Detta examensarbete omfattar produktutvecklingen av ett multiaxiellt styrt maskinstativ, som senare vid en slutlig produkt skall vara ämnad för användning inom additiv tillverkning. Arbetet som utförts har lett fram till konceptframtagning, materialval och tillverkning av en skalkonstruktion för ett 3-axiellt styrt maskinstativ. Tester och simuleringar har gjorts för att se om maskinkonstruktionen går att använda efter de kravspecifikationer som ställts av värdföretaget. Konstruktionen höll sig väl inom sin tolerans på 100 mikrometer vid rumstemperatur men visade vissa felmarginaler vid arbetstemperaturen på 600 grader Celsius. Resultaten som erhållits har analyserats för att kunna ge vidare förslag på förbättringar av konstruktionen då det ännu kvarstår implikationer vid säkerställandet av toleranserna vid arbetstemperaturen. / This thesis covers the product development of a multi-axial driven machine frame, which at a later stage will be intended to be used in additive manufacturing. The work that has been performed has led to concept development, material selection and manufacturing of a shell construction for a 3-axially driven machine construction. Tests and simulations have been done to verify if the machine design can be used by the specifications set by the host company. The construction was well within its tolerance of 100 microns at room temperature but showed some error margins at the operating temperature of 600 degrees Celsius. The results obtained have been analyzed in order to provide further suggestions for improvement of the structure when there still remain implications in ensuring the tolerances at operating temperature.

Teknisk utveckling och innovation är drivande för samhällets ekonomiska tillväxt. Vilja och förmåga att innovera är också avgörande för företags överlevnad då lyckosam innovation skapar konkurrensfördelar. Additiv tillverkning är en ny produktionsmetod som har potential att revolutionera hur produkter tillverkas. Tekniken kastar om förutsättningarna för hur företag konkurrerar genom att möjliggöra kostnadseffektiv tillverkning av små serier, produktion nära kundorderpunkten och kundanpassning. Modeindustrin är en komplex och hårt konkurrensutsatt bransch där företag befinner sig i en konstant strävan efter differentiering. För att nå framgång måste företag skapa fördelar gentemot konkurrenterna. Flera branscher har redan börjat använda additiv tillverkning och företag skapar framgångsrikt konkurrensfördelar genom att implementera tekniken. Inom modebranschen har dock additiv tillverkning använts begränsat och inte för produktion av konsumentprodukter. Vårt intresse väcktes för att vidare utreda huruvida det är lämpligt att implementera additiv tillverkning på bredare front. Studiens syfte är att fördjupa diskussionen kring spridning av ny teknik genom att studera additiv tillverknings potential för spridning till modeindustrin. Studien har genomförts med en deduktiv ansats där teorikärnan utgjorts av Schumpeters teorier kring innovation och Rogers teorier om innovationsdiffusion. Studien har varit av kvalitativ karaktär där empiriinsamlingen skett genom semi-strukturerade intervjuer med representanter från företag som använder additiv tillverkning samt forskare inom det textila området. Studiens slutsats är att additiv tillverkning inte lämpar sig för produktion av kläder så som vi känner dem idag. När empirin analyseras i förhållande till studiens teorier framkommer aspekter som indikerar ett flertal matchningar mellan fördelarna med additiv tillverkning och modeindustrins karaktärsdrag framkommit. Att implementera additiv tillverkning kan, i framtiden, vara en möjlighet för modeföretag att i framtiden skapa konkurrensfördelar. / Technological development and innovation are driving forces behind economic growth. Having the will and ability to innovate are also crucial factors for companies as successful innovation creates competitive advantage. Additive manufacturing is a new production process with the potential to revolutionise the way products are being manufactured. The technique disrupts competitive conditions by enabling cost-effective production of small lot sizes, production close to the decoupling point and customisation. The fashion industry is a complex and highly competitive industry, companies are in a constant quest for means of differentiation. In order to be successful, companies must create advantages over the competitors. Several sectors have already started using additive manufacturing and companies create successful competitive advantage by implementing the technology. In the fashion industry however, additive manufacturing has been used sparsely and not for production of consumer products. Our interest was awaked to further investigate whether or not it is appropriate to extend the use of this new technology. The purpose of this study is to immerse the discussion of diffusion of new technology by studying additive manufacturing’s potential of spreading to the fashion industry. The study was conducted with a deductive approach and the central theories have been Schumpeter’s theories of innovation and Rogers’ theories of diffusion of innovations. The study has been of a qualitative nature and semi-structured interviews with representatives from companies using additive manufacturing and researchers in the textile field were conducted to collect the empirical data. The conclusion is that additive manufacturing is not yet suitable for production of clothing. Nonetheless, when the empirical data was analysed in relation to the theories used, multiple matches between the benefits of additive manufacturing and the characteristics of the fashion industry were revealed. Consequently, implementing additive manufacturing can, in the future, pose opportunities for fashion companies to create competitive advantage. The thesis is written in Swedish.

