består av och om det innehållsmässigt skiljer sig från kondensat från de organiska bindemedlen. Den använda Cogas-metoden ger möjlighet att genomföra denna typ av analyser men det har inte rymts inom detta projekt.

Denna rapport är en sammanställning av det arbete som gjorts i projekt G833M, ”Trycktäthet i gjutgods”. Idag finns problem med läckande gjutgods och ibland får det stora konsekvenser. Ur miljösynpunkt så får t ex inte olja läcka ut från en motor på en bil. Så ämnet är högaktuellt i dagens samhälle där miljöfrågor får ett allt större fokus. Uppgiften med arbetet var att tydliggöra vad som menas med trycktätt gods, (hur man definierar begreppet trycktäthet). Hur ett tätkrav bör vara utformat och vilka provningsmetoder som finns, och vilka begränsningar de har, har också gåtts igenom. Syftet med artetet har varit att ge en ökad förståelsen för trycktäthet och de provningsmetoder som finns. En korrekt utformad kravsättning bidrar också till att säkerställa att rätt provningsmetod används. Allt för ofta är det kommunikationen mellan köpare och tillverkare som är bristfällig vilket leder till läckageproblem. Genom en ökad kunskap och förståelse hos båda parter bidrar till rätt ställda förväntningar på det färdiga godset. Arbetet har till största del bedrivits genom litteraturstudier och genom några studiebesök hos ett antal företag i branschen.

The laser treatments of the surfaces have influenced the surface appearance and the microstructure. The effect on the surface appearance is shown in Figure 6. Examination of cross sections revealed a 3-10 μm thick layer of, what appears to be aluminium (based on ocular examination), has formed. The examination in the SEM-EDS gave no answer on the composition of the surface layer formed.

Traditionellt har kärnor i pressgjutgods varit tillverkade av stål. Dessa stålkärnor är rörliga och dras ut ur pressgjutgodset innan gjutgodset stöts ut ur gjutverktyget. Detta innebär att formen på dessa stålkärnor har släppningsvinkel som gör dem möjliga att dra. Övriga gjutmetoder, som använder gravitationen eller låga gastryck för att få in smältan i formen, har länge använt engångskärnor av sand för att skapa håligheter i gjutgodset. Sandkärnorna faller sönder efter gjutningen vilket gör att kärnans form inte behöver begränsas av släppningsvinklar. Hitintills har sandkärnornas begränsade hållfasthet inte möjliggjort användning vid pressgjutning på grund av pressgjutmaskinernas höga inloppshastigheter och eftertryck. För utformningen av pressgjutgods vore det i många fall önskvärt att kunna använda engångskärnor. Utvecklingen går framåt med flera olika metoder för att tillverka engångskärnor som har tillräcklig hållfasthet för att tåla påfrestningar under pressgjutning. Kostnaden för att producera gjutgods med engångskärnor är i flera fall betydligt lägre än att produera samma gjutgods med gravitationsgjutning. Användning av engångskärnor kan även möjliggöra nya utformningar av gjutgods som kan medföra exempelvis nya funktioner, nytt utseende samt viktbesparingar.

Detta delprojekt syftar till att studera befintliga metoder för oförstörande provning (OFP) av gjutgods. Gjuterier (och dess kunder) vill lättare och bättre kunna identifiera om gjutgodset innehåller defekter eller har en oönskad grafitstruktur och därmed möjliggöra att defekta detaljer stoppas i ett tidigare skede i tillverkningskedjan än idag. OFP-metoderna skall gå att bygga in i automatiserade efterbehandlingslinor. Befintliga OFP-metoder har studerats i en litteratursökning. Sammanfattningsvis så finns det många olika OFP-metoder och utvecklingen går snabbt inom detta område. Den avancerade signalbehandling som förekommer i moderna OFP-instrument har möjliggjort både nya metoder samt att äldre metoder förses med nya presentationsutrustningar, som både förenklar handhavandet och förbättrar noggrannheten. Att skilja ut en OFP-metod som passar för undersökning av allt gjutgods låter sig inte göras. Men det finns flera intressanta utrustningar som skulle kunna användas i automatiserade övervakningsanläggningar.

Flertalet slutanvändare efterfrågar de lösningshärdade segjärnen på grund av dess fördelaktiga bearbetningsegenskaper till följd av låg hårdhetsvariation. Dessvärre ger ofta det kisel som lösningshärdar och stabiliserar ferriten uppkomst till chunkygrafit. Till projektets gjutförsök valdes den lösningshärdande legeringen EN-GJS-500-14. De ingående gjutparametrarna; Gjuttemperatur, Antimon- tillsats, Sektionstjocklek samt ympmedel identifierades som lämpliga att studera i gjutförsöken efter samråd med projektgruppen. För att ge ytterligare svar på hur gjutindustrin kan mäta samt styra uppkomsten av chunkygrafit gjordes en robusthetsanalys av förekommande analystekniker och resultat. Avslutningsvis ritades processkartor för de olika ympmedlen för att bättre visualisera effekterna av valda gjutparametrar.

I framtiden finns planer på större vindkraftsturbiner med effekter över 10 MW, vilket ställer enorma krav på segjärnets strukturella integritet om det ska vara ett ekonomiskt gångbart alternativ till stål eller andra material. Förutom övriga defekter t.ex. dross, gasporer etc. är undvikandet av oönskade grafitstrukturer centralt till att lyckas med denna utmaning. I allt tyngre gods är det avgörande hur gjutprocessen utformas och kontrolleras för att undvika de oönskade grafittyperna t.ex. chunky, Widmannstätten (”spiky”) och exploderad grafit. Av dessa grafitstrukturer brukar chunkygrafit få mest uppmärksamhet. Området med chunkygrafit framträder efter skärande bearbetning som mörka områden på ytan och är svår att detektera med hjälp av oförstörande provning, OFP. Betydelsen av Chunkygrafit är att segjärnets brottgräns minskar och ofta är lika med stäckgränsen, vilket – i princip nollar brottförlängningen samt gör materialet sprött. Därför syftar denna rapport till att ge vägledning till hur chunkygrafit kan undvikas i gjuteriprocessen.

Detta delprojekt handlade om att undersöka hur noggrant det går att simulera restspänningar i en gjuten komponent. Detta gjordes genom att verifiera restspänningssimuleringar med fysiska mätningar på ett gjutgods som i detta fall var cylindrar i gjutjärn. Restspänningsmätningar genomfördes med sektionering och hålborrning, både i gjutet och bearbetat tillstånd. Simuleringarna utgick från processdata som registrerades under gjutning av cylindrarna samt materialdata från simuleringsmjukvarans databas. Materialdata för formsandens konduktivitet undersöktes virtuellt för att få en god överenstämelse mellan simulerade och uppmätta data för temperaturen. Detta för att erhålla relevant temperaturhistorik för restspänningsberäkningar. Det visade sig att simuleringen hade god överenstämmelse med sektioneringsmätningar för axiell spänning medans hålborrningsmätningarna gav inbördes motstridiga resultat.

