KomVent-Innovative løsninger for fremtidens ventiler

ISIFLO, the project responsible company, develops and manufactures coupling products in brass and plastic composite for distribution of drinking water and gas to households. ISIFLO wants to expand its product range from couplings into valves and taps. The aim is to develop next generation of smart valves and taps manufactured in a plastic composite material. There are several research challenges that must be solved. Valves and taps are more complex products than couplings, having inserts and seals in different materials. To select suitable materials, insight must be developed into relevant chemical and physical properties, as well as properties for interphases between different materials. Valves must be able to open and close even after being in the same position for a long time. Both material selection and design influence this. Assessment and testing of materials in addition to development of design solutions will be an important activity in the project. There are also challenges associated with the moulding processes of reinforced materials with a high loading content of fibres. Proper tool design and parameters in the moulding process are important know-how that must be developed in order to have a robust process that provides products with good and repeatable properties. An important issue related to products in plastic composite is possible emissions to the environment and drinking water of micro/nano-plastic or other substances, due to aging and wear. Methods for studying this must be developed and documentation on environmental effects must be made. ISIFLO also have products being produced in small series. Such products require new solutions to be produced cost effective. We will develop new methods for producing tool inserts cheaply, e.g. by 3D printing them. We will also investigate performance that can be achieved with today's materials and techniques for 3D printing of the products itself. The project is now well underway. We have characterized material used in rubber seals to obtain parameter values for use in numerical modelling and design of products. We have also designed and built a test tool. We have started using this to gain knowledge about the effect that variation in various process parameters has on the properties of moulding materials with a high fibre content. This knowledge affects the design and tools / process parameters of new products. We have also begun the development of another test tool that is closer to a typical product in design. With this tool, we want to gain a better understanding of e.g., the effect cascade filling will have on the product properties. In addition, we look at how new production processes such as over-moulding can be used to create more modular products and improve the mechanical properties in critical areas such as threaded parts. We have started a test program related to mechanical properties to compare different design solutions. In the design phase, it is important to be able to model the injection moulding process. In a project completed a few years ago, we found that there were no good solutions to simulate the injection moulding process for materials with a high fibre content. However, there is new software modules on the market that we have started testing. The initial attempts at this look promising. Finally, we have started to develop a test tool to be able to start testing 3D printed tool inserts. This will be important in connection with product development, as well as being able to achieve profitable production of components that are moulded in small series.

-

Søkerbedriften ISIFLO på Raufoss utvikler og produserer koblingsprodukter i messing og plastkompositt for distribusjon av drikkevann og av gass til husholdninger. ISIFLO ønsker å utvide produktspekteret sitt til ikke bare å være koblinger, men også ulike former for ventiler og kraner. Disse produktene vil bli langt mer komplekse enn koblingsproduktene, med bevegelige deler og integrert funksjonalitet. Målsettingen med prosjektet er å utvikle neste generasjon smarte ventiler og kraner produsert i et plastkompositt-materiale. ISIFLO mener at det er viktig med et sterkt og levedyktig miljø for konstruksjon og framstilling av formverktøy for plaststøping i Norge. Derfor er en norsk verktøymaker (Industriverktøy) med i prosjektet. I tillegg er en av de sentrale underleverandørene til ISIFLO (HV Plast) med i prosjektet. Den siste industribedriften som er med, er Ragasco som utvikler og produserer LPG-gassbeholdere. Disse har et ventilsystem som de på sikt vil støpe i plastkompositt. Deres hovedmotivasjon for deltagelse i prosjektet er å utvikle kompetansen som er nødvendig for å vurdere realismen i dette. Disse nye produktene ISIFLO ønsker å utvikle vil ha en rekke positive miljøeffekter sammenlignet med løsninger som er i bruk i dag: * Kvaliteten i distribusjonsnettverk for drikkevann vil bli bedre med mindre lekkasje ut og forurensning inn i drikkevannet. Lekkasje og forurensning av drikkevann er en stor utfordring, spesielt i utviklingsland. * Produktene vil ha mindre CO2 avtrykk og mindre lekkasje av skadelige stoffer til miljø og vann. * Det vil være 100 % gjenvinnbare produkter For utvikling av disse nye produktene er det en rekke utfordringer som må løses, knytet til materialvalg, design, utvikling og produksjon av komplekse støpeformer, løsninger for integrasjon av funksjoner etc. Pris er en viktig faktor. Selv om Norge er et høykostland, kan vi produsere rimelig når vi designer produktet med tanke på robust og automatisert produksjon.