Vid konstruktion av flygplan uppkommer svårigheter att efterlikna de tänktadriftsförhållandena vid vindtunnelprovning av mindre skalmodeller. Dessa svårigheter berorfrämst på att ekonomiska och skalbara begränsningar gör att tillräckligt stora vindtunnlar intekan byggas för att generera de strömningshastigheter som ger samma Reynoldstal som för detänkta driftsförhållandena. För att komma runt detta problem kan så kallade störelementanvändas vilka inducerar en övergång mellan laminär och turbulent strömning i skalmodellensgränsskikt och möjliggör vindtunnelprovning i lägre strömningshastigheter. Detta arbete ämnardärför att ta fram ett kostnadseffektivt och flexibelt designkoncept för störelement ämnade förvindtunnelprovning av en skalmodell. Under arbetets gång undersöktes olika typer avstörelement som sedan togs fram med hjälp av CAD och additiv tillverkning. Dessa testadessedan på en skalmodell i en vindtunnel i syfte att hitta anfallsvinkeln för vilken skalmodellenöverstegrade. Mätdata jämfördes sedan med tidigare simuleringar gjorda för skalmodellen ochslutsatsen som drogs var att de framtagna störelementen hade en otillräcklig förmåga i att fåskalmodellen att överstegra, men att ytterligare modifikation av störelementens höjd och breddskulle göra modellering i CAD och additiv tillverkning till ett attraktivt framtagningskonceptför störelement ämnade för vindtunnelprovning av en skalmodell.

Preface: The research about product development of a prosthetic socket was conducted by two students from Mälardalen University, department of Innovation, Design, and Technology. Background: The most recent public survey shows that an estimated 5 million people in China are amputees, out of which a significantly large portion are below-elbow amputees. Sockets sold to below-elbow amputees are equipped with only two surface electromyography sensors, has low comfortability, has problems with perspiration, and a high weight. The current standard for socket manufacturing has not changed in decades. Research Questions: The following research questions have determined the direction of the research: (1) What measurable factors contribute to a convenient and ergonomic feature design in prosthetic socket from the end-user’s perspective? (2) How can the weight and functionality be improved to achieve a prosthetic socket more suited to the end-user, with respect to the existing prosthetic socket? (3) Which material and manufacturing method is suitable for producing cost-effective and customized prosthetic sockets? Research Method: The research was guided by the 5th edition of Product Design and Development by Ulrich & Eppinger (2012) where the product development process described in five of the six phases from planning to test and refinement were utilized. The data collection and analysis techniques performed in this research was guided by Research Methods for Students, Academics and Professionals by Williamson & Bow (2002). Interviews were conducted with five different stakeholders to find specifications of requirements and concretize subjectivism of what defines quality and ergonomics. Implementation: Currently, below-elbow amputees order sockets from orthopedic clinics. The socket was identified as a product of Ottobock. Investigations were made to find optimal solutions to the specification of requirements. Results: The development of a socket concept was designed for additive manufacturing using a multi-jet fusion printer. Analysis: This concept had significant improvements to parameters: higher grade of customizability, 30 % reduced weight, 48 % cost reduction, a new production workflow with 93,5 % automation, and a 69 % reduction in manual work hours. Conclusions: The data of the research strongly indicate existing potentials in enhancing socket design techniques and outputs by implementation of additive manufacturing processes. This can prove to be beneficial for achieving more competitive prosthetics and associated services. / Förord: Denna forskning om produktutvecklingsprocessen av en armprotes genomfördes av två studenter från Mälardalens