I arbetet undersöktes hur en produkts livslängd påverkas av restspänningar och inhomogena materialegenskaper. Restspänningar finns i princip alla produkter och uppkommer till följd av tillverkningsprocessen, bearbetning och värmebehandling. Gjutna produkter uppvisar även varierande materialegenskaper orsakat av olika stelning- och svalningshastighet som följd av varierande godstjocklek. Vid dimensionering av en komponent utgår ofta konstruktörer från att materialet är spänningsfritt och har homnogena materialegenskaper vilket kan leda till felaktig dimensionering. Restspänningar i drag kan ha en negativ inverkan då de underlättar sprickbildning. Av samma orsak kan tryckspänningar ha positiv inverkan. T.ex. kan ett kritiskt fall uppstå om höga restspänningar förekommer i ett område samtidigt som det är utsatt för betydande spänning orsakad av yttre last. Med ökad kunskap om restspänningar och inhomogena materialegenskaper i komponenter kan konstruktören redan på ett tidigt stadie ta hänsyn till dessa. Det kan leda till lättare komponenter med bibehållen styrka. En arbetsmetodik togs fram där restspänningar och inhomogena materialegenskaper till följd av gjutprocessen tas med i simulering av livslängdsanalys. Resultaten från simuleringarna visar att livslängden hos komponenten varierar med avseende på utmattning om man beaktar restspänningar och varierande materialegenskaper i analyserna. För den komponent och de specifika lastfall som analyserades i det här projektet har restspänningarna liten inverkan. Däremot visar det sig att utmattningslivslängden minskar kraftigt om man tar hänsyn till varierande lokala materialegenskaper.

Trots gjutindustrins stora möjligheter att gjuta komplicerade detaljer i sandgjuten aluminium finns ännu idag problem med att gjuta de enklaste geometrier. En enkel geometri kan till exempel vara en platta, cylinder eller något som har stora plana ytor utan geometriförändringar och ofta en relativt tunn väggtjocklek (låg modul). Det finns också andra typer av enkla geometrier såsom klot eller någon annan typ av komponent med liten area i förhållande till sin volym (hög modul). För att nå kvalité i sin gjutna komponent är en grundförutsättning att använda en så ren smälta som möjligt En av de viktigaste riktlinjerna att följa är att hålla smältans hastighet låg. För aluminium är det cirka 0,3 m/s för att inte orsaka turbulens i smältan. Gjutsimulering är ett bra (och ibland nödvändigt) verktyg för att stödja och utvärdera beredningen. Med hjälp av simulering kan många av defekttyperna minimeras eller undvikas helt. En enkel platta togs fram och gjutsimulerades för att illustrera gjutfenomen. Stelningsförloppet är fundamentalt. Ett riktat stelnande där detaljen, efter inlett stelnande, riktat stelnar genom detaljen mot eventuella matare. Även en fiktiv kon simulerades och bland annat problematik med mötande smältfronter blev tydlig. Även för enkla geometrier krävs en god beredning. Följande punkter bör tas i beaktning:  Smältans hastighet bör inte överstiga 0,3 m/s och ska inte överstiga 0,5 m/s.  Orientering av gjutsystem. o Lägg gjutsystemet så den större delen av gjutgodset hamnar relativt lågt och minimera höjden. Placera öppna ytor nedåt  Delning o Placera delningsplanet så lågt som möjligt i förhållande till gjutgodset och genom den största tvärsnittsarean i gjutgodset  Matare o Undvik i första hand matare om möjligt. Följ annars anvisningar för matning  Expanderande system o Använd expanderande ingjutsystem. I ett expanderande system ökar areorna genom ingjutsystemet och håller smältans hastighet låg  Stigande fyllnad o En stigande fyllnad ger ett lugnt formfyllnadsförlopp utan onödig turbulens i smältan  Nedlopp o Nedloppet styr metalflödet genom gjutsystemet. Höjden styrs av gjutgodset och eventuell toppmatare  Inlopp o Inloppen bör sitta mot tjockare sektioner på godset. Lägg inloppen i flödesriktningen för att undvika erosion och turbulens. Flera inlopp kan användas för att minska risken för oönskade värmecentra  Skapa ett riktat stelnande och håll matarvägar öppna  Undvik stora plana horisontella ytor, luta formen vid behov  Var vaksam mot mötande smältfronter. Kan komponenten gjutas stående?  Gjutsimulera o Gjutsimulera för att göra rätt från början För övrigt bör även:  Gasinnehållet i smältan minimeras o Gjut inte med för hög temperatur o Tänk på fukten

Energiförbrukningen i ett gjuteri har naturligt en direkt koppling till hur mycket metall som smälts för gjutprocessen. Problemet med ofullständig formfyllnad leder till att det finns en minsta väggtjocklek som kan gjutas. Faktorer eller parametrar som påverkar flytbarheten kan grovt delas in i a) metallurgiska variabler såsom kemisk sammansättning, övertemperatur/gjuttemperatur, latent värme, ytspänning, viskositet och stelningmekanism. Dessa storheter är alla kopplade till den specifika legeringen och andra delen är b) form/gjutvariabler såsom formmaterial och dess ytkarakteristik, delning och detaljplacering och förvärmning De riktlinjer som finns vid simulering av tunt gjutgods är att minst tre noder eller element ska finnas i den minsta väggtjockleken. Om det inte kan uppnås är det risk att simuleringsresultatet inte blir fysikaliskt och därmed missvisande. Fler element är (ur resultatsynpunkt) dock bara positivt. Vid gjutsimulering har följande parametrar stor påverkan på simuleringsresultatet:  Värmeövergångstalet mellan form och smälta  Formmaterialets värmeledningsförmåga  Väggfriktionen  Viskositetens temperaturberoende  Den specifika legeringens stelningskurva Vid tunnväggiga sektioner kan även små geometriska avvikelser ha stor effekt. Viktiga punkter är:  Beredningsmod; att våga utnyttja process och maskin maximalt  Variationer vid hopläggning av form, flaska och kärna  Processvariationer i black, maskindesign och krympning Gjutning av tunnväggiga komponenter ställer högre krav på gjutprocessen än traditionell gjutning. Processfönstret är betydligt snävare och även små variationer i processen kan ge stort utslag på det slutliga gjutna resultatet. Framtida arbete kan vara att trimma in gjutsimuleringsprogram mot specifika legeringar för att avgöra om skillnaden i flytbarhet mellan eutektisk legering och legering med långt stelningsintervall kan påvisas virtuellt. Undersökningar visar att skothalten har stor påverkan, hur hanteras det? Under vilka former kan måttkedjan mätas och förbättras?