De traditionella armproteser som tillverkas i utvecklingsländer står inför stora problem i att leverera patienter med lämpliga hjälpmedel. Processen är inte bara tidskrävande eftersom varje enhet måste anpassas för varje enskild användare men vissa komponenter kan inte produceras lokalt vilket driver upp priset ytterligare. Syftet med detta examensarbete var att utveckla en armprotes för utvecklingsländerna med hjälp av additiv tillverkning (3D Printing) för klienten 3D Life Prints som baseras i Nairobi, Kenya. En protes är ett hjälpmedel som används för att underlätta en amputerad människa i dagliga aktiviteter och med hjälp av additiv tillverkning kan även en lokal tillverkningsprocess utvecklas och förbättras vilket skulle kunna minska tiden för tillverkning och distribution av proteser. Den initiala protesen, som låg till grund för designarbetet, var en underarmsprotes som fortfarande var i utvecklingsstadiet hos klienten. Protesen tillverkades med hjälp av tillverkningsmetoden Fused Deposit Modelling (FDM), som har den fördelen att den använder sig av relativt billiga 3D skrivare. För att sammanfatta syftet med projektet utvecklades följande frågeställningar 1. Hur tillverkas, distribueras och används konventionella proteser i jämförelse med additivt tillverkade proteser i Nairobi, Kenya? 2. Vem är den primära användaren av proteser i utvecklingsländer, vilka problem upplevs hos dagens lösningar och vilka faktorer anses vara den viktigaste hos användaren? Och varför?  3. Hur ska additivt tillverkade proteser utformas för optimal användning i utvecklingsländer?  Förutom att besvara frågeställningarna var målet att utvecklingen av systemet skulle leda till förbättrad funktionalitet för användaren och underlätta tillverkningen för organisationen.  För att få en allmän översikt över det vetenskapliga området av additivt tillverkade proteser studerades kontexten för utvecklingsländer, användarcentrerad design (eftersom syftet var att förbättra en produkt för en specifik användare), armproteser och additiv tillverkning. Resultatet, från de olika stadier av designprocessen, var den slutgiltiga designen av "3D Life Arm". Det slutliga systemet bestod av fyra huvudkomponenter, Kroppsselen, Inlägget, Proteshanden och Hylsan. Komponenterna använde sig utav additiv tillverkning i både styvt material (Kroppsselen, Hylsan och Inlägget) och flexibelt material (Proteshanden). Lokalt tillgängliga komponenter användes där additiv tillverkning inte var möjligt till exempel fisketråd och skruvar. En slutsats drogs att de två faktorer som ansågs viktigast för användaren var att produkten skulle vara estetiskt tilltalande och billig. Även sociala stigman spelar en stor roll och enligt användare och experter i Nairobi, måste protesen efterlikna den saknade armen så mycket som möjligt för att kunna smälta in. Författarna konstaterade att kostnaden var den viktigaste faktorn när man utformar proteser för utvecklingsländerna, eftersom användaren i dagsläget inte har råd med de proteser som tillverkas i Nairobi. Sammanfattningsvis utfördes en kostnads- och tidsanalys för att kontrollera tillverkningskostnaderna för hela systemet. Med tre skrivare kunde alla delar tillverkas för 282 kronor och skulle ta cirka 15 timmar och 15 minuter att skriva ut som är betydligt lägre än de funktionella proteser som tillverkades i Nairobi. Ytterligare utvärderingar krävs för att fastställa att protesen kommer att klara av påfrestningarna från dagliga aktiviteter hos användaren och en fungerande strategi för passning måste utvärderas ytterligare. Författarna tror dock att med hjälp av en fullt utbildad protestillverkare finns det en framtid för additiv tillverkning av armproteser. / The traditional prosthetic arms that are being fitted in developing countries are facing major issues in suppling patients with proper assistive aids. Not only is the process time consuming with every single unit having to be customized for the user but some parts can’t be locally produced which drives up price even further. The objective of this master thesis was to develop a prosthetic arm for developing countries with the help of additive manufacturing (3D printing) for the client 3D Life Prints which are based in Nairobi, Kenya. A prosthesis is used to aid an amputee in daily living activities. With additive manufacturing the intention is that a local manufacturing process could be developed and improved which would reduce the time of fitting and distributing a prosthesis. The initial prosthesis, that was the origin of the design, was a below elbow prosthetic arm that was being developed by the client. The prosthesis was fabricated with the additive manufacturing process fused deposition modelling (FDM) which has the advantage of providing the cheapest printers. To summarize the aim of the project the research questions that was established was as followed 1. How are conventional prosthetic arms generally being manufactured, distributed and used compared to additive manufactured prostheses in Nairobi, Kenya?  