Additive manufacturing, AM, is a general term for several different methods that aredefined by adding material instead of subtracting it as the traditional manufacturingmethods do. Being able to produce complex and high-strength metal componentsthrough AM has become an important research and development area in recentyears. This thanks to the short lead-time and increased level of complexity. AM ofmetal components is still a relatively new manufacturing method and there are someuncertainties regarding the process. This thesis considers the mechanical propertiesand material characterization of additive manufactured aluminum components fromthe powder AlSi10Mg. These components exhibit layer structure with a very fineunique microstructure. Due to the layer structure, test rods in two differentdirections were manufactured; vertical and horizontal, and analyzed in case of anyanisotropy occurrence. To investigate the mechanical properties and materialcharacterization of the two different AM test rods, fatigue properties, hardness andmicrostructure were analyzed and compared to traditional manufactured test rods ofaluminum alloy Al 6082-T6. This study has not been able to demonstrate that AMaluminum components would behave significantly differently (e.g. with respect to thecorrelation between fatigue resistance and tensile strength) than traditionallymanufactured components when exposed to fatigue stresses.

Tillverkning av slutprodukter med additiv tillverkning   blir allt vanligare. Slutprodukter har högre krav på detaljens mekaniska   egenskaper än prototyper gör. Forskning har visat att porositeten är av stor   betydelse för en detaljs hållfasthet. Med additiv tillverkning finns goda   möjligheter för direkt processövervakning och kontrollsystem. Inom electron   beam melting finns sådana system men de saknas en validering av resultatet   från dom systemen. I de här arbetet har prover med designade defekter   tillverkats. LayerQam bilder från tillverkningen har analyserats med Defect   Detector. Data från analysen har visualiserats. Resultatet har studerats samt   att det har tagits fram en Defect Detector-analys med högre precision.   Utvalda prover har undersökts i ett tvärsnitt med optisk mikroskopi samt i 3D   med mikrotomografi. Undersökningarna har jämförts med varandra, de tyder på   att Defect Detector har brister i sin bedömning av densiteten. De designade   defekterna har en överskattad storlek samt brister i kompensation av   förvrängningen i synfältet i bilderna. / <p>Betyg: 180827</p>

Användningen och intresset för additiv tillverkning (AM) har ökat markant de senaste åren och det finns en teori kring att tillverkningsmetoden kan vara det nästa steget i den industriella revolutionen. Eftersom AM fortfarande befinner sig i utvecklingsstatidet går det att anta att tekniken ännu inte uppnått sin fulla potential och att det kan komma att finnas möjligheter att implementera tekniken i fler branscher och företag. Detta skulle innebära en bredare marknad för AM. Syftet med examensarbetet var att undersöka vilka möjligheter och hinder som finns för ökad användning av AM i Sverige. Studien genomfördes genom kvalitativa intervjuer med åtta olika verksamheter tillhörande den svenska industrin och en litteraturgenomgång för att presentera nuläget för AM i svensk industriell marknad. Resultatet av datainsamlingen analyserades med modellerna PEST, 4P och slutligen SWOT. De fördelar som har setts med användningen av AM har varit minskade ledtider, minskade kostnader för tillverkning av produkter och verktyg, minskat materialspill och en optimal designprocess med ökad kreativitet. De begränsningar som finns i tekniken i dagsläget är att priset för material och maskiner är dyrt. Vidare anses även kvalitet på slutdetalj, begränsad byggvolym och opålitliga processer vara problematiska. De möjligheter som finns beror huvudsakligen på den forskning som görs. Förutsättningarna för AM i svensk industri kommer att bero på hur tekniken kommer att utvecklas. De hinder som finns är kopplat till kompetensbrist och att det inte finns befintliga standarder för material eller process inom AM. / Within the industrial sector, an increased interest and usage of Additive Manufacturing (AM) throughout the decade has been formed. The layer-upon-layer building technology has been seen and recognized as one of the next industrial revolutionizing methods of production. As the technology is still in the trending and uprising phase it should be considered that its full potential has not yet been achieved, as large opportunities for implementation of AM exist and that new companies and markets have a growing interest in this technology. Through this study a market research was conducted to identify and present what opportunities and obstacles there are for an increased usage of AM in Sweden. A literature study on the Swedish market has been made to present the market as of today. Eight qualitative interviews have also been conducted with companies within the industrial sector to identify the areas of use within AM for production. The concepts and models used to analyze these questions was PEST, Marketing Mix and SWOT. The concluded results for advantages in using AM are shortened lead times, reduced costs of production of components and tools, reduced material waste and optimization of design processes with increased creativity. The concluded challenges are expensive materials and machine, the quality of finished components, limited printing volume due to the 3D-printers and reliability of printing processes. The finalized opportunities that are presented in this work are that AM is dependent on how much research on the subject and factors around it is done. How AM will be applied in the coming future revolves around the advancement in the technology. The obstacles that are found in this study are lack of competence and lack of standard for materials and processes within AM.