Många segjärnskomponenter är idag överdimensionerade på grund av bristande kunskap kring hur tunt segjärngjutgods ska produceras. Idag ligger stort viktfokus inom många branscher, speciellt då inom fordonsbranschen. Då kunskapen kring att gjuta segjärnet tunt är bristfällig blir konsekvensen vanligen att byta material (till exempel aluminium) för att reducera vikt. Då förloras många av segjärnets goda mekaniska egenskaper såsom hållfasthet och brottförlängning. Den största utmaningen vid gjutning av tunt segjärnsgjutgods är att undvika karbidurskiljning (vitt stelnande) på grund av den höga stelnings- och svalningshastighet som uppkommer. Formfyllnaden blir av samma anledning också försvårad. Ett antal prov göts i en testgeometri som bestod av ett tunnväggigt rör. Proven visade olika parameters påverkan på fyllhöjden i röret. Väggtjockleken visade sig naturligt vara en av de parametrar som påverkade allra mest. Kol- och kiselhalt visade mindre effekt på fyllhöjden. Mikrostrukturen i ett antal rör studerades och det kunde ses ett samband mellan den höga stelnings- och svalningshastigheten och karbidbildning samt nodultäthet. Det noterades också att karbidbildning och nodultätheten varierar genom röret. Detta antas bero på att formmaterialet värms upp av den passerande smältan och blir mer isolerande. Det kan även bero på att foten på röret bidrar med värme till den närmaste omgivningen och därmed bromsar stelning och svalning. Provgjutningarna i röret användes som indata för att trimma in gjutsimuleringsprogrammet ProCast. Det intrimmade programmet användes sedan för att gjutsimulera projektets reella komponent, ett cylinderskydd från Indexator AB. Simuleringen visade att det skulle bli en problematisk gjutning med stor risk för kallflytningar. En provgjutning bekräftade resultatet. För att minska karbidbildningen krävs mer utredning kring hur smältans kemiska sammansättning och ympprocessen påverkar segjärnets mikrostruktur vid tunnväggig gjutning. Försök bör också göras med ökad isolation i formmaterialet för att sänka stelnings- och svalningshastigheten. Formfyllnad vid tunnväggig gjutning är idag möjlig att simulera med tillfredställande noggrannhet. Dock behövs mer kunskap kring samspelet mellan smälta och form. Gravitationsgjutning av tunna sektioner är ett relativt snabbt förlopp där värmeövergångstalet och värmeledningsförmågan hos formsanden är faktorer som påverkar i hög grad.

Att använda filter har blivit en accepterad metod för att förbättra kvalitén hos gjutgods. Undersökningar visar att användning av filter kan bland annat öka skärbarheten och höja utmattningsprestandan hos gjutna komponenter. Filter har generellt två funktioner. Den första är att filtrera smältan från inneslutningar och andra oönskade partiklar. Funktion två är att bromsa smältan för att undvika höga hastigheter och därmed turbulens i smältan. För att se filtrets påverkan på gjutningen i en simulering användes ett befintligt gjutsystem med filter. Avsikten med försöken var att under identiska förhållanden prova olika filter och filterlöst gjutsystem.  Simulering med keramiskt skumfilter 10ppi  Simulering med keramiskt skumfilter 20 ppi  Simulering utan filter Fysiska försök har gjorts med Contact time metoden. Detta för att utvärdera filtrets påverkan på formfyllnadsmekanismen. På grund av mättekniska skäl blev resultaten intetsägande men metoden som sådan visar potential. Filter har påverkan på flödet då de används i en gjutsimulering. Filtret åstadkommer en trycksänkning som ger ett mer harmoniskt flöde. Det blir en tydlig skillnad då flödet betraktas över tid och i diagramform istället för momentana bilder på smältans hastighet. Metoden kan utvecklas för att bli ett snabbt och smidigt sätt att utvärdera ett gjutsystem med avseende på smälthastighet och turbulens vid kritiska tvärsnitt såsom änden på ingjutkanaler etc. Framtida arbete är  Nya försök med contact time metoden för att ytterligare bekräfta filtrets påverkan på flödet  Undersöka andra metoder för att via simulering utvärdera filter  Andra försök för att försöka fastställa filtrets påverkan på gjutsystemet

Att använda filter har blivit en accepterad metod för att förbättra kvalitén hos gjutgods. Undersökningar visar att användning av filter kan bland annat öka skärbarheten och höja utmattningsprestandan hos gjutna komponenter. Filter har generellt två funktioner. Den första är att filtrera smältan från inneslutningar och andra oönskade partiklar. Funktion två är att bromsa smältan för att undvika höga hastigheter och därmed turbulens i smältan. För att se filtrets påverkan på gjutningen i en simulering användes ett befintligt gjutsystem med filter. Avsikten med försöken var att under identiska förhållanden prova olika filter och filterlöst gjutsystem.  Simulering med keramiskt skumfilter 10ppi  Simulering med keramiskt skumfilter 20 ppi  Simulering utan filter Fysiska försök har gjorts med Contact time metoden. Detta för att utvärdera filtrets påverkan på formfyllnadsmekanismen. På grund av mättekniska skäl blev resultaten intetsägande men metoden som sådan visar potential. Filter har påverkan på flödet då de används i en gjutsimulering. Filtret åstadkommer en trycksänkning som ger ett mer harmoniskt flöde. Det blir en tydlig skillnad då flödet betraktas över tid och i diagramform istället för momentana bilder på smältans hastighet. Metoden kan utvecklas för att bli ett snabbt och smidigt sätt att utvärdera ett gjutsystem med avseende på smälthastighet och turbulens vid kritiska tvärsnitt såsom änden på ingjutkanaler etc. Framtida arbete är  Nya försök med contact time metoden för att ytterligare bekräfta filtrets påverkan på flödet  Undersöka andra metoder för att via simulering utvärdera filter  Andra försök för att försöka fastställa filtrets påverkan på gjutsystemet

Lamellar graphite cast iron was investigated with carbon equivalents varied between CE = 3.4 and 4.26, cast at various cooling rates between 0.195 and 3.5 °C s-1 covering the limits used for technical applications in the production of complex-shaped lamellar graphite cast iron. Registered cooling curves displaced in two positions in the casting were used to predict the solidification and microstructure formation mechanisms. The predicted volume fraction of primary austenite was compared with the fraction of primary austenite measured on colour micrographs with the help of image analyses. A good correlation has been obtained for medium and slow cooling conditions, while a less good correlation at fast cooling condition was attributed to the used protective environment to preserve thermocouples. The observed fraction and the predicted fraction of primary austenite were in good correlation and followed a consequent variation dependent on the carbon equivalent. Furthermore, the quality of the prediction was dependent on the used numerical algorithm involving cooling information from either one or two thermocouples.