2. Who is the primary user of prosthetic arms in developing countries, what problems are they facing with current solutions and what factors are considered as the most important? And why? 3. How should additive manufactured prostheses be designed for optimal usage in developing countries? In addition to answer the research questions the aim was that the development of the system would lead to enhanced functionality for the user and to facilitate manufacturing for the organization. To get a general overview of additive manufacturing prostheses the fields theories that was studied included context of developing countries, user centred design (since the aim was to approve on a product which needed to suit a specific user), upper limb prostheses and additive manufacturing. As a result, from different stages of the design process a final design was reached called the “3D Life Arm”.  The final system was comprised of four main components, the Harness system, the Insert, the Cover and the Socket. These components used additive manufacturing in both rigid material (Harness parts, Socket and Insert) and flexible material (the Cover). Locally available components were used for parts not feasible to additive manufacture e.g. fishing wire and screws. The two factors that were concluded to be the most important for the user were the aesthetic appeal and cost. With social stigmas playing a major part according to users and experts in Nairobi, the prosthesis needs to resemble the missing limb as much as possible. It was concluded that cost was the major factor when designing prostheses for developing countries since user just wasn’t able to afford the prostheses that was being manufactured in Nairobi. In the end a cost and time analysis was conducted to verify what price the complete system would need to be manufactured. With three printers all parts could be printed for the price of 282 SEK and would take approximately 15 hours and 15 minutes to print which is considerably lower than that of the functional prosthesis being distributed in Nairobi. Further evaluations need to be done to establish that the prosthesis will manage the strains and stresses of daily living activities of the user and a complete fitting strategy needs to be evaluated further. It’s the authors belief however, that with the help of fully educated prosthetist there is a future for additive manufacturing of upper limb amputees.

Background: Additive manufacturing is a manufacturing process that has for the past 30 years been used substantially within the branch of industry. By adding material layer-by-layer, an object will be designed, and this method is called 3D-printing. Despite the advantage of building an object without assemblage as in traditional manufacturing, there is a lot of limitations with this additive manufacturing. Are there more opportunities than difficulties with additive manufacturing or is this manufacturing process too advanced too take over the traditional manufacturing process once and for all?    Purpose: The purpose with this study is to increase understanding for promises and challenges with additive manufacturing and in which context it is adequate to use. Which elements makes it more appropriate and which are less, with additive manufacturing.   Implementation: In the theoretical frame of reference, an integrative review study has been formed, by collecting and working with data from precious studies. The focus applies on the content of additive manufacturing, differences between traditional manufacturing and additive manufacturing only in theoretical frame of reference, promises and challenge with AM-processes, logistical aspects that focuses on the service elements that interact between organizations and customers but also the quality issues that concern additive manufacturing, order qualifiers and order winners that makes the establishment unique also adequacy of materials for different AM-processes. The empirics contain data and information from two concerned organizations that utilize additive manufacturing, but also how they go about to achieve competitive advantages. The analysis compiles the theoretical frame of reference that is formed by the data from previous additive manufacturing studies. Together with the empirics that has been brought by the concerned companies. Through the question formulation and a designed survey study that was given to the two companies, an information rich integrative review was embodied.   