Målsetningen med doktorgradsarbeidet er å rede grunnen for å ta i bruk additiv tilvirkning (AM) for reparasjon av store metallkomponenter.
Når en komponent anskaffes er pris et hovedaspekt, men i en reparasjonssituasjon vil dette bildet ofte endres drastisk, siden ledetid får større betydning, spesielt for reparasjon av komponenter som er kritiske i en prosess. Et eksempel på dette er ventiler og andre større komponenter i prosessanlegg for olje og gass, der inntektsbortfall ved driftsstans vil være så store at ledetid blir det eneste som har reell betydning. Tilgang til gode sveisere har vært et stort problem for industrien over mange år, og dette problemet har bare blitt enda tydeligere med pandemi og stengte grenser. Med dette bakteppet gir det mening å utvikle teknologier som muliggjør reparasjonsarbeid, enten i felt eller i verksted, med prekvalifiserte metoder som er mindre sensitive for riktig operatør, og som kan unngå menneskelige feil.
SINTEF Manufacturing har lenge drevet forskningsarbeid med pulverbad-maskiner, og selv om denne teknologien gir veldig god oppløsning og fine overflater, er den veldig begrenset på byggekammervolumer, og det er generelt vanskelig å skulle bygge videre på en komponent. For å utvikle bedre bredde har SINTEF Manufacturing derfor kjøpt inn et «directed energy deposition», DED-byggehode fra Meltio, som ved integrasjon på robotarm ikke er begrenset av byggekammer, og som spenner mellomrommet mellom pulverbad og lysbuebaserte teknikker/robotisert sveising. Denne maskinen gir mulighet for god prosesskontroll, høy produktivitet og mange frihetsgrader.
Videre arbeid vil sannsynligvis gå mer inn på hybride teknologier for å kombinere sliping eller maskinering med AM, siden dette vil være nødvendig i mange reparasjonssammenhenger for å kunne produsere en ny komponent med så få prosesstrinn som mulig, og dermed holde gjennomløpstiden lav.
Følgende aktiviteter har blitt utført i 2022:
x Oppbygging av DED-celle hos SINTEF Manufacturing i Valgrinda.
x Skriving, presentasjon og publikasjon av artikkel om designhensyn i celledesign for hybrid additiv og subtraktiv produksjon. Presentert på IWAMA-konferansen og akseptert for publikasjon i Lecture Notes of Electrical Engineering (LNEE) av Springer.
x Grunnstudier av bygging av enkle geometrier i 316L, 2209 dupleks, aluminiumbronse, Inconel 625 og Inconel 718.
x Studie av robotprogrammering for DED-AM.
x Etablering av metodikk for parameterutvikling som sikrer både byggbarhet og integritet av mikrostruktur.
x Samarbeid med stipendiat og student hos NTNU om bygging av multimaterial Inconel 718 mot aluminiumbronse. Det meste av parameterutvikling er ferdigstilt og mindre prøver med god kvalitet har blitt produsert. Noe arbeid gjenstår utover våren 2023 for å bygge større deler i aluminiumbronse.
x 4 av 5 obligatoriske fag har blitt gjennomført:
- IFEL8000 – Forskningsmetodikk, vitenskapsteori og etikk: Bestått
- PK8102 - Materialavvirkende bearbeiding: Bestått
- MM8410 - Additiv tilvirkning med avanserte legeringer: Venter på vurderingsresultat
- MT8219 - Anvendt Elektronmikroskopi: Muntlig eksamen avlagt 2022-12-13, resultat ikke annonsert.