Primary austenite has been underestimated in general when the theories of nucleation, solidification, microstructure formation and mechanical properties were established for cast iron and particularly for lamellar cast iron. The present work aims to investigate the primary austenite morphology of as cast samples of a hypoeutectic lamellar cast iron produced with different cooling rates. Morphological parameters as the area fraction primary austenite, the secondary dendrite arm spacing, the dendrite envelope surface, the coarseness of the primary dendrite expressed as the relation between the volume of the dendrite and its envelope surface and the coarseness of the interdendritic space also known as the hydraulic diameter are measured. Furthermore, the role of the size of the investigation area is revealed to be sequential investigation. A strong relation between all measured morphological parameters and the solidification time has been established, except the volume fraction of primary austenite, which is constant for all cooling conditions. 

För närvarande deponeras en betydande mängd av de svenska gjuteriernas bentonitbundna överskottssand. Detta är en resurs som skulle kunna utnyttjas av gjuterierna men det kräver då att sanden renas från bentonit, kolhaltigt material och övriga finkorniga partiklar. I Swerea SWECAST rapporten ”2012-001 Från råsand till kärnsand” visas att det numera finns lovande teknik för att åstadkomma detta. I en framtida rening av bentonitbunden sand för återanvändning som ny sand i gjuterier kommer det att genereras ganska stora stoftmängder. Ur såväl ekonomisk som miljömässig hänseende bör detta stoft resursutnyttjas på ett effektivt sätt för att sandreningen skall utgöra ett rimligt alternativ. Denna rapport visar på ett möjligt användningsområde där stoftet utnyttjas som en aktiv tillsats till annan sand (ex. överskottssand från gjuterier) som sedan används i anläggningsändamål för utfyllnader inför framtida byggnation av ex. industrilokaler eller köpcentra. Resultaten har tagits fram genom laboratorieundersökningar med olika inblandningsnivåer för att få svar på frågorna hur mycket stoft som behöver tillsättas för att uppnå tillräcklig täthet i formsanden och hur mycket stoft kan maximalt tillsättas med bibehållna hanterings- och hållfasthetsegenskaper. Det visade sig att med 20 % inblandning av stoft fås en täthet som är fullt tillräcklig och som dessutom med marginal uppfyller de krav som exempelvis finns för tätskikt på deponier. En ökad tillsats torde ge ett ännu tätare material. Detta har emellertid inte verifierats inom ramen för denna studie. En utfyllnad med låg permeabilitet är även positivt med hänsyn till eventuell risk för urlakning av oönskade ämnen från fyllnadsmaterialen. Några laktester har inte genomförts inom ramen för denna undersökning. Erfarenheter från detta finns emellertid redovisade i andra rapporter från Swerea SWECAST. [1] [2] En ökad stofttillsats visade sig dessutom ytterligare förbättra de geotekniska egenskapena hos formsanden. Upp till 50 % stoftinblandning undersöktes med positiva resultat. Det är mycket positivt att processfönstret över möjlig stoftinblandning är såpass stort (20 – 50 %) vilket möjliggör en enkel styrning av tillsatser utan risk för negativa effekter på vare sig hanterbarhet, hållfasthet eller permeabilitet.

Denna rapport är en kompletering till det examensarbetet som genomfördes under 2011 vid Swerea Swecast med studenter från Jönköpings Tekniska Högskola, avdelningen för Maskinteknik, Christian Liliegård och Per Söderlind. Arbetet är gjort inom ramen för projektet IPK 214 Värmeledning i sandform. I projektet har simulering och gjutförsök gjorts med en cylinder Ø100 x 350 mm gjuten i EN 43100 i en furanbunden sandform. Resultaten påvisar svårigheten att simulera rätt första gången vid gjutning i ett kapilärt poröst system i form av en sandform. Det går dock att variera flera parametrar i databasen hos NovaFlow&Solid för flödes- och stelnings-simuleing och uppnå ett resultat som är tillfredsställande. I denna rapport har det latenta värmet varierats för att uppnå en temperaturkurva så lik den verkliga som möjligt. Jämförelse har gjorts mellan standardinställningar och justerade inställningar. En Ökning av det latenta värmet från 339 kJ/kg till 500 kJ7Kg flyttade temperaturkurvorna åt höger i diagrammet till en nästan fullständig matchning. Sugningsbilden med standardinställningar stämde inte överens med verkligt utfall varför ett stort antal stelningssimuleringar genomfördes för att visa hur olika parametrar påverkar var sugningsbilden hamnar.

Värmekameror har börjat användas allt mer i branschen och genom dem kommer även nya möjligheter. I detta projekt har syftet varit att utvärdera möjligheten att använda värmekamera för att styra formsmörjningen av pressgjutverktyg. Formsmörjningens primära syfte är att tillsätta släppmedel på verktyget men sekundärt används den till att sänka verktygets yttemperatur. En jämnare verktygstemperatur innebär att verktyget klarar fler skott vilket sänker produktionskostnaden. Idag bygger tillsättningen av smörjmedel över verktygsytorna oftast på erfarenhet och provmätningar. I projektet har en fast monterad värmekamera använts tillsammans med en fristående mjukvara som kommunicerat med maskinutrustningen för att få en momentan styrning av smörjningen. Resultatet av de genomförda testerna har visat att utrustningen verkligen har styrt mängden släppmedel vilket kunde följas i loggen över verktygstemperaturen. Det positiva resultatet innebär att det blir ett fortsättningsprojekt nästa år som innebär en fördjupning för att komma närmare en industrialisering.

Oförstörande provning (OFP) av gjutgods utförs idag främst i laboratioriemiljö. För att säkerställa att rätt kvalitet är uppnådd används dessutom en hel del förstörande provning. Vid både laboratoriekontroll och förstörande provning innebär det att resultatet erhålls sent i produktionskedjan och ofta på detaljer som inte levereras till kund. Kostnaden för produkter som kasseras sent i produktions-kedjan är en viktig faktor både internt och ur kundens synvinkel och kraven framåt kommer med all sannolikhet att öka kraftigt. Syftet med projektet har varit att hitta OFP-metoder för detektering av defekter och grafitstruktur som kan byggas in i produktionskedjan så tidigt som möjligt och utföras automatiserat eller semiautomatiserat. Av den stora mängden OFP-metoder som är inventerade finns en som bedömts ha potential att byggas in i en produktionslina och klara av att detektera efterfrågade defekter och strukturer, nämligen resonansprovning. Ett test av en resonansprovningsmetod har genomförts med intressant resultat. Slutsatsen är att det bedöms finnas stora möjligheter med att använda denna metod för detektering av defekter men för att mer detaljerat kunna definiera bland annat gränserna för vad den klarar krävs en fördjupad studie.