Conclusion: This case study shows, as well as other studies that concern additive manufacturing, the conclusion is the same. The conclusion shows that additive manufacturing leads to elements such as cost reduction regarding manufacturing, reduced tied capital, to shorten the lead time, less haul, more environmentally friendly and to make complex geometric objects that are hard to design through traditional manufacturing. There are differences between the companies chosen AM-processes, because each AM-process uses different material. Material offering is more considerable to Company A that uses plastics than to Rise Swecast AB that uses powder within metal production. Adequacy for additive manufacturing applies more to build geometric complex objects, manufacturing of lower production volumes. It applies less to larger production volumes, limit of material supplies of different AM-processes and also for building larger objects. There are also quality issues that concern the printout, thus there is no feedback equipment, but this controls after each printout to avoid variations between printouts and between AM-processes. Additive manufacturing will take more place in the industry branch, in the future, and eventually replace processes within the traditional production. There are great opportunities for additive manufacturing that will lead to profitability for companies and customers through decentralization, meaning that organizations do not need to invest in a whole factory. / Bakgrund: Additiv tillverkning är en tillverkningsprocess som har på de senare åren börjat användas avsevärt det senaste 30 åren, inom industribranschen. Genom att addera material lager-för-lager bildas ett objekt och denna metod kallas för 3D-printing. Trots fördelen med att kunna tillverka ett objekt komplett utan att behöva montera ihop delar som i traditionell tillverkning, finns det många begränsningar med additiv tillverkning. Finns det fler möjligheter än svårigheter med additiv tillverkning eller är tillverkningsprocessen för avancerat för att ta över den traditionella tillverkningsprocessen helt?   Syfte: Rapportens syfte är att öka förståelsen för möjligheter och svårigheter med additiva tillverkningsprocesser samt i vilken kontext det är lämpligt att använda. Vilka faktorer gör det mer eller mindre lämpligt med additiv tillverkning.   Genomförande: I studiens teoretiska referensram har en fallstudie utförts genom att samla in och bearbeta data från tidigare studier. Här utformas studiens teori med fokus på innebörden av additiv tillverkning, jämförelse mellan traditionell tillverkning samt additiv tillverkning enbart i TR, möjligheter och svårigheter med tillverkningsprocessen, logistiska aspekter som fokuserar på den leveransserviceelement som samspelas mellan företag och kunder samt att detta inkluderar kvalité problem som uppstår med AM, orderkvalificerare och ordervinnare som gör företagen unika samt lämplighet av material för olika additiva tillverkningsprocesser. I empirin hittas data och information från två berörda företag som använder sig av additiv tillverkning inom produktionsområden och hur de går tillväga för att uppnå konkurrensfördelar. I analysen sammanställs den teoretiska referensram som utformats med hjälp av data från tidigare studier om additiv tillverkning, tillsammans med empirin som tagits fram med hjälp av dessa två berörda företag. Genom ett frågeställningsformulär och en utformad enkätstudie som gavs till respektive företag, kunde en informationsrik litteraturstudie utföras.    Slutsats: Denna fallstudie visar likaså majoriteten av tidigare studier som berör additiv tillverkning, samma slutsats. Slutsatsen visar att additiv tillverkning leder till faktorer såsom kostnadsreducering gällande produktion, minskad bundet kapital, förkortade ledtider, färre transportsträckor, mer miljövänligt, skapa komplexa geometrier som är svårt att skapa på traditionellt vis. Det finns även skillnader mellan företagens valda AM-processer då företagen använder sig av olika tillverkningsprocesser och olika 3D-printer samt material. Materialutbudet är större hos Företag A som använder sig av plaster än hos Rise Swecast AB som använder sig av kvartssand vilket används inom metalltillverkning. Lämpligheten för additiv tillverkning passar mer vid uppbyggnad av komplexa geometrier, tillverkning av låga produktionsvolymer. Men lämpar sig mindre vid stora produktionsvolymer, begränsning vid materialval av olika AM-processer samt vid tillverkning av stora objekt. Det fanns även kvalitetsproblem gällande utskrifter då det inte finns några återkopplingsverktyg, men detta kontrolleras vid varje utskrift för att undvika variationer mellan utskrifter och processer. Additiv tillverkning kommer i framtiden att ta alltmer plats inom industribranschen och kommer även eventuellt att ersätta andra processer inom den traditionella tillverkningen just för att den bidrar med både med lönsamhet för företag samt kunder genom decentralisering, det vill säga att man inte behöver vara långt ifrån kunden samtidigt som man inte behöver investera i en hel fabrik.

