This thesis describes redesign and adaption of a products housing. In order to make it more economical to produce at a lower production volume. The thesis is based upon a prototype that a previous student developed for injection moulding. The goal is to find alternative manufacturing methods, but also to identify parameters that affect the cost of the injection moulding tool. The housing must be tough in order to protect the circuit board inside. But at the same time it must allow sound, light an electrical communication to pass through. The product is supposed to be used by the police as a sound barrier and an alternative to water cannons and distraction grenades. But the product may also find uses in civil applications. Gathering of information about possible manufacturing methods was the first step in the process. These have then been culled down to a handful. Manufacturers was later visited to get a better understanding about associated possibilities and limitations. The next step was to generate concepts and to create CAD files in order to get quotes from the manufactures. The concepts and associated manufacturing methods could then be analysed based upon cost and functionality. Press braking and thermoforming resulted in a reduction of investment by 73 % (188 500SEK) and 36 % (93 600SEK). Important parameters for an injection moulding tool is surface finish, number of core pins, cams and of course the number of tools. At least some alterations to the concepts may be necessary prior to production. / Examensarbetet har genomförts av Anders Larsson från Uppsala Universitet, i uppdrag av säkerhetsföretaget Indusec AB. Det beskriver omkonstruktion och tillverkningsanpassning av ett skal, för att göra det ekonomiskt hållbart att tillverka i lägre tillverkningsvolymer. Skalet var tänkt att tillverkas med hjälp ut av formsprutning. Målet har varit att hitta andra lämpligare tillverkningsmetoder, samt att identifiera de parametrar med störst effekt på formsprutningsverktygets kostnad. Skalets funktion är att skydda ett kretskort, men ändå möjliggöra utsläpp av ljud och ljus, samt elektronisk kommunikation och laddning. Skalet har i och med användningsområdet, krav utöver det vanliga. Tillsammans med elektroniken utgör skalet en produkt, vilken ska kunna användas av polisen som ljudbarriär och ersättning för t.ex. vattenkanoner och distraktionsgranater. Det finns även planer på att den ska kunna användas för fast montering och ett mer civilt bruk. Examensarbetet bygger på en tidigare prototyp av ett skal, en tidigare examensarbetare har utvecklat. En litteraturstudie genomfördes till en början för att få fram tänkbara tillverkningsmetoder. Dessa har under arbetets gång gallrats ner till en handfull. Tillverkande företag för några av de återstående tillverkningsmetoderna besöktes, för att få större kunskap om dess möjligheter och begränsningar. Efter detta gjordes en konceptgenerering och det skapades sedan CAD-filer för koncepten. Dessa användes för att få kostnadsuppskattningar och offerter från de tillverkande företagen. I och med detta kunde en kostnadsjämförelse göras mellan tillverkningsmetoderna. Koncepten och tillverkningsmetoderna kunde sedan analyseras efter deras funktion och kostnad. Plåtbockning (förkortat bockning i rapporten) blev det billigaste följt av rotationsgjutning och vakuumformning. Skulle plåtbockningskonceptet gå direkt till tillverkning har det inneburit en minskning av investeringen med 73 % (188 500kr) för 500st produkter. För vakuumformningskonceptet ligger denna minskning på 36 % (93 900kr). De viktigaste parametrarna för kostnaden hos formsprutningsverktyget ansågs vara yt-kravet, antalet rör-utstötare och antalet backar. Antalet verktyg blev givetvis den allra viktigaste parametern då det krävdes två stycken. Genomgång av koncepten innan eventuell tillverkning rekommenderas då dessa togs fram mest som representanter för olika möjligheter, där åtminstone mindre förändringar troligtvis kommer att vara aktuella.