Standardiserat arbetssätt, STDA, är en av grundstenarna inom modern Produktionsutveckling. Nivån på STDA är resultatet av det grundläggande produktionstekniska arbetet, som i sin tur lägger grunden för den pågående produktionen. STDA ska enkelt uttryckt beskriva det just nu bästa arbetssättet, eller metoden, som är gemensam för alla på arbetsplatsen för att uppfylla de krav som finns på produkten. Metoden har varit känd länge men vår bedömning är att implementeringsgraden är förhållandevis låg inom pressgjuteriindustrin. Syftet med arbetet har varit att få fram förbättringspotentialen med att införa standardiserat arbetssätt och vilka mjuka parametrar som sätter förutsättningarna för en lyckad implementering. I projektet har studierna fokuserat på att följa omställningar av pressgjutmaskiner samt intervjuer av de personer som påverkar en omställning direkt eller indirekt. Resultatet av studierna visar på många potentiella förbättringsområden som skulle vara möjliga att arbeta med om STDA infördes. Mest påtagligt är en bättre utnyttjandegrad i produktionen och en bättre utveckling av de mänskliga resurserna som i sin tur sänker omställningstiden. Resultatet av sådana förbättringar skapar möjligheter för produktionen att genom ökad flexibilitet möta kundbehov med kortare framförhållning utan att höja lagernivåerna.

This paper investigates the effects of graphite added as a conditioner, of lanthanum containing nodulariser and of pouring temperature on the formation of shrinkage porosity in ductile iron casting with a eutectic composition. In this experiment for each heat the cooling curves were recorded by the use of Quick-Cups (thermal analysis cups) and different solidification parameters such as TElow, GRF1, GRF2 and TS were calculated and compared with the porosity which was found from the microstructure examination. The results show that there is a good correlation between the amount of the shrinkage formation and the thermal analysis values. Also this experiment confirms that by using certain treating elements and pouring temperature which was between 1340-1350°C it is possible to eliminate the shrinkage defects in ductile iron castings without using feeders.

Denna livscykelanalys har gjorts inom FFI-projektet Enviroman och har som mål att jämföra miljöpåverkan för olika alternativ för hantering av bentonit-innehållande formsand, dels ur en gjuteriägares perspektiv och dels ur en deponiägares perspektiv. Studien är tänkt att användas som underlag vad gäller miljöpåverkan för gjuterier som överväger att investera i en återvinningsanläggning samt för deponiägare som överväger att använda bentonitinnehållande formsand som tätskikt. Sex olika alternativ för hantering av formsanden har studerats: 1 Återvinning av använd formsand till kärnsand (gjuteriägarens perspektiv). 2 Användning av jungfruliga råvaror för tillverkning av den mängd kärnsand som skulle kunnat återvinnas i alternativ 1 samt deponering av använd formsand (gjuteriägarens perspektiv). 3 Användning av formsand som tätskikt vid sluttäckning av deponier. Här ingår hela tätskiktet, alltså även en plastmatta av polypropen (PP). Även användningen av jungfruliga råvaror för tillverkning av den mängd kärnsand som skulle kunnat återvinnas i alternativ 1 ingår (gjuteriägarens perspektiv). 4 Användning av formsand som tätskikt vid sluttäckning av deponi. Här ingår hela tätskiktet, alltså även en plastmatta av polypropen (deponiägarens perspektiv) 5 Användning av bentonitmatta som tätskikt vid sluttäckning av deponier (deponiägarens perspektiv) 6 Användning av bentonitstoft från återvinningsprocessen som del av tätskikt för sluttäckning av deponier (deponiägarens perspektiv). Resultaten visar att återvinningsalternativet är det som för en gjuteriägare är bäst ur miljösynpunkt. Vid återvinning finns även potential att återvinna bentonit ur stoftet, vilket skulle innebära en besparing av miljöpåverkan från brytning och processning av bentonit till formsandsframställning. För deponiägaren blir det mest fördelaktigt att använda bentonitstoft från återvinningsprocessen som en del av tätskikt vid sluttäckning, men för de övriga två alternativen är resultaten mer skiftande. Detta innebär att för vissa miljöpåverkanskategorier har formsandsalternativet högre miljöpåverkan än bentonitmatta medan det i andra miljöpåverkanskategorier är tvärtom. Här har transportavståndet mellan gjuteri och deponi en stor inverkan på slutresultatet.

Metal matrix composites (MMC) are materials which combine a metallic matrix with ceramic reinforcements in the form of fibers, particulates or flakes. There is one supplier of MMC castings in Sweden providing brake discs in aluminium for automotive industry. The material has the potential of replacing other heavier metals and thereby contributing to lower emissions in vehicles. The MACS project has aimed towards understanding the material and its imperfections, as well as finding other viable casting methods and examine the machining parameters since the particles aggravates cutting operations.

This report is a sub project report of a larger project at Swerea SWECAST between 2010 and 2013. The project name is HighT - "Development of High Technology Castings" Within the sub-project the aim was to cast mix materials. In one part of the project, the combination was manganese steel and tool steel. In that part there has been casting trials at Scandinavian Foundry School in Jönköping. In another part of the projet, the combination of different metallic material was white iron and low alloyed steel. In the case with white iron and low alloyed steel a special designed tooth for excavators were designed and cast together with low alloyed steel. The project team is pleased with the results but there are still some questionmarks to straighten out. Hopefully they can be sorted out in a continuation of the project.

Denna rapport sammanfattar resultaten från projektet “OPTimised Yield casting ProcEss” (OPTYPE). Projektet som finansierats av Energimyndigheten är en fortsättning på projektet ”Energisnål gjut- och formningsprocess”. Projektet syftar till att vidareutveckla och industrianpassa den gjutteknik som togs fram i det första projektet. Första delen i projektet har varit att färdigställa den pilotanläggning som i slutet av det föregående projektet installerades på Skandinaviska Gjuteriskolan. Det gäller främst skyddsgaller, säkerhetsbrytare och andra olika säkerhetsfunktioner som byggts in i utrustningen för att säkerställa att inga skador kan ske vid gjutning. I projektet har det utvecklats och installerats en helt ny tryckstyrningsutrustning. I det första projektet användes en enkel flödeskontrollerad tryckstyrning. Det i projektet framtagna styrsystemet är numera digitalt och styr mot det aktuella övertrycket inne i ugnen. På så vis är inte längre gasexpansionen något som användaren behöver ta hänsyn till. Det arbetades med en articifiell komponent som togs fram inom projektgruppen. Syftet med komponenten var att den skulle representera så många olika typer av gjutgods som möjligt samt genom olika tjocklekar generera olika typer av mikrostruktur och egenskaper. Jämförelser mellan det tryck som matats in och det tryck som uppmätts visar på att utrustningen läcker något varvid någon aktiv avluftning inte krävs. Läckaget motsvarar ungefär sex procents tryckförlust. Resultaten från projeket visar att potentialen med tekniken att gjuta underifrån är stor. När nu möjligheten finns att styra trycket digitalt är inte steget lika långt till riktig produktion. I projektet gjordes även enklare jämförelser på utbytet mellan två komponenter, där visade OPTYPE på en 12% förbättring.