This study examines how illustrations are used to introduce the concept of multiplication in Swedish mathematics textbooks intended for use with 2nd grade students. The aim is to find out how instructions and tasks are supported by illustrations by using a sociocultural perspective on learning with focus of mediating artifacts. The findings are compared to research in the field of mathematics didactics, where the importance of teaching multiplicative structures to primary school students is emphasized. With a method that categorize illustrations, insight is gained into how well they connect to the subject content, and in addition if they show additive or multiplicative multiplication. This study also looks into the extent that students are being instructed and encouraged to illustrate their answers to the textbook assignments. Results from the analyses of four 2nd grade mathematics textbook series, show that illustrations are used to a large extent to support text and numbers in introducing multiplication, but that all books contain pictures that contradict the subject content. The results also show that the majority of the illustrations demonstrate multiplication as repeated addition. Furthermore, this study suggests that when students are encouraged to draw pictures themselves, they are in most cases not given support and instructions to draw multiplicative multiplication. Based on earlier research within this field, as well as the findings of this study, it is argued that the dominant focus on repeated addition in illustrations can trap students in patterns of additive reasoning. This can interfere with their perception and comprehension of multiplication structure, and lead to limitations of students’ further development and understanding of mathematic concepts.

Alla ska ha lika stor möjlighet att utöva idrott på lika villkor. Parasport är idrott till för personer med någon form av funktionsnedsättning såsom synnedsättning, intellektuell funktionsnedsättning eller rörelsenedsättning. Inom parasport finns alpin skidåkning som går ut på att ta sig ned för backen så snabbt som möjligt i en utstakad bana. Utbudet av professionell utrustning för både alpint och andra sporter som är möjlig att individanpassa mot idrottsutövarens behov är mycket begränsad om än inte obefintlig. Projektet initierades av landslagstränaren för alpina parasportförbundet, Henrik Bergqvist. Syftet med detta projekt är att möjliggöra en bättre tackling av en slalomkäpp för paraalpinåkare med förkortad underarm. Målet med projektet är att ta fram ett konceptunderlag för att kunna tillverka ett alpint slalomarmskydd. Konceptunderlaget kommer innefatta tredimensionella ritningar för produkten samt materialval och tillverkare. Denna rapport omfattar en produktutvecklingsprocess innehållande fem faser, förstudie, produktspecificering, konceptgenerering, utvärdering och val av koncept, prototyp och detaljkonstruktion. Resultatet av projektet genererades i ett konceptunderlag för ett slalomarmskydd till paraalpinåkare med förkortad underarm. Detta koncept har funktionen att tackla bort slalomkäppen samtidigt som den ska vara ergonomisk mot underarmen, och ha ett material som tål de påfrestningar som skyddet kommer utsättas för. Projektet och dess resultat överlämnas till uppdragsgivaren med goda förutsättningar att vidare kunna tillverka detta slalomarmskydd. / Everyone should have an equal opportunity to practice sports on equal terms. Parasport is sports for people with some form of disability such as visual impairment, intellectual disabilities or mobility impairment. In parasport, there is alpine skiing that involves getting down the slope as quickly as possible in a marked course. The range of professional equipment for both alpine and other sports that can be individually adapted to the athlete's needs is very limited, although not non-existent.   