This thesis has been conducted with the Life Science company Biotage. The purpose of this project is to develop a new concept of the framework structure for the Flash 400 system. The Flash 400 is a kilogram scale separation system, used for critical absorption purification. The product consists of welded stainless-steel components and include the base, hoist, control panels and the radial compression module and accompanying components. The base structure and control panels were redesigned with focus on cost reduction without major changes to the quality, durability or size. The project started with a pre-study to better understand the product, the current product, possible joining techniques and standard products where examined. The pre-study resulted in a requirement specification that became the base for the concept generation. CAD-files were created for the three concepts that were further developed. Simulations were conducted to find areas for improvements and to ensure the strength of the structure. A cost study with American and Swedish suppliers were executed to determine the cost reduction. The concepts were then evaluated against the current product with criteria from the requirement specification. The project resulted in a viable proposal for the framework design with assembly and manufacturing drawings. The final concept is manufactured with extruded aluminium profiles and screw joints and the cost study indicated a considerable cost reductions can be done. Before the product is altered, tests and further developing is recommended. This thesis is a good foundation for project improvements in the future. / Examensarbetet har genomförts på det medicintekniska företaget Biotage. Målet med projektet var att ta fram ett nytt koncept på utformningen av produkten Flash 400, som är en av företagets nuvarande produkter för kritisk absorptionsrening. Produkten består av en basställning, en lyftanordning, kontrollpaneler och en komprimeringsmodul med tillhörande komponenter och är tillverkad av mestadels svetsat rostfritt stål. I projektet har omkonstruktion av basställningen och kontrollpanelerna genomförts med fokus på kostnadsreducering utan förändring på konstruktionens kvalitet, hållbarhet eller storlek. Arbetet började med en informationsinsamling i form av en förstudie där den nuvarande produkten, potentiella material och komponenter undersöktes. Förstudien resulterade i en kravspecifikation som blev basen för konceptgenereringen. CAD-filer tillverkades för de tre koncept som undersöktes vidare och för att hitta förbättringar genomfördes jämnviktsoch hållfasthetssimuleringar. För att fastställa kostnadsreduceringen utfördes en kostnadsstudie med svenska och amerikanska leverantörer. Koncepten jämfördes utifrån hur väl de klarar av kriterierna i kravspecifikationen gentemot den nuvarande produkten. Projektet har resulterat i ett konstruktionsunderlag med detalj och monteringsritningar. Det vinnande konceptet tillverkas av extruderade aluminiumprofiler med skruvförband. Kostnadsstudien antyder att betydande kostnadsreduceringar kan genomföras. Fortsatt konstruktionsarbete och testning rekommenderas innan några ändringar av produkten genomförs. Rapporten är en god grund för framtida produktutveckling av Flash 400.

Inledning: Marknadstillväxten har gått framåt senaste åren och företag bör hitta konkurrensfördelar för att fortsätta vara lönsamma. Priser bör anpassas efter marknaden och vetskap om tillverkningskostnad blir viktigt för tillverkande företag. För att beräkna tillverkningskostnad för produkter kan självkostnadskalkylering och totalkostnadsmodellen användas. Ett materialflöde i en produktion består av processer som innefattar hantering, förflyttning och lagring av material. Studien har inte funnit någon tidigare forskning eller modell som förklarar relationen mellan materialflöden och tillverkningskostnad på en detaljerad nivå vilket motiverar studien. Syfte: Syftet med arbetet var att utforma och utvärdera en modell för bestämning av tillverkningskostnad med utgångspunkt från materialflöden i produktion med avseende på lagring, transport och tillverkningsoperationer. Metoder: En abduktiv ansats har använts för att besvara syftet och frågeställningar där teori och empiri har inhämtats parallellt under arbetets gång. I studien har teori och empiri lagt grund för kostnadsfaktorer som påverkar tillverkningskostnaden. Utformning av modell för bestämning av tillverkningskostnad: I studien har teoretiska och empiriska undersökningar utförts för att redogöra för olika kostnadsfaktorer som påverkar tillverkningskostnaden. Modellen använder tre aktiviteter för att kategorisera identifierade kostnadsfaktorer i ett materialflöde: operation, lagring och transport. Tillämpning och utvärdering av modell: Modellen tillämpades på fallföretaget Alderholmens mekaniska. Efter tillämpningen utvärderades modellen där styrkor och utvecklingsmöjligheter presenterades. Slutsats: Studiens bidrag är en modell för beräkning av tillverkningskostnad med utgångspunkt från materialflödet i produktionen. Modellen presenterar vilka faktorer som påverkar tillverkningskostnaden. Kapitlet avslutas med rekommendationer till framtida studier för att utöka kunskapen inom ämnet.