universitet, avdelningen för innovation, design och teknik. Bakgrund: Den senaste offentliga undersökningen visar att cirka 5 miljoner människor i Kina är amputerade, varav en betydligt stor del är under-armbågsamputerade. Armproteser som säljs till underarmsamputerade individer är utrustade med endast två yt-elektromyografiska sensorer, har låg komfort, har problem med perspiration och hög vikt. Den nuvarande standarden för armproteser har inte förändrats under årtionden. Forskningsfrågor: Följande forskningsfrågor har bestämt riktningen för forskningen: (1) Vilka mätbara faktorer bidrar till en praktisk och ergonomisk funktionsdesign i underarmsproteser ur slutanvändarens perspektiv? (2) Hur kan vikten och funktionaliteten förbättras för att åstadkomma en underarmsprotes som är bättre anpassad för slutanvändaren med avseende på den befintliga underarmsprotesen? (3) Vilket material och tillverkningsmetod är lämpligt för att producera kostnadseffektiva och anpassade underarmsproteser? Forskningsmetod: Forskningsmetoden styrdes av den femte upplagan av Product Design and Development av Ulrich & Eppinger (2012) där produktutvecklingsprocessen är uppdelad i sex faser. I denna forskning användes de fem första faserna från planering till testning och justering. Tekniker för datainsamling och analys som användes i denna forskning styrdes av Research Methods for Students, Academics and Professionals av Williamson & Bow (2002). Intervjuer genomfördes med fem olika intressenter för att hitta kravspecifikationer och för att konkretisera subjektivitet för vad som definierar kvalitet och ergonomi. Implementering:  Underarmsamputerade individer beställer för närvarande armproteser från ortopediska kliniker. Armprotesen identifierades som en produkt av Ottobock. Undersökningar gjordes för att hitta optimala lösningar för kravspecifikationen. Resultat: Konceptutvecklingen av en armprotes utformades för additiv tillverkning med hjälp av en multi-jet-fusion-skrivare. Analys: Det här konceptet hade betydande förbättringar av parametrar: högre grad av anpassningsbarhet, 30 % minskad vikt, 48 % kostnadsreduktion, ett nytt produktionsflöde med 93,5 % automatisering och en 69 % minskning av manuella arbetstider. Slutsatser: Data från denna forskning indikerar att det finns starkt potential för att förbättra designtekniker och utgångar av underarmsproteser genom implementering av additiva tillverkningsprocesser. Detta kan visa sig vara fördelaktigt för att uppnå mer konkurrenskraftiga proteser och tillhörande tjänster.

This project was conducted as a case study at Öhlins Racing AB, a manufacturer of suspension systems for automotive applications. Öhlins usually manufacture their components by traditional methods such as forging, casting, and machining. The project aimed to investigate how applicable Additive Manufacturing (AM) is to manufacture products for suspension systems to add value to suspension system components. For this, a proof of concept was designed and manufactured. The thesis was conducted at Öhlins in Upplands Väsby via the consultant firm Combitech.  A product catalog was searched, screened, and one part was selected. The selected part was used as a benchmark when a new part was designed for AM, using methods including Topology Optimization (TO) and Design for Additive Manufacturing (DfAM). Product requirements for the chosen part were to reduce weight, add functions, or add value in other ways.  Methods used throughout the project were based on traditional product development and DfAM, and consisted of three steps: Product Screening, Concept Development, and Part Design. The re-designed part is ready to be manufactured in titanium by L-PBF at Amexci in Karlskoga.  The thesis result shows that at least one of Öhlin's components in their product portfolio is suitable to be chosen, re-designed, and manufactured by AM. It is also shown that value can be added to the product by increased performance, in this case mainly by weight reduction. The finished product is a fork bottom, designed with hollow structures, and is ready to print by L-PBF in a titanium alloy.