The project was initiated by the national team coach for the alpine parasport association, Henrik Bergqvist. The purpose of this project is to enable a better tackle of a slalom gate for para-alpine skiers with a shortened forearm. The goal of the project is to produce a concept material to be able to manufacture an alpine slalom arm guard. The concept material will include three-dimensional drawings for the product as well as material selection and manufacturers.   This report covers a product development process that includes five phases, feasibility study, product specification, concept generation, evaluation and selection of concepts, prototype and detailed design.   The result of the project was generated in a concept data for a slalom arm protection for para-alpine skiers with a shortened forearm. This concept has functions to tackle the slalom gate while at the same time being ergonomic against the forearm and having a material that can withstand the stresses to which the protection will be exposed.   The project and its results are handed over to the client with good conditions to be able to further manufacture this slalom arm guard. / <p>Betyg 2021-07-16</p>

Utvecklingen av produkter inom motorsporten är viktig ur flera aspekter. Dels för att miljöaspekten kring motorsport är mer aktuell än någonsin och för att ny teknologi gör det möjligt att optimera fordonen mer. Den här rapporten handlar om att optimera ett insug till en specifik förbränningsmotor, Volvos motor B234 16v. Insuget modelleras i programmet SolidWorks, där en CAD-fil tas fram. Från denna CAD-modell ska insuget sedan konstrueras genom additiv tillverkning. Uppgiften var att optimera gasflödet och producera en produkt som är lättare än originalprodukten, i ett polymermaterial som klarar de temperatur och lösningsmedelskrav som ett insug till en förbränningsmotor kräver. Reverse engineering användes för att matcha de båda flänsarna på varsin sida om insuget mot motor och spjällhus. Ett antal olika versioner av insug modellerades och testades för optimalt gasflöde. Från detta valdes den bäst flödande versionen ut. En polymer, PA12 (polyamide) Nylon glasfilled, presenterades som det bäst tänkbara materialet för den additiva tillverkningen av insuget. Genom att använda det presenterade materialet kunde en viktminskning på 37% uppnås. Det färdiga insuget skall sedan testas i motorbänk av uppdragsgivaren för att jämföras med ett insug som modifierats efter Trendabs ursprungliga process. Efter arbetet kunde det konstateras att processen som använts i arbetet inte bara är sparar pengar åt uppdragsgivaren, men även sparar tid i form av arbete som kan lejas bort istället för att göras in-house. Det framgick även att reverse engineering kunde göras med goda resultat utan att använda avancerad skannerteknik. Istället kan konstruktören utgå ifrån den del som skall modifieras för att använda mått och bilder för skapandet av CAD-modellen / <p>Betyg 2021-07-16</p>

Der Zusammenhang zwischen der Zerkleinerung und der Verdichtung eines Gutbetts bei einmaliger Beanspruchung bis zu einem Druck von 1132 MPa wurde in einer geschlossenen und in seitlich offenen Konfigurationen untersucht. Das Untersuchungsmaterial Kalkstein wurde durch die Zugabe von n-Hexansäure in seinen schüttgutmechanischen Eigenschaften verändert. Es zeigte sich eine direkte Proportionalität der durch den Zuwachs der spezifischen Oberfläche charakterisierten Zerkleinerung von der Verdichtung des Gutbetts. Dieser Zusammenhang ist nahezu unabhängig von einer seitlichen Öffnung der Drucktöpfe oder der Zugabe der n-Hexansäure. Der Zusatzstoff fördert im geschlossenen Drucktopf die Verdichtung, und die Zerkleinerung findet schon bei niedrigeren Pressungen statt. In den seitlich offenen Drucktöpfen wird vornehmlich die Verdrängung aus dem Beanspruchungsraum durch den Zusatz beeinflusst. Für eine große Zerkleinerung während einer einzelnen Beanspruchung muss möglichst viel Material hoch verdichtet werden.

