KomVent-Innovative løsninger for fremtidens ventiler

Søkerbedriften ISIFLO 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. Det er flere forskningsbehov som må adresseres. Ventiler og kraner er kompliserte produkter med innsatser og tetninger i ulike materialer. For å velge egnede materialer må det utvikles innsikt i relevante kjemiske og fysiske egenskaper, samt egenskaper til interfaser mellom ulike materialer. Ventiler skal kunne åpne og lukkes selv etter å ha stått i samme posisjon i lang tid. Både materialvalg og design påvirker dette. Vurdering og testing av nye materialer i tillegg til utvikling av designløsninger vil være en vesentlig aktivitet i prosjektet. Det er også utfordringer knyttet til støpeprosessene for materialer med høyt nivå av fiberforsterkning. Riktig verktøydesign og fyllingsforløp i støpeprosessen er viktig kunnskap som må tas fram for å få en robust prosess som gir produkter med gode og repeterbare produktegenskaper. En viktig problemstilling knyttet til produkter i plaskompositt er relatert til aldring og slitasje av pro-duktene og mulig utslipp til miljø og drikkevann av mikro/nano-plast eller andre stoffer. Metoder for å studere dette må utvikles og dokumentasjon på miljøeffektene må frambringes. ISIFLO har i sitt sortiment produkter som produser i små serier. Disse krever nye løsninger for å være kostnadseffektivt. I prosjektet vil vi utvikle metoder for å produsere verktøyinnsatser billig, f.eks. ved å 3D-printe dem. Vi vil også teste ut hvilke ytelser man kan oppnå med dagens materialer og teknikker for 3D-printing av selve produktet. Prosjektet har nå kommet godt i gang. Vi har karakterisert material brukt i gummipakninger for å få parameterverdier for bruk i numerisk modellering og design av produkter. Vi har også designet og bygget et testverktøy. Dette har vi tatt i bruke for å få kunnskap om effekten som variasjon i ulike prosessparametere har på egenskaper ved støping i materialer med høyt fiberinnhold. Denne kunnskapen påvirker design og verktøy/prosessparametere til nye produkter. Vi har også begynt utviklingen av et annet testverktøy som ligger mer opp til et typisk produkt i design. Med dette verktøyet ønsker vi å få bedre forståelse til bl.a. effekten av kaskadefylling har på produktegenskapene. I tillegg ser vi på hvordan nye produksjonsprosesser som overstøping kan brukes til å lage mer modulære produkter og forbedre de mekaniske egenskapene i kritiske områder som gjengepart. Vi har begynt på et testprogram knytet til mekaniske egenskaper for å sammenligne ulike designløsninger. I designfasen er det viktig å kunne modellere støpeprosessen. I et prosjekt avsluttet for noen år siden, fant vi ut at det ikke eksisterte gode løsninger for å simulere støpeprosessen for materialer med høyt fiberinnhold. Det er imidlertid kommet ny programvare på markedet som vi har begynt å teste ut. De innledende forsøkene på dette ser lovende ut. Til sist har vi begynt å utvikle et testverktøy for å kunne starte uttesting av 3D printede verktøyinnsatser. Dette vil være viktig i forbindelse med produktutvikling, samt å kunne få til lønnsom produksjon av komponenter som støpes i små serier.

-

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.