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.

Additive manufacturing (AM), also called 3D-printing, are technologies where parts are formed from the bottom up by adding material layer-by-layer on top of each other. Electron Beam Melting (EBM) is an AM technique capable of manufacturing fully solid metallic parts, using a high-intensity electron beam to melt powder particles in layers to form finished components. Compared to conventional machining, EBM offers enhanced efficiency for production of customized and patient specific parts such as e.g. dental prosthetics. However, dental prosthetics are challenging to produce by EBM, as their small sizes mean that mechanical and surface properties may be altered as part sizes decreases. The aim of this thesis is to gain new insights that could lead to optimization for production of small sized components in the EBM. The work is focused to understand the process-property relationships for small size components production. To improve the surface resolution and part detailing, a smaller sized powder was used for production and compared to parts made with standard sized powder. The surface-, chemical and mechanical properties were evaluated for parts produced with both types of powders. The results indicate that the surface roughness may be influenced by powder and build layer thickness size, whereas the mechanical properties showed no influence of the layer-wise production. However, the mechanical properties are dependent on part size. The outermost surface of the parts consists of a surface oxide dominated by TiO2, formed as a result of reaction between the surface and residual gases in the EBM build chamber. The surface oxide thickness is comparable to that of a conventionally machined surface, but is dependent on build height. This work concludes that the surface resolution and component detailing can be improved by various measures. Provided that proper process themes are used, the EBM manufactured material is homogenous with properties comparable to conventional produced titanium. It has also been shown that the material properties will be altered for small components. The results point towards different ways of optimizing manufacturing of dental prosthetics by EBM, which will make dental prosthetics available for an increased number of patients.

The following thesis work was performed by Tobias Bäckman between 2018-01-15 – 2018-06-01 on behalf of Deva Mecaneyes. Deva Mecaneyes had identified a need and a possible application area for additive manufacturing based on the Markforged Mark Two 3D-printer which they had purchased. However, many question marks remained regarding how the materials from the printer would behave. How to design against this manufacturing method and which applications that could be beneficial for the company. At the start of the project it was identified that Deva Mecaneyes main limitations for not implementing 3D-manufacturing more extensive in their product development process was partly the lack of experience of additive manufacturing methods but mainly due to the lack of reliable material data for the printed parts. Based on this, three research questions were formulated. These research questions discuss how to replace traditional manufacturing methods, which material relationships are possible to identify, and which factors should be considered when designing against additive manufacturing. The bulk of the work thus consisted of producing material data for materials that are compatible with Markforged mark Two. This was done based on ASTM standards that treat tensile tests, bending tests and fatigue tests. Two already existing products from Deva Mecaneyes in the field of lifting gear for manufacturing industries were selected with the purpose to redesign these products to be manufactured with the Mark Two 3D-printer instead. In this way, an alternative way for these applications could be showed by replacing the traditional manufacturing methods with additive manufacturing methods. The reconstructed lifting gear was also manufactured to be verified against the produced material data but also to demonstrate improvement or deterioration against the existing lifting gear. The measurable goals for the project were to prove cost and time reduction by at least 50% by replacing the traditional manufacturing methods with additive manufacturing methods while maintaining the same reliability. The result demonstrated two redesigned lifting gears with many improvement areas. A great result that stood out was a cost reduction of approximately 80% and 90% respectively. Several material relationships have been identified during the work and new experiences regarding printed details have arisen. The author believes that the work, with addition to the accomplished goals, has laid a good ground to begin to understand the materials more and more and thus a good beginning