Framtidssäkrad bearbetning av verktygsstål
- Diarienummer
- ID25-0041
- Projektledare
- Krajnik, Peter
- Start- och slutdatum
- 260101-301231
- Beviljat belopp
- 3 250 000 kr
- Förvaltande organisation
- Chalmers University of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Prediktiva simuleringsmodeller är avgörande för hållbar framtida maskinbearbetning av avancerade verktygsstål och stöttar industriell tillämpning av nyutvecklade, men svårbearbetade avancerade stål. Samverkan av materialegenskaperna hårdhet, sträckgräns, och adhesiviet är utmanande för Uddeholms kunder. Bättre grundförståelse och förmåga att prediktera materialbeteenden är avgörande för tillämpning av verktygsstål med hög prestanda. TOOL-STEELs mål: •"Ge fundamental förståelse för interaktionen Skärverktyg/Arbetsstycke vid bearbetning och koppla mikrostruktur, förslitningsmekanismer och maskinbearbetbarhet- det säkrar vetenskaplig grund för materialspecifik, optimerad bearbetning av avancerade stål •"Generera högkvalitativa data från bearbetning av verktygsstål i labb- och industriell produktionsmiljö. Data integreras med plattformen MCutSim, en Digital Tvilling för bearbetning. Kopplingen möjliggör prediktion och optimering av verktygsförslitningen vid bearbetning av nyutvecklade stål •"Implementera pilotförsök som demonstrerar och inspirerar vidare nyttogörande av avancerade verktygsstål. 2 piloter leds av Uddeholm (Plastformningsverktyg och Giga-Casting verktyg) •"Säkra kompetens kring bearbetning/ slipning i verktygsstål för att möjliggöra att industriell tillämpning når kritiska massa TOOL-STEEL projektet kommer ge Uddeholm kompetens som krävs att expandera positionen i marknadsnischen ytterligare och leda vägen mot hållbar stål- och verktygstillverkning.
Populärvetenskaplig beskrivning
Den moderna tillverkningsindustrin har ett ständigt växande behov av verktygsstål med allt högre prestanda som kan motstå de extrema belastningar (värme, mekaniska laster och nötning) som uppstår i plastformning och pressgjutning av aluminium (Giga-casting), vid tillverkning av stora komponenter till fordonsindustrin. Uddeholm, en global ledare inom verktygsstål, leder utvecklingen av dessa avancerade verktygsmaterial. Men eftersom verktygsstålen som används inom applikationsområdena är både mycket hårda och starka, gör det dem svåra att maskinbearbeta till färdiga verktyg. Uddeholms kunders utmaning är att kostnaden för verktygstillverkning blir hög på grund av ökade skärverktygskostnader, dålig ytfinhet och långa ledtider med kvalitetsbrister hos verktygsmakarna. Detta blir ett särskilt stort problem när verktygsmakaren försöker använda nyutvecklade stålsorter de saknar erfarenhet att bearbeta för första gången. TOOL-STEEL projektet har som mål att förbättra kunskapsläget kring maskinbearbetning av avancerade verktygsstål genom att kombinera bearbetningstester med digitala simuleringar, och på så vis möjliggöra en hållbar verktygstillverkning. Projektet kommer generera ny välbehövd kunskap hur unika nyutvecklade verktygsstål beter sig vid maskinbearbetning och slipning/polering till färdig verktygsyta. Informationen integreras med plattformen MCutSim, ett simuleringsverktyg och plattform för Digital Tvilling av maskinbearbetningsprocessen som Chalmers utvecklat. Genom att simulera maskinbearbetningen på förhand, kan verktygsmakarna bättre optimera rätt skärverktyg, reducera antalet skärverktyg, spara elektricitet och snabbare introducera nyutvecklade verktygsstål utan ökad risk. Ur långsiktigt strategiskt perspektiv stöder TOOL-STEEL projektet Sveriges ambition att leda resan mot smart och hållbar tillverkningsindustri. Genom att hjälpa Uddeholm, verktygsmakare och verktygsanvändare samarbeta med digitala verktyg, möjliggör projektet att verktygstillverkningens ekosystem kan fokusera på hållbara verktygsstål med hög prestanda och överlägsen tillverkningskostnad per detalj. Istället för verktygsstål med låg prestanda och hög miljöbelastning som lågprisalternativet faktiskt innebär. Det stärker konkurrenskraften för Svensk tillverkningsindustri, samtidigt som ansvarstagandet bidrar till en mer klimatneutral och resurseffektiv framtid för kommande generationer.