Additive manufacturing (AM) has the possibility of producing complex-shaped components which can not be produced by conventional manufacturing methods. This gives the opportunity for designers to freely think outside the design spectra which is otherwise limited by conventional manufacturing methods. AM of metal has rapidly been developed for the last three decades, and they now are reaching industrial acceptance levels, metal feedstock for use in AM is also rapidly growing. AM of metals is especially of interest for the tooling industry. The design freedom which AM offers the tooling manufacturer can design complex cooling channels within moulds, which could reduce cycle time and enhance the quality of components produced with the moulds. Maraging steels have been proven to both be able to be processed with AM but also have comparable performance to traditionally carbon-based used tool steels. Laser Powder Bed Fusion (LPBF) is one of the most promising AM systems today, by using powder as a feedstock it can produce high-resolution parts without needing to process them after they have been produced. However, there is a need to better understand processing within the LPBF system. This master thesis is aimed to process a newly developed maraging steel from Uddeholm, and conduct process parameter experiment and study their correlation to be able to produce samples with as few defects possible. It is crucial to conform to a good methodology for how to find those correlations and see how they influence the printed material. LPBF process has a multi-complex variable system, and by narrowing down the complexity by focus on the most influencing parameters as has been proven by many researchers. Even with a reduced focus, it is still a multi-variable problem. In this study a methodology of finding process parameters relations, a Design Of Experiment software was used, namely, MODDE. By screening of process parameter ranges, within the software, a statistical evaluation of operational process window can be found with fewer conducted experiment. Development of process parameter can traditionally be time-consuming and result in an unnecessary large number of experiments to find the operational window. The experiment showed that laser power and point distance had the most influencing effect on relative density, followed by exposure time and hatch distance. The experiment was firstly conducted with a layer thickness of 50 µm, the achieved relative density resulted in over 99.8 percent. However, a large lack of fusion defects was observed inside the specimens. Even though a high relative density was measured, a pore analysis has to be conducted to fully understand the size and shape of defects since they can have a severe impact on mechanical properties. It was believed that the layer thickness was too high and that the defects could be reduced by printing a set with same process parameters but with a lower layer thickness of 40 µm instead. The reduction of layer thickness did result in a significant decrease of the defects observed. However, future work after this thesis must be continued to further optimize and to increase the solidity of printed material to reach closer to its conventional produced relatives / Additiv tillverkning har möjligheten att producera komplext konstruerade komponenter som inte kan produceras med konventionella tillverkningsmetoder. Detta ger konstruktörer möjligheten att fritt tänka utanför designspektra som annars begränsas av konventionella tillverkningsmetoder. Additiv tillverkning av metall har snabbt utvecklats under de senaste tre decennierna och har nu nått industriella acceptansnivåer. Metallråvara för användning i additiv tillverkning växer snabbt. Additiv tillverkning av metaller är särskilt intressant för verktygsindustrin, designfriheten som additiv tillverkning kan erbjuda verktygstillverkaren för att kunna utforma komplexa kylkanaler inuti formar. Det kan således reducera cykeltiden och förbättra kvaliteten på komponenter som produceras med formarna. Maråldringsststål har visat sig att både kunna processas i additiv tillverkning och har jämförbara egenskaper med traditionellt kolbaserade verktygsstål. Pulverbäddsystemet är ett av de mest lovande systemen idag, genom att använda pulver som råmaterial kan systemet producera komponenter med hög noggranhet utan att behöva bearbeta dem efter att processen är klar. Det finns emellertid ett behov av att bättre förstå själva processen inom pulverbädds teknologin. Den här masteruppsatsen syftar till att additivt tillverka ett nyutvecklat maråldringsstål från Uddeholm. Samt att genomföra processparameterexperiment och studera deras korrelation för att kunna producera prover med så få defekter som möjligt. Det är avgörande att hitta en metod för hur man hittar korrelationerna och se hur de påverkar det tillverkade materialet. Pulverbäddsystemet har ett multikomplext variabelsystem. För