to obtaining a reability from 3D-printed details. Which is a decisive factor to begin replacing the traditional manufacturing methods. / Följande examensarbete är utfört av Tobias Bäckman mellan 2018-01-15 – 2018-06-01 på uppdrag av företaget Deva Mecaneyes. Deva Mecaneyes hade identifierat ett behov och ett möjligt användningsområde för additiv tillverkning baserat på en 3D-skrivare av modellen Markforged mark Two som de köpt in. Dock kvarstod det många frågetecken hur materialen i de utskrivna detaljerna beter sig, hur man skall konstruera mot denna tillverkningsmetod samt vilka tillämpningsområden som skulle kunna vara fördelaktiga. Vid uppstart av projektet identifierades de största begränsningarna till varför Deva Mecaneys inte implementerar 3D- utskrifter mer omfattande i deras konstruktionsarbete som delvis den bristande erfarenheten av additiva tillverkningsmetoder, men främst på grund av avsaknaden av trovärdig materialdata och beräkningsunderlag att tillämpa för fysiska 3D-utskrivna detaljer. Utifrån detta formulerades tre stycken forskningsfrågor. Dessa forskningsfrågor behandlar hur man skulle kunna ersätta traditionella tillverkningsmetoder, vilka materialsamband som är möjliga att identifiera samt vilka faktorer som bör tas hänsyn till vid konstruktion mot additiva tillverkningsmetoder.Huvuddelen av arbetet har därmed bestått av att producera materialdata för materialen som är kompatibla med Markforged Mark Two. Detta har skett baserat på ASTM-standarder som behandlar dragprover, böjprover och utmattningsprover.Två befintliga produkter från Deva Mecaneyes inom området lyftredskap valdes sedan ut för att omdesignas mot additiva tillverkningsmetoder. På så vis redovisas en alternativ väg att gå genom att ersätta de traditionella tillverkningsmetoderna med additiva tillverkningsmetoder. De omkonstruerade lyftredskapen tillverkades även för att dels verifieras mot den framtagna materialdatan men även för att redogöra förbättring alternativt försämring mot de befintliga lyftredskapen.De mätbara målen för arbetet var att kunna påvisa kostnads och tidsreducering med 50% genom att byta ut de traditionella tillverkningsmetoderna mot additiva tillverkningsmetoder. Resultatet påvisade två omkonstruerade lyftredskap med många förbättringsområden. Där framförallt en kostnadsreducering på cirka 80% respektive 90% identifierades.Under arbetets gång har ett antal materialsamband kunnat identifieras och nya erfarenheter angående utskrivna detaljer från Markforged Mark Two har uppstått. Författaren anser att arbetet, utöver de uppfyllda målen, har lagt en god grund till att börja förstå materialen mer och mer och därmed en god början till att börja erhålla en tillförlitlighet hos 3D-utskrivna detaljer som är en avgörande faktor till att börja ersätta vissa av de traditionella tillverkningsmetoderna.

Additive manufacturing (AM), or 3D printing, is a manufacturing method where components are produced by successively adding material to the product layer by layer, unlike traditional machining where material is subtracted from a workpiece. There are advantages and disadvantages with both methods and it can be a complex problem to determine when one method is preferable to the other. The purpose of this study is to develop a decision support model (DSM) that quickly guides the end user in selecting an appropriate method with regards to production costs. Information is gathered through a literature study and interviews with people working with AM and CNC machining. The model takes into consideration material selection, size, times, quantities, geometric complexity, post-processing and environmental aspects. The DSM was formulated in Microsoft Excel. The difference in costs between each method in relation to quantity and complexity was made and compared to the literature. The AM model is verified with calculations from the Sandvik Additive Manufacturing. The margin of error is low, around two to six percent, when waste material isn’t included in the calculations. Unfortunately, verification of the CNC model hasn’t been performed due to a lack of data, which is therefore recommended as future work. The conclusion of the study is that AM will not replace any existing manufacturing method anytime soon. It is, however, a good complement to the metalworking industry, since small, complex parts with few tolerances benefits from AM. An investigation of existing solutions/services related to the study was also performed with the ambition that the DSM can complement existing solutions. It was found that while there are many services that helps companies with implementing AM through consulting, few provides any software to assist the company. Regarding the question if AM is profitable for certain products, only one software fulfilled that demand, though it didn’t provide any actual costs. The DSM therefore fills a gap among the existing services and