Framtidens verktyg och metoder för tillverkningsindustrin

Den svenska tillverkningsindustrin är en grundbult i svensk sysselsättning och välstånd. Därför är innovationskraften i industrin avgörande för den svenska konkurrenskraften. SSF-programmet Generiska metoder och verktyg för framtida produktion stimulerar kunskapsuppbyggnad för innovation, samverkan och kunskapsutbyte mellan branscher.

Programmet, som nyligen avslutades, har riktat sig mot forskning med långsiktig potential att förnya och vidareutveckla den svenska tillverkningsindustrin, med fokus på branschöverskridande innovation.
– Det finns idag mycket generisk kunskap som är relevant för många olika tillverkningsindustrier. Med detta program ville vi förbereda för att utveckla sådana generiska metoder och verktyg, som kommer många olika industrier till godo, förklarar Mattias Lundberg, programsekreterare på Stiftelsen för strategisk forskning, SSF. Totalt har SSF finansierat åtta forskningsprojekt inom ramen för programmet: Elektronik och batteri på papper, Grafen för sensorer och elektronik, Nanoteknik för ståltillverkning, 3D additiv nanotillverkning med laser, Framtidens robot/människa-fabrik, Fabriker och produkter i molnet, Tillverkning av nya biokompositer, Nya processer och material för additiv tillverkning.
– Det är stora ramprojekt, cirka 30 miljoner per projekt, med en tidshorisont där vi förväntar oss en effekt omkring tio år efter att de avslutats. Projekten har genomfört både grundforskning och i olika grad tillämpad forskning och nyttiggörande, säger Mattias Lundberg.

”Projekten har genomfört både grundforskning och i olika grad tillämpad forskning och nyttiggörande.”

Projekten nyttiggörs
Projekten presenterades nyligen på Swedish Production Symposium 2022 i Skövde, där forskare från samtliga projekt berättade om sina resultat och hur de kan komma att få betydelse i framtidens svenska industri.
– Det blir oerhört intressant att se utvecklingen av de här nya metoderna och verktygen framåt. Vi tror på ett starkt nyttiggörande efter att projekten nu avslutats, där kunskap verkligen förs vidare och tillämpas av många, säger Mattias Lundberg.
Det tror också Ulf Jansson, professor i oorganisk kemi vid Uppsala universitet och projektledare för SSF-projektet Utveckling av processer och material i additiv tillverkning. Hans forskningsprojekt har gjorts i samverkan med Luleå tekniska universitet och Malmö universitet. I projektet har också flera företag, som till exempel Sandvik, deltagit.
I projektet har forskarna framför allt arbetat med att utveckla nya material, utveckla beräkningsvetenskapliga metoder för analys av material och skapa modeller för att förutsäga ett materials egenskaper. I ett forskningsspår studeras additiv tillverkning där laser används för att smälta pulver, något som orsakar oerhört höga avsvalningshastigheter som kan ge material med nya egenskaper.
– Vi har tittat på en mängd intressanta saker, bland annat hur metallglas kan få tillämpningar i legeringar i motorer, berättar Ulf Jansson. Forskningen i projektet har redan resulterat i flera patent och vetenskapliga uppsatser. Projektet har även involverat nio doktorander, varav sju nu har disputerat.
– Det är kanske det allra viktigaste resultatet. Nu har vi ett antal unga forskare som är ute och arbetar inom industrin och för kunskapen vidare. Det är ett rejält tillskott till framtidens kompetens. Vi vet att vissa av våra resultat redan används i våra samarbetspartners företag. Tillverkningsindustrin och basindustrin kanske inte verkar så glamorösa, men de är kärnan i det svenska välståndet.

Byggt ny plattform
SSF-finansieringen har också gjort det möjlig för Uppsala universitet att bygga infrastruktur och samla kompetens inom additiv tillverkning, något som inte fanns tidigare. Universitetet stödjer nu ekonomiskt ett nytt laboratorium och forskningsnätverk, och har startat ett nytt och unikt internationellt masterprogram i ämnet.
– Den här typen av forskningsprogram ger många ringar på vattnet, såväl för oss inom akademin som för industrin. Jag har medverkat i väldigt många forskningsprojekt under min karriär, men detta är nog det som har fått mest betydelse, säger Ulf Jansson.
Han hoppas att det ska skapas fler program och finansieringsmöjligheter för forskning inriktat på generiska metoder och verktyg för industrin. Det gäller såväl grundforskning som den mer tillämpningsnära forskningen. Intressanta spår för framtida forskning av det här slaget är att kombinera materialforskning med maskininlärning och AI, menar han. Då kan utvecklingen ta stora språng.
– Idag är framtagandet av material mycket av ”trial and error”. Det tar lång tid och är en kostsam process. I spåkulan ligger att vi genom datamodeller blixtsnabbt kan prediktera och modellera olika material, med specifika egenskaper. Det skulle betyda enormt mycket för den svenska tillverkningsindustrin, avslutar Ulf Jansson.