Additive manufacturing (AM) has enabled the possibility for the hospitals to become their own implant producers developing implants that are tailored to patient’s anatomy. Despite the enormous potential of custom-made implants there are challenges that complicate the implementation of them into clinical practice. The aim of this research is to (1) identify the main driving forces and barriers for the delivery of custom-made implants; (2) explore staff stakeholder views and practices related to the implementation of AM in surgery for the development of custom-made implants; (3) formulate recommendations on how to cope with the implementation challenges. The research method was an explorative qualitative study consisted of a literature review on the challenges of custom-made implants in clinical applications coupled with the collection and inductive analysis of empirical data. The empirical study was based on ten semi-structured interviews conducted among both domestic and international hospital managers medical doctors and research engineers. The consolidated framework for implementation research (CFIR) was utilized for data collection. Using the five domains of CFIR, the following results were obtained: (1) Characteristics of individuals: Most research participants indicated a positive attitude towards the innovation expressing self-efficacy to its use; (2) Intervention characteristics: Custom-made implants were perceived to have a relative advantage in surgical practice due to their high degree of observability and geometrical adaptability providing increased surgical quality, perfect patient fit and better understanding of pathologies. However, high implementation costs, low degree of trialability and high degree of complexity in the development process were regarded as drawbacks of the innovation; (3) Outer setting: the regulatory uncertainty and lack of reimbursement limit the accessibility of custom-made implants to low income populations; (4) Inner setting: scarcity of resources, staff resistance to change, insufficient management support, communication difficulties, limited access to educational materials and training opportunities as well as lack of time and innovative capacity were regarded by the majority of participants as implementation barriers; (5) Process: central for the success of implementation is the need for a coherent implementation plan and evaluation process as well as the engagement of key stakeholders such as hospital managers, payers, regulatory and implementation advisors. This dissertation proffers a deeper understanding of the implementation issues related to custom-made implants and offers preliminary recommendations on how to cope with implementation impediments through the use of Rogers diffusion of innovation coupled with concepts from the field of organizational change and innovation management including Clayton’s disruptive innovation.

Additive manufacturing with the use of metals have been a steadily increasing field, being able to create products with a higher degree of complexity than traditional processing techniques. SLM is a popular AM process that uses metal powder as feedstock, and one of the key components of this process is the powder rheology. In recent years the use of a powder rheometer has been shown to be a good way of evaluating powder rheology of metal powders used within AM processes, but there is a clear lack of standardised tests and methods. In this study the Compressibility, Permeability, and Aeration test for 316L powders used within SLM processes was evaluated with a FT4 powder rheometer. 15 powders that had undergone printing in SLM processes were studied. This showed that the compressibility test had the best results in differentiating the bad preforming powders, thereafter the Aeration test. The Permeability test wasn’t able to differentiate the bad preforming powders with the settings used. This study demonstrates that some tests with a powder rheometer can evaluate the powder performance in SLM processes, but further research to evaluate the tests and standardise the settings are needed for clearer test results. / Additiv tillverkning med metall är ett område som stadigt ökat i intresse, främst på grund av möjligheten att producera produkter med en mycket högre grad av komplexitet i jämförelse med traditionella processmetoder. SLM är en populär AM process som använder metallpulver som råmaterial, och en av huvudkomponenterna för processen är pulvrets reologi. Under senare år har användningen av en pulver-reometer visat sig ett bra sätt att utvärdera pulver-reologi för metallpulver som används inom AM, men det finns en klar avsaknad av standardiserade test och metoder. I denna studie utvärderas Kompressabilitet, Permeabilitet, och Aerabilitet testen för 316L pulver producerade för SLM processer med en FT4 pulver-reometer. 15 pulver som genomgått SLM printing studerades. Studien visar att kompressabilitets testets utfall bäst överensstämde med det som setts under SLM processen, och bäst urskilde pulvren som fungerat dåligt att printa med, därefter Aerations testet. Permeabilitets testet kunde inte urskilja de sämre pulvren med de inställningarna som användes. Studien demonstrerar att vissa test och index samlade med ett pulver reometer är mer tillförlitliga än andra när det gäller för att utvärdera pulvrets prestanda inom SLM processer, men vidare forskning och studier krävs för att utvärdera testen och standardisera inställningar baserat på pulvret som testas.