att minska komplexiteten kan fokus läggas på de mest inflytelserika processparametrarna, vilket har bevisats av många forskare. Även med ett reducerat fokus är det fortfarande ett flervariabelsproblem. I denna studie användes en metod för att hitta relationer mellan processparametrar och en Design Of Experiment-programvara, nämligen MODDE. Genom screening av processparametrar, inom programvaran, kan en statistisk utvärdering av operativt processfönster hittas med färre genomförda experiment. Utvecklingen av processparametrar kan traditionellt vara tidskrävande och resultera i ett onödigt stort antal experiment för att hitta det operativa fönstret av processparametrar. Experimentet visade att lasereffekt och punktavstånd påverkande den relativa densiteten mest, följt av exponeringstiden och spåravståndet. Experimentet genomfördes först med en lagertjocklek av 50 mikrometer, lagertjockleken resulterade i en relativ densitet på över 99,8 procent. Emellertid observerades stora fusionsdefekter inuti proverna. Även om en hög relativ densitet mättes, måste en poranalys genomföras för att fullt ut förstå storleken och formen på defekter eftersom de kan ha en avgörande inverkan på mekaniska egenskaperna. Det misstänktes att lagertjockleken var för hög och att defekterna kunde minskas genom att tillverka en ytterligare uppsättning av samma processparametrar men med en lägre lagertjocklek på 40 mikrometer istället. Minskningen av lagertjockleken resulterade i en signifikant minskning av de observerade defekterna. Framgent efter den här avhandlingen måste dock arbetet fortsätta att ytterligare optimera och öka soliditeten i det additivt tillverkade materialet. Det för att uppnå bättre prover och komma ännu närmre det konventionellt tillverkade materialets egenskaper.

This project treats Additive Manufacturing (AM) for metallic material and the question if it is suitable to be used in the aeronautics industry. AM is a relatively new production method where objects are built up layer by layer from a computer model. The art of AM allows in many cases more design freedoms that enables production of more weight optimized and functional articles. Other advantages are material savings and shorter lead times which have a large economic value. An extensive literature study has been made to evaluate all techniques on the market and characterize what separates the different processes. Also machine performance and material quality is evaluated, and advantages and disadvantages are listed for each technique. The techniques are widely separated in powder bed processes and material deposition processes. The powder bed techniques allow more design freedom while the material deposition techniques allow production of large articles. The most common energy source is laser that gives a harder and more brittle material than the alternative energy sources electron beam and electric arc. Two specific techniques have been selected to investigate further in this project. Electron Beam Melting (EBM) from Arcam and Wire fed plasma arc direct metal deposition from Norsk Titanium (NTiC). EBM is a powder bed process that can manufacture finished articles in limited size when no requirements are set on tolerances and surface roughness. NTiC uses a material deposition process with electric arc to melt wire material to a near-net shape. The latter method is very fast and can produce large articles, but have to be machined to finished shape. A material investigation have been made where Ti6Al4V-material from both techniques have been investigated in microscope and tested for hardness. For the EBM-material have also surface roughness and weldability been investigated since the limited building volume often requires welding. The materials have mechanical properties better than cast material with respect to strength and ductility, but not as good as wrought material. Test results show that the difference in mechanical properties in different directions is small, even though the material has an inhomogeneous macrostructure with columnar grains in the building direction. The EBM-material has a finer microstructure and a stronger material and, in combination with improved design freedom, this technique is most suitable for aerospace articles when the weldability is good and it is possible to surface work where requirements of the surface roughness are set. Keywords: Additive Manufacturing, Aeronautics, Titanium / Det här projektet behandlar området Additiv Tillverkning (AM) för metalliska material och undersöker om det är lämpligt att använda vid produktion inom flygindustrin. AM är en relativt ny tillverkningsmetod där föremål byggs upp lager för lager direkt ifrån en datormodell. Teknikområdet tillåter i många fall större konstruktionsfriheter som möjliggör tillverkning av mer viktoptimerade och funktionella artiklar. Andra fördelar är materialbesparing och kortare ledtider vilket har ett stort