Syfte – Syftet med examensarbetet är att studera om det finns miljömässiga och kostnadsmässiga fördelar att övergå till additiv tillverkning, 3D-printning, när det kommer till tillverkning av pressgjutningsverktyg. Studien har gjorts på en jämförelse mellan ett laboratorie försök samt den verkliga produktionen. Metod – En jämförelse av ett additivt tillverkat och ett traditionellt tillverkat pressgjutningsverktyg görs utifrån en förenklad livscykelanalys sett ur energiperspektiv samt tillverkningskostnad. Resultat – Jämförelsen leder till att påvisa vilken tillverkningsmetod som är mest miljö- och kostnadsmässigt korrekt att välja. Under studien har det visat att den traditionella tillverkningsmetoden är både mer miljövänlig och kostnadseffektiv jämfört med den additiva tekniken. Resultatet speglar ett specifikt laboratorie försök jämfört med traditionell tillverkning som har utvecklats och prispressats genom under en mångårig industri historia. Implikationer – Resultatet kan uppmuntra till vidare studie där den mest effektiva tekniken används. Det vill säga en uppföljningsstudie där den planerade tekniken kan förbättras från denna studie och ge ett annorlunda resultat. Begränsningar – Eftersom detta är en liten del i ett större projekt, ADDING, som i sin tur är en förstudie för eventuell fortsatt forskning, är analysen avgränsad till de delar i processen för framtagning av ett pressgjutningsverktyg som skiljer sig åt. Studien har valts att fokusera på energiförbrukningen samt tillverkningskostnad. Datainsamlingen har begränsats något av att tekniken är förhållandevis ny samt att tillgången till databaser varit begränsad.

Varje gång en ny byggnad inreds eller renoveras behöver stora, tunga och otympliga föremål som skåp, diskhoar, handfat, fläktar med mera installeras i kök och badrum. Det finns olika system för att montera dessa men det kan ofta vara en komplicerad process. 2Xarm är ett verktyg som gör kök- och badrumsinstallationer säkert och smidigt. Skåp, hyllor och annat lyfts med verktyget för att sedan justeras och hållas på plats där de ska monteras. I nuläget är verktyget för dyrt att tillverka för att kunna säljas med tillräckligt god marginal. Därför var syftet med detta arbete att minska verktygets tillverkningskostnad utan att förändra dess patenterade design och funktion. Arbetet har utförts med hjälp av datorstödd modellering och via informationssökning. En fysisk prototyp lånades och modellerades av. Sedan har tillverkningsmetoder och materialval undersökts varpå tre alternativa konstruktionslösningar togs fram. Dessa anses dock inte ha minskat tillverknigskostnaden nämnvärt. Den huvudsakliga slutsatsen är att verktygets tillverkningskostnad inte gick att minska nämnvärt utan att förändra dess funktionalitet och patenterad design. Alternativt hade även en större produktionsvolym varit en effektiv metod att minska enhetskostnaden. / The 2Xarm tool simplifies kitchen and bathroom installations by securely lifting and installing heavy objects like cabinets and sinks. However, its current manufacturing cost is too high to sell the tool at sufficient profit margains. This report aimed to identify cost-saving measures while preserving the tool’s patented design and functionality. Using computer-aided modeling and research, we analyzed a physical prototype, explored different manufacturing methods, and evaluated material choices. These efforts resulted in three alternative design solutions that aimed to simplify the manufacturing and assembly process. However, these changes ultimately did not significantly reduce the manufacturing cost. In conclusion, achieving substantial cost reduction for the tool without compromising its design and functionality proved difficult. Alternatively, increasing production volume could be an effective approach to lower the unit cost.