Despite the increased usage of pearlitic compacted graphite iron (CGI) in heavy vehicle engines, poor machinability of this material remains as one of the main technical challenges as compared to conventional lamellar iron. To minimise the machining cost, it is believed that solution-strengthened CGI material with a ferritic matrix could bring an advantage. The present study focuses on the effect of solution strengthening of silicon and section thickness on tensile, microstructure and hardness properties of high-Si CGI materials. To do so, plates with thicknesses from 7 to 75 mm were cast with three different target silicon levels 3.7, 4.0 and 4.5 wt%. For all Si levels, the microstructure was ferritic with a very limited pearlite content. The highest nodularity was observed in 7 and 15 mm plate sections, respectively, however, it decreased as the plate thickness increased. Moreover, increasing Si content to 4.5 wt% resulted in substantial improvement up to 65 and 50% in proof stress and tensile strength, respectively, as compared to pearlitic CGI. However, adding up Si content to such a high level remarkably deteriorated elongation to failure. For each Si level, results showed that the Young’s modulus and tensile strength are fairly independent of the plate thickness (30–75 mm), however, a significant increase was observed for thin section plates, particularly 7 mm plate due to the higher nodularity in these sections. 

Enhanced production and post production techniques and materials optimisation, performed in the project “HighT – Development of High-Technology Castings, have enabled production of cast components with improved mechanical and wear properties as well as lower weight and less variation in properties. Within the project three important fields have been studied; High-Strength Cast Iron, Lightweight Components and Combining materials though casting. The results from the work with High-Strength Cast Iron have enabled production of solution hardened castings with both thin and tick wall sections. By enhanced production of molds and cores, the spread in component properties has also been reduced. Within the work regarding Lightweigt Components, the microstucure and pore content levels have been related to mechanical strength. Also, methods for modelling of residual stresses have been proposed. By combining casting simulation and casting trials, the work related to New Technologies has resulted in an technoque for combining different materials thorugh casting. With this technique, it is possible to produce components with better wear properties than found in today’s wear parts.

Inom projektet har ett strategiskt samarbete inom formteknikområdet mellan Swerea SWECAST och JTH etalblerats och en affärsplan för fortsatt samverkan har tagits fram. I projektet har också ett råsandsnätverk etablerats.

I detta arbete studerades egenskaper hos råsand, och hur dessa egenskaper påverkas av förändringar i råsandens sammansättning. Laboratorieblandningar av råsand med varierande bentonithalt, sothalt och fukthalt tillverkades och egenskaperna mättes. Försök till kvantifiering av förändringarna gjordes också. Utvärderingen visar att en ökande fukthalt verkar positivt på värdena av packningstal, råtryckbrottgräns, våtdragbrottgräns och permeabilitet. En ökande bentonithalt verkar positivt på råtryckbrottgräns, dubbel skjuvbrottgräns och våtdragbrottgräns, men negativt på volymvikt. En ökande sothalt verkar inte positivt på någon av de uppmätta egenskaperna, men negativt på råtryckbrottgräns, våtdragbrottgräns, volymvikt och permeabilitet.

I detta projekt var syftet att kartlägga hur situationen ser ut för system för formbindemedel utan innehåll av organiska ämnen, speciellt för järngjuterier. Något sådant bindemedel finns inte på marknaden, varför faktainsamlingen utfördes i form av intervjuer med representanter för företag som utvecklar nya bindemedel. Det är sannolikt långt kvar tills det finns ett fungerande system på marknaden. Den produkt som idag verkar vara närmast att släppas på marknaden är inte anpassad för järngjutning och inte fullständigt oorganisk; där används en organisk ester för härdningen.

Denna raport redovisar ett försök där en produkt av gråjärn göts i en furanform, formad i en liten lättviktsflaska tillverkad av komposit. I försöket ingick momenten formning, gjutning, avsvalning och godsurslagning. Syftet var att utvärdera hur denna lättviktsflaska i komposit kan fungera i en verklig gjutprocess. Inga problem uppstod vid formningen i lättviktsflaskan. Vid gjutningen började flaskan brinna med öppen gul låga, varvid en stark och skarp lukt av bränd plast kändes. Elden släcktes enkelt med sand. Vid urslagningen av godset återkom den skarpa lukten från formen. Lättviktsflaskan kontrollerades efter försöket. Den var fläckvis bränd och på något ställe hade fibermaterialet frilagts efter att polymermatrisen förbränts. Det ansågs inte vara möjligt att återanvända flaskan för tillverkning av en ny form. Denna typ av lättviktsflaska bedömdes vara olämplig att använda i gjutprocessen.

Denna rapport sammanfattar arbetet i det medlemsfinansierade projektet Skyddsgaser för magnesium. Vid gjutning av magnesium krävs en skyddande atmosfär i ugnen då smält magnesium reagerar kraftigt med syre, oxiderar och börjar brinna. Denna skyddande atmosfär består idag av en skyddsgas. Man har tidigare använt svavelhexafluorid, SF6, men pga dess höga GWP (Global Warming Potential) krävs en alternativ gas. Efter övergång till SO2 har två svenska gjuterier fått häftiga reaktioner i ugnen vid underhåll, som har lett till olyckor. I kontakt med australiensiska forskare har vi hittat en teori bakom reaktionerna i ugnen, den s.k. ”Sulphur dome effect”. I projektet har vi även sammanfattat information om alternativa gaser samt teknologier som minskar oxidationen hos magnesium så att användning av skyddsgas kan minimeras.

Föreliggande arbete kan utgöra kunskapsbas för samarbetet mellan beställare och producent av kvalificerat gjutgods. Materialet foukserar på stål men principerna är likartade även för andra typer av gjutgods. Avgörande för slutresultatet att tillverkaren släpps in på ett tidigt stadium i konstruktionsprocessen. Att designa för gjutgods och inte konvertera till gjutgods är nödvändigt för att nå ett optimalt resultat. Komplexiteten i en korrekt beställning exemplifieras, varvid slutsatser kan dras rörande fördelarna med användandet befintliga väletablerade standarder.

Simulering som verktyg för utveckling, tillverkning och provning av produkter i avancerade material är en stor och betydande del av Swereas ordinarie verksamhet. Swerea Virtual Lab är ett fokusområde inom Swerea AB. Swerea Virtual Lab är en kraftsamling för att hjälpa industrin att utöka sin virtuella produktutveckling. Swerea Virtual Lab är en unik samarbetspartner genom sin storlek, kompetens, materialbredd och förmåga att generera indata till beräkningsmodell, genomföra simuleringar och verifiera resultat i laboratorieskala. Swerea Virtual Lab är ett välkänt begrepp, en prioriterad samarbetspartner och den självklara forskningspartnern i EU projekt och i industriella utvecklingsprojekt i Europa och Sverige. Swerea Virtual Lab kännetecknas av tydlig kontaktstruktur, transparent process, hög kvalité och hög leveranssäkerhet. Swerea Virtual Lab vänder sig till alla branscher som har ett intresse av virtuell produktutveckling.