ekonomiskt värde. En omfattande litteraturstudie har gjorts för att utvärdera alla tekniker som finns på marknaden och karakterisera vad som skiljer de olika processerna. Även maskiners prestanda och kvalité på tillverkat material utvärderas, och för varje teknik listas möjligheter och begränsningar. Teknikerna delas grovt upp i pulverbäddsprocesser och material deposition-processer. Pulverbäddsteknikerna tillåter större friheter i konstruktion, medan material deposition-processerna tillåter tillverkning av större artiklar. Den vanligaste energikällan är laser som ger ett starkare men mer sprött material än de alternativa energikällorna elektronstråle och ljusbåge. Två specifika tekniker har valts ut för att undersöka närmare i detta projekt. Electron Beam Melting (EBM) från Arcam och Wire fed plasma arc direct metal deposition från Norsk Titanium (NTiC). EBM är en pulverbäddsprocess som kan tillverka färdiga artiklar i begränsad storlek då låga krav ställs på toleranser och ytfinhet. NTiC använder en material deposition-process med en ljusbåge för att smälta ner trådmaterial till en nära färdig artikel. Den senare metoden är mycket snabb och kan tillverka stora artiklar, men måste maskinbearbetas till slutgiltig form. En materialundersökning har genomförts där Ti6Al4V-material från båda teknikerna har undersökts i mikroskop och testats för hårdhet. För EBM-material har även ytfinhet och svetsbarhet undersökts då begränsad byggvolym i många fall kräver fogning. Materialen har egenskaper bättre än gjutet material med avseende på styrka och duktilitet, men inte lika bra som valsat material. Provning visar att skillnaden på mekaniska egenskaper i olika riktningar är liten även fast materialet har en inhomogen makrostruktur med kolumnära korn i byggriktningen. EBM ger en finare mikrostruktur och ett starkare material och, tillsammans med de ökade konstruktionsfriheterna, så är det den tekniken som är bäst lämpad för flygplansartiklar då svetsbarheten är god och det finns möjlighet att bearbeta ytan till slutgiltigt krav. Nyckelord: Additiv Tillverkning, Flygteknik, Titan

The conventional manufacturing methods, such as milling and turning, are reliable methods which makes them commonly used. These methods are capable of producing high precision details with high surface quality. But there are drawbacks and limitations. Many of these methods are expensive and require high production volume to be profitable. The design constraints for conventional manufacturing methods are usually determined by the machining tools, which restrict shape and form.Additive manufacturing methods have gained high attraction in the last decades as an alternative to conventional methods. With greater design freedom, ease to use interface and minimal material waste, cost and time usage can be minimized. But changing the production process requires high knowledge of capability and limitations for these methods. This step is critical to assure the right detail and quality requirements. Additive manufacturing at present is limited to material selection, low precision and possibility of reduced mechanical properties. This report aims to investigate additive manufacturing and the possibility of replacing conventional manufacturing of tools and products. / De traditionella tillverkningsmetoderna (TT), exempelvis fräsning eller svarvning, är något många företag använder sig av för att bearbeta fram sina produkter. Dessa processer ger hög precision, snäva toleranser och en god ytfinish vid tillverkning. Men som för alla processer finns även nackdelar och begränsningar. Många av dessa processer är väldigt dyra och kräver större tillverkningsvolymer för att bli lönsamma. De har även begränsningar i frihet vid formgivning och kräver bland annat större kunskap hos operatören och leder till materialspill. På senare tid har additiva tillverkningsmetoder (AT) lockat många tillverkare för att byta ut de traditionella processerna. Med sin frihet i formgivning, enkelhet och diversitet ser man potential i att spara både tid och pengar. Men att byta ut nuvarande produktionsmetod kräver god förståelse av den nya metodens kapacitet och begränsningar. Detta för att kunna säkerställa kvalitetskrav för det tänkta arbetet. AT i dagens läge är begränsad till materialval, ger långt ifrån de snäva toleranser som kan åstadkommas med traditionella tillverkningsmetoderna, och kan påverka de mekaniska egenskaperna hos den tillverkade detaljen negativt. Vissa AT metoder kräver dessutom höga investeringskostnader och det visar sig inte alltid vara mer lönsamt mot traditionella tillverkningsmetoder. I detta arbete ska just detta undersökas och huruvida AT kan konkurrera med traditionella tillverkningsmetoder, samt hur AT kan säkerställa de krav som finns på befintlig produktion av detaljer. Detta arbete är en förstudie om additiv tillverkning och dess möjligheter att ersätta befintlig produktion av verktyg och produkter.