Här görs det omöjliga möjligt

– I samverkan med industrier och andra lärosäten gör vi det tidigare omöjliga möjligt. Grunden är lagd, nu är det bara en fråga om tid, fastslår Ulf Jansson, professor och forskningsledare för SSF-projektet Utveckling av processer och material i additiv tillverkning.

Additiv tillverkning, eller 3D-printning, har potential att fullständigt revolutionera villkoren för tillverkningsindustrin. I ett tvärvetenskapligt samarbete mellan Uppsala universitet, Luleå tekniska universitet och Malmö universitet arbetar forskarna med att utveckla experimentella och beräkningsvetenskapliga metoder för att studera samband mellan process, mikrostruktur och egenskaper. I ett forskningsspår studeras en ny typ av additiv tillverkning där laser används för att smälta pulver, något som orsakar oerhört höga avsvalningshastigheter.
– Detta är en helt ny typ av fenomen vid materialtillverkning som reser en rad intressanta frågeställningar. Vi arbetar nu med att utveckla metoder med vars hjälp vi kan styra lasern och därmed kontrollera uppbyggnaden av materialet, säger Ulf Jansson, professor i oorganisk kemi vid Uppsala universitet.

Kräver modellering
I nästa steg siktar forskarna på att framställa helt nya material.
– Vi har bland annat jobbat med att framställa metallglas, som normalt sett är i det närmaste omöjligt beroende på de extremt höga avkylningshastigheter som krävs. Dessa kan vi nu åstadkomma med den nya additiva tillverkningstekniken som därmed erbjuder helt nya möjligheter att printa komponenter i metallglas. För att nå ända fram behöver vi dock hjälp med att modellera temperaturgradienter och andra viktiga tillverkningsparametrar.
Hjälpen kommer i det här fallet från Luleå och Malmö där forskare arbetar med modellering och simulering av processen.
– Vårt mål är att genom datorsimulering av tillverkningsprocessen vara ett stöd i framtagningen av nya material. Med hjälp av simulering kan vi både ta fram de temperaturgradienter som krävs för att få de önskade egenskaperna i mikrostrukturen samt prediktera de spänningar och deformationer som uppstår i processerna, säger Andreas Lundbäck, biträdande professor vid LTU.
Projektet har utmynnat i flera industrisamarbeten och gett ringar på vattnet i form av en masterutbildning och stora satsningar på Teknisk-Naturvetenskapliga fakulteten i Uppsala. En viktig del i projektet har också varit att utnyttja nya metoder som till exempel neutronspridning där Sverige satsar stort med den nya ESS-anläggningen i Lund.