software. / Additiv tillverkning (AM), eller 3D-printing, är en tillverkningsmetod där komponenter produceras genom att succesivt addera material till produkten lagervis, till skillnad från skärande bearbetning där material subtraheras från ett arbetsstycke. Det finns fördelar och nackdelar med respektive metod och det kan vara ett komplext problem att avgöra när den ena metoden är att föredra framför den andra. Syftet med denna studie är att utveckla en beslutstödjande modell (DSM) som hjälper användaren välja lämplig metod med avseende på produktionskostnader. Information inhämtas genom en litteraturstudie samt intervjuer med personer som arbetar med AM och skärande bearbetning. Modellen tar hänsyn till material, storlek, tider, geometrisk komplexitet, efterbearbetning och miljöeffekter. Den beslutstödjande modellen skapades i Microsoft Excel. Skillnaden i pris mellan respektive tillverkningsmetod beroende på antal och komplexitet jämfördes mot litteraturstudien. Modellen för AM verifieras med hjälp av kostnadskalkyler från Sandvik Additive Manufacturing. Felmarginalen är förhållandevis låg på cirka två till sex procent när spillmaterial inte tas hänsyn till. Tyvärr har modellen för skärande bearbetning inte verifieras på grund av en brist på data, vilket därför rekommenderas som fortsatt arbete.  Slutsatsen är att AM inte kommer ersätta någon nuvarande tillverkningsmetod. Det är dock ett bra komplement till metallindustrin eftersom små, komplexa komponenter med få toleranskrav gynnas av AM. En undersökning över nuvarande tjänster relaterat till studien genomfördes med ambitionen att utreda om den beslutstödjande modellen kompletterar dessa. Resultatet av undersökningen visar att medan det finns många konsulttjänster som hjälper ett företag implementera AM så är det få som erbjuder någon form av mjukvara. Gällande frågan om AM är lönsam för vissa produkter så var det bara en mjukvara som kunde besvara den, dock utan att visa några kostnader. Den beslutstödjande modellen framtagen i denna studie fyller därmed en funktion bland nuvarande tjänster och mjukvaror.

This thesis project was conducted as a case study at Scania CV, a manufacturer of trucks, buses and industrial and marine engines. The project aimed to investigate how topology optimization can be used to design end products for metal additive manufacturing (AM). The main research questions for the project was: How can topology optimization be used to design parts for metal additive manufacturing? Which gave rise to further research questions: Which parts are suitable for metal additive manufacturing? Which factors has to be considered when designing end products for metal additive manufacturing? The main benefits of additive manufacturing revealed in the literature were short lead time, possibility to manufacture complex geometries and consolidate multiple parts into a single part. The applications of metal additive manufacturing found in the literature included prototypes and end products as well as tools and spare parts. Small, complex geometries which are expensive to manufacture traditionally due to expensive tooling or low volumes are most likely to be suitable for metal additive manufacturing. Parts where trade-offs have to be made between manufacturing cost and performance could also be interesting to investigate for AM. The build size of the selected machine is a limiting factor when choosing parts and the build direction of the part, the need for support material during manufacturing and post processing are important to consider when designing parts for metal AM. The case study was performed based on Design for Additive Manufacturing (DFAM), a method for designing parts for AM. DFAM consists of deciding the specifications for the part, consolidate parts if possible, optimize the geometry of the part and make sure it is possible to manufacture. Two parts were optimized with topology optimization during the case study and the resulting geometries were imported to Catia in order to create CAD-models. The results from the case study showed it was possible to automatically create CAD-models based on the resulting geometries from topology optimization. However the automatic CAD-models are not suitable for manufacturing of end parts. But the case study indicates a weight reduction of about 30 % seems to be possible for topology optimization combined with AM even for parts already optimized for low weight but adapted for traditional manufacturing methods. Reducing the overall weight of trucks is important since the carrying capacity is important for customers when choosing vehicles for transportation and the gross vehicle weight is regulated by laws. This makes topology optimization and metal AM a highly interesting area for further investigation. As for now, small, complex parts which are traditionally expensive to manufacture are most likely to be profitable for manufacturing of