18 april 2023

En testbädd för 3D-utskrifter i metall och polymera material är nu invigd vid Linköpings universitet, som har en stark tradition i världsklass inom materialforskning. Här kan forskare, studenter, organisationer och näringsliv samverka om framtidens tillverkning.

Matts Karlsson, professor i maskinteknik, LiU
Matts Karlsson, vicerektor för forskning vid Linköpings universitet.
Additiv tillverkning (Additive Manufacturing, AM) är samlingsnamnet på forskningsområdet om 3D-utskrifter. Under våren 2023 kunde LiU lägga till en 3D-skrivare för metall, vilket öppnar upp för spännande forskning dels om själva tillverkningsprocessen, dels om hela produktionsflödet och om vilka värden man kan uppnå.

– Det här är ett bra exempel på hur vi kan gå samman – universitet, samhälle näringsliv och organisationer – för att hjälpas åt och tillsammans skapa förändring. Additiv tillverkning är inte något nytt, vi har jobbat med AM länge på LiU. Vi ser stor nytta hos slutanvändarna inom allt från flygindustrin, till vård och hälsa. Men tekniken har fortsatt många begränsningar som kräver ny forskning, säger Johan Öhlvander, dekan vid Tekniska fakulteten.

Bara början

Matts Karlsson, vicerektor för forskning vid LiU, ser satsningen på Additiv tillverkning som en del i en större infrastruktur vid universitetet.

– Det här är bara början till ett nationellt centrum inom Additiv tillverkning. En pusselbit i hela satsningen på LiU. Mest spännande blir skyltfönstret utåt. Att den här testbädden kan användas av forskare och företag utanför forskningsområdet. Inom medicin, till exempel, säger Matts Karlsson.

Han understryker att de inte bara handlar om 3D-skrivarna utan också om vad som finns på andra delar av universitetet.

– LiU har hela infrastrukturen kring materialforskning. Vi kan jobba med simuleringsmetoder och vi har superdatorer som kan göra beräkningar på materialets sammansättning, vi har ett av Sveriges bästa mikroskop så att vi kan titta på materialet. Och vi kommer att ha en fotonräknande datortomograf med den allra senaste tekniken i världen, säger Matts Karlsson.

Anton Wiberg.Anton Wiberg. Anton Wiberg, postdoktor och projektledare, beskriver hur den nya 3D-printern för metall ska användas vid LiU.

– Tanken är att samla kunskap om material, design, simulering, optimering, ekonomi och hållbarhet. Och på så vis kunna bidra med kunskap. Alltifrån undervisning till att någon kommer med en idé, att utvärdera material och designa en produkt, säger Anton Wiberg, postdoktor och projektledare.

Hög precision

3D-skrivaren kommer från företaget Freemelt. Den är byggd för forskning och utveckling. Och för att kunna testa processutveckling och materialutveckling. Den fungerar med öppen programvara. Skrivaren värmer metallpulvret med en elektronstråle i stället för laser och har därför flera finesser.

Johan Moverare och Patrik Härnman i diskussion om  3d skrivaren i metall.DJohan Moverare och Patrik Härnman inspekterar nya 3D-skrivaren.
– Elektronkanonen skjuter elektroner mot bädden av metallpulver. Elektronstrålen kan styras med mycket hög precision och kan förflyttas extremt snabbt till olika positioner för att smälta samman materialet. Dessutom har man precis som i ett elektronmikroskop möjlighet att avbilda processen i maskinen med en detektor för bakåtspridda elektroner (backscattered electrons), beskriver Johan Moverare, professor inom konstruktonsmaterial. 

Forskningsområdet Additiv tillverkning har redan visat prov LiU tvärvetenskapliga öppenhet. Ortopedi-forskare vid Medicinska fakulteten samverkar i ett arbete med att ta fram kompositmodeller i skelett-likande material för att kunna simulera borrningar i till exempel höftben.

Medicinsk tillämpning

Det internationella företaget Swemac, med huvudkontor i Linköping science park, utvecklar titanskruvar för höftleder och handleder. De söker efter metoder för att minska tillverkningstiden för de minsta och tunnaste titanskruvarna, till underarmsbenet.

Mattias Berglund, Swemac.

– Tillverkningstiden och leveransen är i dagsläget densamma som för en nyckelfärdig villa, alltså cirka sju månader. Vi vill gärna ha det på ett annat sätt. Därför hoppas jag på att vi får vara delaktiga i processen med den nya 3D-skrivaren, säger Mattias Berglund på Swemac.


Näringslivet

Intresset från näringslivet är stort. Innovative Materials Arena (IMA) är en av initiativtagarna till satsningen. IMA finansieras av Region Östergötland, Linköpings kommun, EU och näringslivet. Det är ett kluster av företag och organisationer som främjar nya material, däribland Saab i Linköping.

– Additiv tillverkning behöver studeras mer, men har en potential att driva fram hållbar tillverkning bland annat eftersom 3D-utskrifter kan minska transporterna, säger Christer Karlsson, materialexpert på IMA.

Video

Invigning av 3D-skrivare för metall

Linköpings universitet utökar sin labbmiljö med en ny 3D-skrivare för metall och därmed blir en tesbädd. En testbädd är en fysisk eller virtuell miljö där företag, akademi och andra organisationer kan samverka vid utveckling, test och införande av nya produkter, tjänster, processer eller organisatoriska lösningar.

Kontakt

Additiv tillverkning

Organisation

Senaste nytt från LiU

En man i kostym håller en grön växt i handen.

LiU med i megastudie om klimatbeteende

Vilket är bästa sättet att få oss människor att bete oss mer klimatvänligt? Forskare vid Linköpings universitet och Karolinska institutet har bidragit till en världsomspännande studie för att ta reda på det.

LiU-flaggor framför Kårallen på Campus Valla.

Distanskurser ökar mest när antagningen till hösten är klar

Det första antagningsbeskedet är här. LiU fortsätter att locka studenter och framför allt antagningen till fristående kurser och utbildningar på distans har ökat sedan tidigare år.

Möjligt att förutse nervskador av cancerbehandling

Många kvinnor som behandlats för bröstcancer med en typ av cytostatika, taxaner, får ofta biverkningar på nervsystemet. Nu har forskare vid LiU utvecklat ett verktyg som kan förutsäga hur stor risken är för den enskilda individen.