Til hovedinnhold

Grønnere bildeler i sikte

Grønnere bildeler i sikte

Publisert 10. oktober 2013
Aluminium-deler gjør bilparken lettere og dermed gjerrigere på drivstoff. Lykkes norsk prosjekt, vil det snart bli mindre energikrevende å lage dem også.
Main intro image
De ønsker å bidra til energibesparende framstilling av aluminium-deler til biler. Verksmester Arne Gellein i SINTEF legger det støpte emnet på plass i smiverktøyet sammen med seniorforsker Martin Lefstad. Foto: SINTEF / Thor Nielsen

Komponenter av aluminium gjorde sitt inntog i de store modellene i personbilflåten for flere år siden. Nå har de begynt å dukke opp i mindre biler også.

Her starter den kombinerte støp/smi-prosessen som skal forvandle aluminiumsmelte til en komponent i et hjuloppheng. Ingeniør Kurt Sandaunet støper aluminiumlegeringen i en stålform som vippes under støpingen for å unngå plasking av metallet. Alle bildene er fra forsøk i SINTEFs laboratorium. Foto: Thor Nielsen

Her starter støp/smi-prosessen som  omgjør aluminiumsmelte til en komponent i et hjuloppheng. SINTEFs Kurt Sandaunet støper aluminiumlegeringen i en stålform som vippes for å unngå plasking av metallet. Foto: Thor Nielsen

Deler til hjuloppheng er ett av de store bruksområdene for aluminium i bil. Flere av disse delene blir i dag “knadd” ved hjelp av smiing, for at de skal få de mekaniske egenskapene som kreves. Da løper “energi-taksameteret” raskt.

Nå har norske materialteknologer tatt mål av seg til å innfri kvalitetskravene via en alternativ – og energibesparende – produksjonsprosess.

– Beregninger tilsier at løsningen vår vil spare en drøy fjerdedel av energien som går med i dag, sier SINTEF-forsker Freddy Syvertsen og legger til:

– Lykkes vi, kan metoden brukes til å lage også andre sikkerhetskritiske aluminium-deler til biler.

Det beste fra to verdener

Resepten er en kombinasjon av støping og smiing.

Metoden er tuftet på en ide fra SINTEF Materialer og kjemi. Nå testes den ut av SINTEF og industribedriftene Raufoss Technology og Farsund Aluminium Casting i et fireårig samarbeidsprosjekt.

– Vi tar det beste fra to verdener, sier seniorforsker Freddy Syvertsen.

– Med støpingen får vi muligheten til å lage emner med komplisert geometrisk form. Med smiingen oppnår vi den deformasjonen som flere sikkerhetskritiske bildeler må ha for å få de riktige mekaniske egenskapene.

Prosjektet er nå midtveis. Så langt har metoden vært testet ut i laboratorie-målestokk. De to neste årene skal samarbeidspartnerne gjøre forsøk i industriell skala.  Også Scania AB i Sverige er med i prosjektet som sluttbruker av smidde komponenter.

Risikoprosjekt

Det smidde produktet er støtt ut av smiverktøyet og løftes ut. Foto: Thor Nielsen

Det smidde produktet er støtt ut av smiverktøyet og løftes ut. Foto: Thor Nielsen

Industripartner Raufoss Technology har tre fabrikker på tre kontinenter. Alle lager de deler til hjuloppheng ved hjelp av smiing.

Utviklingssjef Axel Kolsgaard i selskapet ser store muligheter, men understreker at det handler om et risikoprosjekt i teknologisk forstand.

–Tradisjonell smiing krever mye energi og arbeid. Lykkes prosjektet, kan vi spare betydelige energi- og lønnskostnader.  I tillegg vinner miljøet på at energibruk går ned. Får vi til denne teknologien, blir vi også i stand til å lage deler med mer komplisert form enn i dag.

Også hos den andre industripartneren i prosjektet, Farsund Aluminium Casting (FAC), har ideen om “støp-smiing” (se illustrasjon) skapt glød:

– Lykkes prosjektet, vil det åpne et helt nytt marked for oss, sier forsknings- og utviklingssjef  Jan Ove Løland i FAC.

Fra trinnvis smiing til støp-smiing:    • Smiing av deler til hjuloppheng i aluminium krever bearbeiding i mange trinn (øverste prosesssslinje i illustrasjonen). I hvert trinn blir aluminium-emnet klemt sammen mellom to former i en kraftig maskin, og mellom trinnene må emnet varmes opp. Alt dette er energikrevende. • SINTEFs prosesslinje ("støp-smiing") sparer energi ved at den gjør delene nesten ferdig i "én smell". Løsningen starter med støping. I støpeforma vil emnet langt på vei få den den geometriske formen det skal ha. Etterpå ferdiggjøres produktet i en ett-trinns smi-prosess.  Illustrasjon: SINTEF Materialer og kjemi

Fra trinnvis smiing til støp-smiing:
Smiing av deler til hjuloppheng i aluminium krever bearbeiding i mange trinn (øverste prosesssslinje i illustrasjonen). I hvert trinn blir aluminium-emnet klemt sammen mellom to former i en kraftig maskin, og mellom trinnene må emnet varmes opp. Alt dette er energikrevende.
• SINTEFs prosesslinje (“støp-smiing”) sparer energi ved at den gjør delene nesten ferdig i “én smell”. Løsningen starter med støping. I støpeforma vil emnet langt på vei få den den geometriske formen det skal ha. Etterpå ferdiggjøres produktet i en ett-trinns smi-prosess.
Illustrasjon: SINTEF Materialer og kjemi

 

 

 

 

 

 

Fra trinnvis smiing til støp-smiing: 

  • Smiing av deler til hjuloppheng i aluminium krever bearbeiding i mange trinn (øverste prosesslinje i illustrasjonen).  I hvert trinn blir aluminium-emnet klemt sammen mellom to former i en kraftig maskin, og mellom trinnene må emnet varmes opp. Alt dette er energikrevende.
  • SINTEFs prosesslinje (“støp-smiing”) sparer energi ved at den gjør delene nesten ferdig i “én smell”.  Løsningen starter med støping. I støpeforma vil emnet langt på vei få den den geometriske formen det skal ha. Etterpå ferdiggjøres produktet i en ett-trinns smi-prosess.

Illustrasjon: SINTEF Materialer og kjemi

Denne saken er hentet fra Gemini.no - Forskningsnytt fra NTNU og SINTEF