Vid konventionell simulering av pressgjutning idag modelleras en så kallad puck/tablett som motsvarar kolven i framskjutet läge. Då simuleringen inleds strömmar smältan på ett idealt sätt ut ur pucken/tabletten och in i gjutsystemet. Momentet i skottkammaren simuleras alltså inte och det är en förenkling som medvetet görs. Projektet fokuserar till större del på hur smältan beter sig innan 2:a fasen och söker parametrar som styr processen före 2:a fasen, som är relevanta för kvalitén och på slutkomponent. Praktiska försök utförs för att finna samband mellan simuleringsresultat och processparametrar som används fram till 2:a fasen. Virtuella försök utförs för att hitta generiska samband mellan komponentkvalité och processparametrar som styr pressgjutningen före 2:a fasen. I de virtuella försöken ses att andelen stelnat material ökar med ökad fördröjning och beror minst på fyllnadsgraden. Projektet har genom virtuella försök visat hur komponent kvalite påverkas av hur smältan beter sig innan 2:a fasen, dock så lyckas inte projektet med detta i de praktiska försöken.

Rensning av gjutgods är trots ökande mekanisering fortfarande ett nödvändigt processteg för att avlägsna ingjutssystemet, matare och grader uppkomna vid partytor och kärnanvisare. Rensningsarbete utförs till stor del manuell med tunga arbetsmoment och en tuff arbetsmiljö. Det används maskiner, handhållna och i stativ, som är energikrävande. Rensning av gjutgods är därför en ganska stor del av den totala framställningskostnaden.  Projektet tar fram en sammanställning över svenskt och utländskt material som behandlar rensningsförebyggande åtgärder.  Projektdeltagare samlas i en workshop för identifiering av hinder för ett rensningsförebyggande arbete med komponentval och en processgenomgång.  Material tas fram för artikel till tidskrift och för utbildning. Resultatet av arbetet på workshop gav att rensningen i princip kunde elimineras på studerade komponenter vilket står för 15-20% av totalkostnaden. Konstruktion, inköp, gjuteri och bearbetning har möjlighet att tillsammans minimera rensningbehovet med motivet att totalkostnad för komponenten minimeras.

Denna rapport är en sammanställning av det arbete som gjorts i projektet G834P, ”Termisk balans i pressgjutverktyg”. Projektet är en fortsättning på tidigare arbeten, G765P och G813P, som gjorts inom termisk balans. Ett pressgjutverktyg är en stor investering som måste göras och kan livslängden förlängas leder det till stora besparingar för företagen. Största orsaken till den begränsade livslängden hos pressgjutverktyg är de stora temperaturväxlingarna verktyget utsätts för. Livslängden beror framför allt på kylningen och inte på uppvärmningen. För att få ökad produktivitet och ökad livsläng på verktygen måste optimal cykeltakt kunna bestämmas för varje enskilt verktyg. Målet med projektet har varit att kunna bestämma en optimal cykeltid för att nå ett optimalt produktionsutfall och på så sätt öka verktygslivslängden. Syftet är att hitta en jämvikt där mängden tillförd energi är lika stor som mängden bortförd energi för varje skott. I detta projekt har detta mål inte nåtts fullt ut men ett viktigt delmål har nåtts. En beräkningsmodell som tar hänsyn till de temperaturlaster som uppstår vid pressgjutning har tagits fram. Med hjälp av denna modell kan man gå vidare för att optimera cykeltid. Förutom simuleringar har även åtta olika värmebehandlingars inverkan på verktygsytan utvärderats okulärt. En förstudie kring formsmörjning med hjälp av värmekamera har också genomförts.

The highest odour emissions (ouE/h) at iron foundry were measured at the beginning of the cooling line (MP2: FA119) and at the filter of sand reclamtion (MP4: PA8, PA9) and The total odour emissions at iron foundry were 1 748 978 483 ouE/h. The total odour emission in 2012 was 86 305 ouE/h/produced ton.

While the potential for improved energy efficiency in industry is large, deployment of measures is often inhibited by a number of barriers. In order to overcome these barriers, a number of energy end-use policies is functioning in Sweden, the two largest being a Voluntary Agreements (VA) for energy-intensive industry, an energy audit program, and in addition, various energy manager networks for improved energy efficiency. While the two former have been evaluated and are well-known, the Swedish energy efficiency networks have so far neither been presented nor evaluated previously. The aim of this paper is to present the current Swedish energy efficient network, and their role in the energy policy mix from a theoretical viewpoint. The Swedish energy network, Energiintensiven consisting of about 100 companies from the major electricity-intensive sectors is administrated by the Swedish Energy Agency. Participating companies are all part of the Swedish VA, the PFE. In addition the aluminum companies have an energy network (GeniAl), one network is functioning among Swedish saw mills (EESI), as well as there is a network in the iron- and steel industry ENET-Steel. Results of the paper show that despite the low emphasis on networks as a part of the policy mix, the networks have an important role in overcoming barriers to energy efficiency among the participating companies.

Bakgrunden till detta projekt är ett behov av samlat underlag som ska underlätta när man vill byta material i komponent. Framför allt konvertering av detaljer till gjuten aluminium från annat material och andra tillverkningsprocesser. Förhoppningen är att konverteringshandboken ska bidra till ökad användning av aluminium inom Svensk industri. Syftet med denna skrift är tänkt att ge en överblick över områden som är viktiga att tänka på vid val av material, specifikt för gjutna aluminiumdetaljer. Det är viktigt att denna kunskap finns samlad och är lättillgänglig för att underlätta konvertering. Målgruppen för konverteringshandboken är i första hand konstruktörer inom svensk industri, främst fordons- och verkstadsindustri. Ett mål för detta projekt är att identifiera minst 10 specifika ”kunskapsgap” som är viktiga att ta hänsyn till vid konvertering av en komponent till gjuten aluminium Användningsområdet för aluminium är mycket stort och fördelarna med materialet är många. För att kunna dra nytta av fördelarna är det viktigt att som konstruktör ha god kännedom om materialets egenskaper, fördelar och begränsningar. Om man som konstruktör väljer gjutning som tillverkningsmetod och aluminium som material så har man stor frihet i utformningen av sin detalj.