Lattice structures have received a lot of attention as cellular materials in recent years because of their outstanding properties, such as high strength-to-weight ratio, heat transfer, energy absorption, and capability of improving noise, vibration and harshness (NVH) behavior. This type of structure received a boost from additive manufacturing (AM) technology, which can fabricate geometries in practically any shape. Due to economic and environmental requirements, lightweight design is increasingly used in automobile and construction equipment applications. NVH behavior is a crucial issue for construction equipment. However, the conventional structures' NVH behavior is mainly decided by the mass, so silence often requires heavy systems, leading to more energy consumption and emission. Therefore, the environmental trends and the resulting economic competition have limited traditional (heavy) solutions to improve NVH behavior and make the lightweight design more difficult. Novel solutions are necessary to light the difficulty and challenge of combining NVH and lightweight requirements. In this research, topology optimization was implemented on a New Articulated Hauler Transmission (NAHT) component to balance lightweight and NVH behavior. The topology- optimized 3D model was filled by a non-homogenous lattice structure with optimal lattice density via size optimization. Lattice structure optimization is one type of topology optimization, and it is the term for describing these procedures. To fabricate the complicated lattice structure, additive manufacturing (or 3D printing) is required (after topology and lattice structure optimization). The new models were analyzed using the finite element method (FEM), and the results of the analysis were compared with those of the original models. After the comparison, positive results were obtained, demonstrating that topology and lattice optimization can be applied in the design of construction equipment components. According to the results, lattice structure optimization can create a reliable lightweight design with good NVH behavior. Furthermore, lattice structure's organization and layout have a significant impact on the overall performance. / Gitterstrukturer har fått mycket uppmärksamhet som cellulära material under de senaste åren på grund av deras enastående egenskaper, t.ex. hög hållfasthet i förhållande till vikt, värmeöverföring, energiabsorption och förmåga att förbättra buller-, vibrations- och bullerskador (NVH-beteende). Denna typ av struktur har fått ett uppsving av tekniken för additiv tillverkning (AM), som kan tillverka geometrier i praktiskt taget vilken form som helst. På grund av ekonomiska och miljömässiga krav används lättviktsdesign i allt större utsträckning inom bilindustrin och byggnadsutrustning. NVH-egenskaperna är en viktig fråga för anläggningsutrustning. De konventionella konstruktionernas NVH-beteende bestäms dock huvudsakligen av massan, vilket innebär att tystnad ofta kräver tunga system, vilket leder till ökad energiförbrukning och större utsläpp. Miljötrenderna och den ekonomiska konkurrens som följer av detta har därför begränsat de traditionella (tunga) lösningarna för att förbättra NVH-egenskaperna och gjort lättviktsdesignen svårare. Nya lösningar är nödvändiga för att lösa svårigheten och utmaningen med att kombinera NVH- och lättviktskrav. I den här forskningen genomfördes topologioptimering på en komponent för en ny ledad transportörtransmission (NAHT) för att balansera lättvikts- och NVH-beteende. Den topologioptimerade 3D-modellen fylldes med en icke-homogen gitterstruktur med optimal gittertäthet via storleksoptimering. Gitterstrukturoptimering är en typ av topologioptimering, och det är termen för att beskriva dessa förfaranden. För att tillverka den komplicerade gitterstrukturen krävs additiv tillverkning (eller 3D-utskrift) (efter topologi- och gitterstrukturoptimering). De nya modellerna analyserades med hjälp av finita elementmetoden (FEM), och resultaten av analysen jämfördes med resultaten av de ursprungliga modellerna. Efter jämförelsen erhölls positiva resultat, vilket visar att optimering av topologi och gitterstruktur kan tillämpas vid utformning av komponenter för byggutrustning. Enligt resultaten kan optimering av gitterstrukturen skapa en tillförlitlig lättviktsdesign med bra NVH-beteende. Dessutom har gitterstrukturens organisering och layout en betydande inverkan på den totala prestandan.