Smart design and founding process for large sandcasted aluminium parts.

Prosjektet har som mål å få økt anvendelsen av store sandstøpte deler i aluminium ved å finne frem til nye og/eller forbedrede støpelegeringer, hvor resirkulert aluminium benyttes, samt utvikle bedre og mer forutsigbare prosesser for støping og etterbehandling av store deler. Prosjektet er et samarbeid mellom Norse Metal Elverum, Sintef, Norsk Hydro, Semcon Devotek, EDAB, Molstad Modell & Form, Metallco Aluminium og Thune Produkter AS. Prosjektet ser på nye forbedrede aluminium støpelegeringer og selve produksjonsprosessen. Potensialet for bruk av sandstøpte aluminiumskomponenter er stort, og retter seg mot havrommet, slik som subsea, offshore, skip, havfiske, oppdrett og andre marine applikasjoner, samt innenfor andre krevende markedssegmenter som vindkraft, og vei og bane. Det er et stort behov for å utføre grunnleggende forskningsaktivitet innen dette feltet hvor både forskningsinstitusjoner, samarbeidende leverandørbedrifter og kunder er involvert. Forskningen retter seg mot utvikling av både legeringer for maritimt bruk og design/simuleringsmetoder for utforming av støpeverktøy/sandform, kjerner og varmebehandlingsjigger. En støpelegering som kombinerer korrosjonsegenskapene til sjøvannsbestandig aluminium med fastheten til utherdbare legeringer vil kunne gjøre aluminium vesentlig mer aktuelt for mange maritime komponenter. Gjennom bruk av avanserte dataverktøy kan produksjonen bli mer forutsigbar i forhold til støpedefekter og formstabilitet under støping, og dimensjonsstabilitet ved videre varmebehandling og maskinering. Med produktserier ned til 2-10 enheter er det store besparelser ved å unngå vrakstøp samtidig som mer krevende produkter blir mulig å produsere med en mer forutsigbar metode. Prosjektet startet i april 2018 og har en varighet på fire år. Arbeidet så langt følger i stor grad oppsatt program men er noe forsinket på grunn av COVID 19 situasjonen. Aktivitetene er knyttet til å undersøke forbedringer av legeringer som benyttes, tøpeprosess, varmebehandling, maskinering og overflatebehandling. Det er valgt noen aktuelle store marine produkter som benyttes som eksempler i prosjektet for å relatere forskningsarbeidet til reelle problemstillinger. Effekt av sporelementers påvirkning av korrosjonsegenskaper til utvalgte legeringer er utført i laboratorium (SWAAT og AASS). Det vurderes å gjøre tester av de samme legeringene i sjøvannslaboratorium. Det har vært dialog med aktuelle kunder knyttet til å etablere ytelseskrav til produktene. Det er gjennomført testing av analyseverktøy for støpeprosessen med hensyn til fylling og størkning. Digitalt verktøy for beregning og utforming av løpsystem er optimalisert, det gjennomføres tester av dette verktøyet i praksis for verifisering. I forhold til støpeprosessen er det gjort tester av ulike nivåer av tilsatser av materiale for modifisering og kornforfining. Disse testene utføres både på primærlegering og resirkulert metall, og analyser utføres både med hensyn til struktur og fasthetsegenskaper. I den siste delen av prosjektet er det satt i gang langtidstesting av korrosjonsegenskaper som fortsatt pågår.

Prosjektet har bidratt til mer tilpassede aluminiumslegeringer som bidrar til bedre støpeprosesser, høyere kvalitet på sluttprodukter og mindre vrakproduksjon.

Prosjektet skal bidra til økt anvendelse av store sandstøpte deler i aluminium i maritime komponenter. Dette omfatter nye og/eller forbedrede støpelegeringer, hvor resirkulert aluminium benyttes, samt utvikling av bedre og mer forutsigbare prosesser for støping og etterbehandling av store deler. Prosjektet skal lede til at man kan støpe og produsere store aluminiumskomponenter i størrelser opp mot 1 x 3 meter for bruk i subsea, offshore, skip, oppdrett og andre marine applikasjoner, samt innenfor andre krevende markedssegmenter som vindkraft, og vei og bane. Aluminium har fått økt aktualitet i forbindelse med høyere fokus på kostnader innenfor subsea- og offshoresektoren, og vi registrerer økende interesse for nye løsninger. Det er imidlertid svært krevende å produsere store støpestykker fordi det er vanskelig å kontrollere form og toleranse på komponenten under først støping, deretter varmebehandling og til slutt maskinering. Prosjektet vil blant annet se på metoder for aktivt å styre formendringen i et stort støpestykke under varmebehandlingsprosessen ved bruk av virkemidler for at nedkjølingen skal skje med en forutbestemt hastighet og varmefordeling. I prosjektet skal det utføres systematisk arbeid med utvikling/optimalisering av støpelegeringer som kombinerer korrosjonsegenskapene til sjøvannsbestandig aluminium med fastheten til utherdbare legeringer. Videre skal det utvikles systematiske prosedyrer og benyttes avanserte dataverktøy for å gjøre prosessen mer forutsigbar i forhold til porøsitet og formstabilitet under støpning, og dimensjonsstabilitet ved videre varmebehandling og maskinering. Prosjektet er et samarbeidsprosjekt mellom Norse Metal Elverum, Sintef, Norsk Hydro, Semcon Devotek, EDAB, Molstad Modell & Form, Metallco Aluminium og Thune Produkter.