Volvo Powertrain, VPT, i Köping tillverkar idag växellådor för tunga fordon. Till medeltunga fordon köper Volvo växellådor från bland annat underleverantören ZF. Volvo vill undersöka scenariot att ta fram AMT - växellådor för medeltunga fordon. I-shift modellen AT2412, som är dimensionerad för en max belastning på 2400 Nm och anpassad för tunga lastbilar, skulle kunna fungera även i medeltunga fordon men är då överdimensionerad och onödigt tung. Med tanke på kommande utvecklingsprojekt behöver Volvo öka sin kunskap hur val av tillverkningsmetoder påverkar vikt och tillverkningskostnader. Det behövs för att öka förståelsen för hur olika prioriteringar ska göras med avseende på vikt och tillverkningskostnader. Examensarbetets syfte var att ge denna förståelse för hur olika tillverkningsprocesser påverkar en transmissions utformning med avseende på mått och vikt utifrån ett givet momentområde. Målet med examensarbetet var att påvisa samband mellan valet av tillverkningsmetoder för enskilda artiklar och hur mycket det kan påverka den kompletta transmissionens vikt samt tillverkningskostnad. Arbetet var avgränsat till att analysera modifierade kugghjul i baslådan. Första delen av arbetet bestod av att dimensionera nya kugghjul anpassade för max belastning på 1600 Nm, detta utifrån samma produktionsupplägg som för befintliga kugghjul som återfinns i bland annat AT2412. Den andra delen bestod av att ta fram faktorer för hur olika tillverkningsmetoder påverkar dimensioneringen och för varje enskilt kugghjul beräkna vikt och tillverkningskostnad då åtta kombinationer av tillverkningsmetoder används. Avslutningsvis gjordes en summering för att visa vilka varianter som ger en optimal växellåda utifrån minimal vikt respektive minimal tillverkningskostnad. Resultatet visar att valet av tillverkningsmetoder leder till att vikten på kugghjulen kan reduceras mer eller mindre. Generellt visar beräkningarna att kugghjul som slipas, kulpenas och manganfosfateras får lägst vikt och blir dyrast att producera. Lägsta tillverkningskostnad uppnås genom att vissa tillverkningsprocesser som kulpening och manganfosfatering utesluts men detta måste då kompenseras med ökad kuggbredd vilket leder till högre vikt. Om VPT väljer att ta fram en ny variant av I-shift där kugghjulen är dimensionerade för 1600Nm så kan växellådan göras 6-11 kg lättare och tillverkningskostnaderna för kugghjulen kan minska med ca 10 procent. / Volvo Powertrain, VPT, in Köping currently manufactures transmissions for heavy-duty vehicles. For medium-duty vehicles Volvo purchase transmissions from their parts supplier ZF. Volvo wants to investigate the scenario to develop AMT - gearboxes for medium-duty vehicles. The I-shift model AT2412, which is designed for a maximum load of 2400 Nm and adapted for heavy-duty vehicles, would be able to function even in the medium-duty vehicles, but would be oversized and excessively heavy. In view of future development Volvo need to increase their knowledge in how the choices of manufacturing methods affect the mass and the manufacturing costs. They need to increase the understanding to make the optimal priorities with respect to mass and manufacturing costs. This study aimed to provide this understanding of how different processes affect a transmission design with respect to mass and measures from a given torque range. The aim of the study was to demonstrate the influence of the choice of production methods for individual items and how much it can affect the complete transmission's mass and manufacturing cost. The work was limited to analyzing the modified gears in the base unit. The first part of the work consisted of designing new gears designed for a maximum load of 1600 Nm, based on the same list of operations as the existing gears, which are found in AT2412. The second part consisted of revealing the factors for the different processes affecting the design regarding to fatigue and structural strength. For eight combinations of manufacturing processes the mass and manufacturing cost was calculated for each gear. Finally, a summary was made to show which combination of manufacturing methods that would give the optimum transmission based on minimum mass and minimum manufacturing cost. The results show that the choice of production methods leads to more or less reduction of mass of the gears. Generally, the calculations show that the gear that is ground, shootpeened and manganese phosphated get the lowest mass and become the most expensive to produce. On the other hand, lower manufacturing cost can be achieved by excluding certain manufacturing operations as shootpeening and manganese phosphate, but this must be compensated by increased facewidth of the gear, leading to increased mass. If VPT decide to develop a new variant of the I-shift in which the gears are designed for 1600Nm then the gearbox can be 6-11 kg lighter and the manufacturing costs of the gears can be reduced by about 10 percent.