Ekstra store sprøytestøpte komponenter - MegaMould

Prosjektet har hatt som overordnet ide å utvikle prosesser, verktøy og metoder som muliggjør å sprøytestøpe komponenter på 300kg i termoplast. Prosessmonitorering og prosessoptimalisering ved hjelp av adaptive prosesser er sentrale elementer i prosjektet, og også grunnelementer i metodikken for maskinlæring. PhD stipendiaten har jobbet grenseflaten mellom akademia, institutter og industrien med å knytte de industrielle problemstillingene sammen forskningsbasert metoder og akademisk tilnærming. r. Avansert statistisk eksperiment design er brukt for å gi størst mulig datasett for analyse. Prosjektet har tatt frem et generelt programmeringsgrensesnitt for sprøytestøpesprosessen som muliggjør adaptivt styrt prosess basert på prosessmonitorering av maskin- og verktøysensorer. Prosessmonitorering basert på sensorer i maskin og verktøy gir input til generiske algoritmer og prosessforståelse av støping av komponenter med store veggtykkelser. Avansert statistisk eksperiment design er brukt for å gi størst mulig datasett for analyse. Ved bruk av maskin lærings metoder har det blitt tatt frem analytiske modeller som muliggjør å predikere fysiske egenskaper (dimensjoner) på sprøytestøpte deler. Et forskningsområde i prosjektet, som har blitt viktigere ettersom prosjektet og omverden har utviklet seg er å ta frem produkter og prosesser som muliggjør bruk av resirkulerte materialer. For å ta risikoen på å innføre slike materialer i en industriell produksjon, så må det skapes en større forståelse for hvordan resirkulerte materialene eldes og degraderes sammenlignet med nytt plastmateriale, og hvilke endrede egenskaper de har sammenlignet med nytt plastmateriale. På denne måten kan en identifisere hvilke materialfraksjoner som kan brukes til hvilke produkter, og i ytterste konsekvens hvilke produkter som pga. krav til ytelse ikke kan produseres i resirkulert materiale med dagens resirkuleringsteknologi. Dette har vært en sentral, og vil videre være en sentral aktivitet i prosjektet. Aktiviteten medfører store prøveserier med ulike materialer, og lange aldringssyklus som er svært ressurs- og tidkrevende. MegaMould har identifisert hvilke av FN sine bærekrafts mål som prosjektet påvirker, og har benytte disse til å beskrive prosjektets resultater med hensyn på bærekraft. PhD-kandidaten har i perioden levert inn avhandlingen, og er forventet å disputere i første halvdel av 2021. Det er publisert og presentert artikler på flere vitenskapelige konferanser; bl.a. CIRP ICME 2017 , IWAMA 2018 og CIRP CMS 2019. I tillegg er en artikler publisert i PeerJ Computer Science.

Prosjektet har økt kompetansen omkring sprøytestøping, datafangst, adaptiv prosesstyring, og bruk av resirkulerte materialer. Dette har muliggjort å produsere større sprøytestøpte komponenter spesielt for akvakultur og VA med høyere kvalitet og større produktivitet. Det å bevise at det mulig å lukke materialsløyfer innen plastbearbeidende industri baner vei for omstilling av tradisjonelle metoder, og har gitt nye forretningsmuligheter innen nye og spennende bransjer.

Prosjektets overordnede ide er å utvikle prosesser, verktøy og metoder som muliggjør å sprøytestøpe komponenter på 300kg i termoplast og termoplast kompositter. Tradisjonelt brukes sprøytestøping for relativt små plast komponenter (som regel i store antall), og andre metoder som rotasjonsstøping og speilsveising benyttes for store komponenter. Disse metodene har begrensinger med hensyn til geometri, kvalitet eller kostnadsdrivende produksjon p.g.a. lange takttider. Ved sprøytrestøping oppnås høyere overflatekvalitet, bedre strukturelle egenskaper og mindre geometriske variasjoner. I tillegg er prosessen velegnet for effektiv automatisert produksjon. Det finnes et stort marked som etterspør store plastkomponenter med gode mekaniske egenskaper og god overflate kvalitet. Konvensjonell prosess- og verktøyteknologi for sprøytestøping begrenser muligheten for å produsere slike store komponenter kosteffektivt. Prosessene skal ha høy produktivitet og produktene skal ha høy kvalitet med gode mekaniske egenskaper, fin overflate og geometri innenfor strenge toleransekrav og robuste prosesser uten vrakproduksjon, uventet produksjonsstopp eller andre avvik. Det trengs en betydelig FoU innsats til for å nå prosjektmålet, men så store komponenter vil være et internasjonalt gjennombrudd for sprøytestøpeprosessen, og vil danne grunnlag for innovasjoner m.h.t rømningssikre offshore oppdrettsanlegg for prosjektpartner Akva Group og nye løsninger for flomvern og drenering av store vannmengder og løsmasser for prosjektpartner Pipelife. Prosjektet vil ta frem ny verktøyteknologi, optimalisere prosessen med ved bruk av adaptivt styrt oppvarming og kjøling av form, og se på bærekraftig bruk av gjenbrukte materialer og bioplaster.