Odlade organogena jordar står för en betydande del av Sveriges utsläpp av växthusgaser. Att minska dessa utsläpp är mycket intressant och en möjlig åtgärd skulle kunna vara att höja grundvattenytan. När vattenhalten ökar i torvjordar fås dock stora bärighetsproblem vilket innebär att man inte kan använda tunga jordbruksmaskiner på dessa jordar. Sveriges gjuterier lägger varje år 77 000 ton sand på deponi, något som kan bli kostsamt om de i framtiden inte längre skulle vara befriade från att betala deponiskatt. Ett möjligt användningsområde för denna gjuterisand skulle kunna vara inblandning i torvjord då sandinblandning är en beprövad metod för att öka bärigheten i dessa jordar. På så sätt skulle man kunna höja grundvattenytan, vilket skulle minska koldioxidemissionen från dessa jordar, men ändå kunna fortsätta odla. Detta förutsatt att önskad effekt fås på bärigheten och att koldioxidemissionen inte ökar. I detta projekt undersöktes tre olika sandinblandningars effekt på bärighet och koldioxidemission från torv genom försök i labb och i fält. Koldioxidflöde och skjuvmotstånd mättes både i labb- och fältförsök. I fält mättes även spårdjup från cykel. De sandinblandningar som undersöktes var 13 %, 33 % och 46 %. Mätningarna i labb genomfördes på två olika dräneringsdjup, 20 och 40 cm. Cykelspårsmätningarna gav så osäkra resultat att det inte gick att dra några slutsatser utifrån dem. Skjuvtesterna i både labb och i fält visade att skjuvmotståndet ökade vid ökad sandinblandning vilket tyder på att bärigheten förbättrades. Koldioxidmätningarna i labb visade på en minskning av koldioxidemissionen när sand blandades in. Minskningen var ungefär lika stor för samtliga sandinblandningar. I resultaten från fältförsöken syns en kraftig ökning av koldioxidemission när gjuterisand blandats in, vilket berodde på att den sura torven reagerade med kalciumkarbonat i sanden. Den stora emissionen av koldioxid minskade efter ett par dagar och närmade sig efter en tid koldioxidemissionen för torv utan tillsats av gjuterisand. Då försöken i labb och i fält gav olika resultat är det svårt att dra någon riktig slutsats om vad som egentligen hände med koldioxidemissionen när torven blandades med gjuterisand. Inom tidsramen för detta experiment tyder dock inget på att koldioxidemissionen ökar på lång sikt.

Denna rapport utgör en del av det VINNOVA-finansierade projektet 360° i gjuteriindustrin – Tusen ögon för effektivt lärande och träning om arbetsmiljö, drivits av Swerea SWECAST i samarbete med Jönkping University. Projektet har syftat till att använda ny informationsteknologi för att utveckla en lätt tillgänglig pedagogisk demonstrator för gemensamt vuxenlärande i industriell miljö. Projektet har riktats mot gjuteriindustrins arbetsmiljöarbete, och kommer att ge möjlighet för fler yrkesaktiva att ta del i industrigemensamma workshoppar och kurser och i praktisk träning – på distans. Målet med projektet har varit att utveckla en pedagogisk demonstrator för distansworkshop baserat på interaktiva tekniker som möjliggörs av så kallad 360° filmteknik samt webbaserade tekniker för ökat lärande. Den virtuella 3D-modellen av försöksgjuteriet samt de filmade instruktionsfilmerna med traditionell respektive 360°-teknik har prövats och utvärderats i två olika forum, en undervisningssituation med studenter och en virtuell workshop med yrkesverksamma inom gjuterier. I båda fallen har filmerna och verktygen tagits emot mycket positivt och flera av de inblandade har uttryckt en vilja att ta del av fortsatt arbete på området. Såväl den virtuella 3D-modellen av försöksgjuteriet som arbetet med filmat material och virtuella workshops bedöms ha mycket stor potential. Ambitionen är att fortsätta utvecklingen av modell och arbetssätt i samarbete med företag, pedagoger och finansiärer.

Syftet med förstudien var att undersöka möjlig automatiserings- och digitaliseringsgrad för framställningen av 3D-printade sandformar och kärnor till svensk gjuteriindustri. Målet var att kartlägga och möta dess processbehov för att kunna tillämpa additiv tillverkning som ett integrerat processteg och därmed öka konkurrenskraften genom nya randvillkor för gjutna komponenter. Förstudien har visat potentialen i att identifiera befintliga automations- och digitaliserings-lösningar från andra teknikområden och applicera dessa på samtliga värdeskapande processteg i kärntillverkningen. Förstudien inleddes med en behovsinventering där samtliga deltagande gjuterier besöktes och förutsättningarna för additiv tillverkning i processen utvärderades. Det entydiga beskedet från denna inventering var att automation genom robotanvändning och digitalisering är en grundläggande förutsättning för att additiv tillverkning ska kunna införas fullt ut som produktionsmetod. Därefter definierades åtta diskreta processteg varav endast utskriften av kärnor i dagsläget är automatiserad. Dammsugning av lös sand och urplockning av printade komponenter behandlades i förstudien medan efterföljande processteg återstår. Under projektets gång har utvecklingen av en robotiserad hantering kunnat visas upp i Swerea SWECASTs testbädd för gjutna produkter i Jönköping liksom i filmad dokumentation i olika media.

17-4 PH and its cast equivalent Cb7Cu-1 are stainless precipitation-hardening steels with high strength and good corrosion resistance. Literature shows that the material properties can be tailored in detail by fine-tuning alloy composition and heat treatment. However, the result is also very sensitive to small changes in production environment. The goal of this literature survey has been to define which parameters are essential to make it possible to cast material involving extremely thin sections with d ≤ 1 mm. It has also taken into account the precipitation and hardening mechanisms of the material throughout the different process steps as well as possible means to analyze the resulting material. Additional theoretical calculations have been performed in order to suggest an optimized alloy for subsequent casting trials. The work has been performed within the CLEAN SKY project LEAN: Development of light-weight steel castings for efficient aircraft engines.

Formflaskor för metallgjutning utsätts för hårda prövningar i form av höga temperaturer, direktkontakt med smält metall, fysisk påverkan och i viss mån kemiskt aggressiva ämnen. De tillverkas normalt i stål, något som gör dem tunga och svårhanterade. Syftet med detta projekt var att utvärdera hur en lättare gjutflaska, tillverkad i komposit, fungerar genom gjutprocessen, vilka krav som ställs på material och utformning, och vilka positiva effekter en kompositflaska skulle ha på gjutprocess, kostnadsbild och arbetsmiljö. Projektet inleddes med att en kravspecifikation för applikationen togs fram. En gjutflaska av polymerkomposit tillverkades som demonstrator. Därefter utfördes praktiska försök och resultaten utvärderades. Redan vid kravställningen konstaterades att det aktuella materialet knappast skulle uppfylla kraven på värmetålighet. Trots detta genomfördes studien i syfte att ta fram och utvärdera en arbetsmetodik med det huvudsakliga målet att studera hur arbetsmiljön i gjuteriprocessen skulle påverkas genom användning av lättare gjutflaskor. Vid gjutförsöket visade sig såväl värmeresistens som mekanisk hållfasthet otillräckliga för applikationen. Den slutliga viktminskningen för flaska, form och gjutgods tillsammans uppskattades dock till 10-30%. Det bedöms därför finnas en viss potential i konceptet, men ett nödvändigt nästa steg är att definiera ett alternativt kompositmaterial med de definierade egenskaperna.