Sustainable Future Air Couplings for Environmental- friendly passenger cars

Kongsberg Automotive (KA) Raufoss, one of the Norwegian factories in the company, is the European market leader for air brake couplings for commercial vehicles. The background for the project was KA's objective of establishing a new program for couplings, produced in a new production system, aimed specifically at the passenger car market and air suspension. Wheel suspension with air springs enables increased comfort, better traction and increased security, as well as reduced emissions following less air drag through functionality like rising / lowering following driving pattern and road standard. Expected delivery in the project was a 100% secure and leak-proof coupling; produced in injection molded plastic composite; with reduced weight and positive environmental impact. Further, these couplings would be produced in a high-volume production system with digital traceability and quality control on all products. In addition to KA Raufoss (responsible partner), project participation includes R&D partners SINTEF Manufacturing, SINTEF Industry and NTNU Gjøvik. The first new product is finished based on customer specifications and demands. The R&D project has contributed to improve a robust development process at KA; KBD-NPI (Knowledge Based Development - New Product Introduction). The project has performed research and implemented visualization of machine status for several assembly machines with optimized vision-based quality control. This has helped engineers to set correct control limits, and to provide a current status on how the line is performing, and where any problems are located. An important tool in the handling of claims. Better overview of machine performance will lead to faster and more precise maintenance, and further improvement of OEE (Overall Equipment Effectiveness). R&D has been carried out on process parameters and control for a new and improved injection moulding process, as well as continuous data capture of large data quantities for real-time control of the process. Also, methods and requirements for control of incoming material have been analyzed. Regarding new product requirements, material tests have been performed in order to improve material models for numerical simulations of mechanical response. Work and research in the last phase of the project has provided a flexible, robotic assembly (screwing) process for different brass couplings. This process has been demonstrated in the MTNC - Manufacturing Technology Norwegian Catapult - at Raufoss.

Prosjektet har utviklet et nytt produkt og en ny teknologisk plattform, som skal produseres i nye prosesser med nye systemer for kvalitetskontroll. Dette setter prosjekteier KA (bus.unit Couplings) i stand til å etablere seg i et nytt marked; personbiler. Organisasjonen har utviklet ny kompetanse for å kunne ta i bruk nye systemer og hjelpemidler som skal bidra til enda bedre prosesstyring i produksjon. Samarbeid med industrielt orienterte forskningsmiljø som SINTEF og NTNU er avgjørende for at industribedrifter som KA kan lykkes i å ta frem nye produkter som hevder seg godt i internasjonal konkurranse. Prosjektet bidrar til å kunne markedsføre at utvikling av avanserte komponenter til bilindustri kan gjøres både fra og i Norge. Norsk industri er tjent med at kompetanse mot bilindustrien økes. Prosjektet har vært med på å styrke forskningen på dette området og bidratt med ny kunnskap om hva som trengs for å lykkes med nye produkter og prosesser i internasjonal bilindustri.

Hjuloppheng påvirker bl.a. kjørekomfort og veigrep, og er blant bilens viktigste systemer. Ved å innføre luftfjæring gir det mulighet til økt komfort, bedre veigrep og økt sikkerhet, men også reduserte utslipp som følge av mindre luftmotstand gjennom funksjonalitet som heving/senking i forhold til kjøremønster og vegstandard. I prosjektet skal det utvikles og forskes frem et nytt program av koblingsprodukter, produsert i et nytt produksjonssystem, rettet spesielt mot personbilmarkedet og luftfjæringer. De nye koblingsproduktene vil øke systemets pålitelighet, sikkerhet og miljøpåvirkning. Med en ny kvalitetssikker kobling uten noen form for lekkasje, og med et produksjonssystem som tilfredsstiller bilbransjens høye krav, vil bruken av luftfjæringer kunne spre seg til vanlige biler i personbilmarkedet, ikke bare premiumsegmentet som i dag. Dette er et marked i vekst, og personbiler ventes i fremtiden å være det største markedet for luftfjæringer. Kongsberg Automotive Raufoss produserer i dag utelukkende til nyttekjøretøy, men ved å gå inn i personbilmarkedet vil bedriften både kunne vokse og diversifisere sin portefølje. Dette vil kreve forskning innen flere områder som sprøytestøpeteknologi, dataanalyse, maskinlæring, materialteknologi, prosesskontroll, sensorikk og sporbarhet. Slike prosessfremskritt vil også gjøre hele produksjonen smartere, og føre til en grad av selvstyring som opprettholder høy kvalitet og reduserer vrakproduksjon og tidkrevende produktkontroll. Nyhetselementene er en 100% sikker og lekkasjefri kobling; produsert i kompositt som reduserer vekt og gir positiv miljøeffekt; i et høyvolum produksjonssystem med digital sporbarhet og kvalitetskontroll på alle produkter. Dette representerer innovasjon på et internasjonalt nivå. Prosjektet vil levere et nytt produktdesign, prototypeverktøy, design av komplett produksjonsprosess med spesifikasjon av nødvendig sensorikk, og en prototype programvare for styring og kontroll av produktet langs verdikjeden.