end parts with metal AM. / Arbetet har utförts som en fallstudie på Scania CV som tillverkar lastbilar, bussar samt industri- och marinmotorer. Syftet med projektet var att undersöka hur topologioptimering kan användas för konstruktion av slutprodukter som ska tillverkas med additiv tillverkning (AM) i metall. Utifrån det togs tre frågeställningar fram som låg till grund för projektet. Huvudfrågeställningen var Hur kan topologioptimering användas vid konstruktion av artiklar för additiv tillverkning i metall? För att kunna svara på det krävdes mer kunskap om additiv tillverkning vilket ledde till följande två frågeställningar: Vilka produkter är lämpliga för additiv tillverkning i metall? samt Vilka faktorer behöver tas hänsyn till vid konstruktion för direkttillverkning av slutprodukter i metall med additiv tillverkning? De största fördelarna med additiv tillverkning som framkom i litteraturen var korta ledtider, möjlighet att tillverka komplexa geometrier och slå samman flera delar till en enda. Användningsområden för additiv tillverkning var allt från prototyper till serietillverkning samt tillverkning av verktyg och reservdelar.  De artiklar som är lämpliga att tillverka med AM är de som är dyra att tillverka traditionellt på grund av komplex geometri, dyra verktyg eller låga volymer. Men även artiklar som får ge avkall på funktion för att tillverkas eller har långa ledtider och höga lagerkostnader. Andra faktorer som är viktiga att tänka på är byggytans storlek för den maskin som ska användas samt vilken byggriktning som väljs, behovet av stödmaterial vid tillverkning och efterbearbetning av utskriven detalj. En fallstudie genomfördes baserat på Design for Additive Manufacturing som är en metod för att konstruera artiklar för AM. Metoden går ut på att bestämma vad komponenten ska ha för funktioner och prestanda, slå samman eventuella delkomponenter, optimera utformningen och sedan kontrollera att den är möjlig att tillverka. Under fallstudien undersöktes två fästen med topologioptimering och resultaten importerades till Catia för att skapa CAD-modeller. Resultatet påvisade att det är möjligt att skapa en automatisk CAD-modell i Catia utifrån resultatet från topologioptimeringen. Däremot blir resultatet inte tillräckligt bra för att i nuläget kunna använda den automatiska modellen för tillverkning av slutprodukter. Resultatet från fallstudien tyder dock på en viktminskningspotential runt 30 % även för redan lättviktsoptimerade artiklar anpassade för andra tillverkningstekniker vid anpassning till AM. Eftersom lastkapaciteten är en avgörande faktor för kundens val av fordon samt för att uppfylla gällande lagstiftning kring fordonets totalvikt och minska miljöpåverkan så är lättviktsoptimering av alla ingående komponenter ett viktigt utvecklingsområde. Därmed är även topologioptimering och AM intressant att undersöka vidare. För att AM i dagsläget ska vara lönsamt för tillverkning av slutprodukter rekommenderas i första hand små, geometriskt komplexa artiklar som är dyra att tillverka traditionellt på grund av exempelvis höga verktygs- eller bearbetningskostnader eller små volymer.

Sand mold casting is a manufacturing method that has been used for thousands of years. In recent years additive manufacturing has, among other things, enabled production of sand molds with complex geometry resulting in castings with geometry that would have been very hard, if not impossible, to produce with conventional sand mold casting or machining procedures. Since this manufacturing method is relatively new, knowledge gaps exist regarding the benefits and drawbacks of the method as well as when it should be used. The purpose of this study has been to explore casting molds produced by additive manufacturing, how they can be used and what effect they have on the manufactured product. For this purpose, a existing product has been redesigned to be cast in one of these molds instead of traditionally being machined from large aluminium blocks. The design work has been supplemented with calculations on the parts structural integrity, interviews and material sample tests. The redesign was made on behalf of Vattenfall AB and the studied component was a part of a test rig for a hydro power plant called spiral casing. The result of the study is a new design of the spiral casing with a lower weight and volume, made with stainless steel instead of aluminium, and other improvements. Testing of cast samples have shown that the mechanical properties of steel cast in 3D-printed and conventionally manufactured sand molds do not differ significantly. The sample cast in a 3D-printed mold did have a finer surface finish however.  Production volume, product complexity, material and lead time are all factors that determine when additive manufacturing should be used in the creation of sand molds. Further studies are required to better determine where the breakeven points are.