This thesis aims to investigate whether additive manufacturing is applicable in manufacturing the 1N thruster option that Bradford Ecaps offers. Therefore, the nozzle design is of particular interest as AM provides accessibilities to manufacturing complex structures. The current Ecaps 1N thruster has an operating thrust lifespan that exceeds the required lifespan commonly needed for the majority of customers. With AM, an increase in production throughput and optimization of nozzle design is possible. A candidate material, a platinum group metal, was picked for a future 1N thruster prototype concerning the limiting operating constraints. Computational fluid analysis was performed to investigate different contour nozzles to investigate the possibility of improving the performance of the Bradford ECAPS 1N thruster. AMATLAB code was developed to model the contour nozzles, and ANSYS Fluent was used for the computational analysis. Three different nozzle geometries were evaluated to investigate the overall performance of the expanding exhaust gas and thrust properties in vacuum conditions. Configuration 1. which had an extended nozzle was selected as a solution since it eliminatedthe interferences with the continuum. The Nasa CEA code was used to generate the fluid gas properties. No substantial performance gain was observed for the 1N thruster. This was found to be due to the boundary-dominated flow exhibited in the nozzle. A conical nozzle was found to work comparatively well. / Detta examensarbete syftar till att undersöka om additiv tillverkning (AM) är tillämplig vid tillverkning av Bradford Ecaps 1N raketmotor. Därför är munstycksdesignen av särskilt intresse eftersom AM ger möjlighet för tillverkning av komplexa strukturer. Den nuvarande Ecaps 1N-motorn har en livslängd som överstiger den livslängd som krävs för de flesta kunder. Med AM är ökning av produktionsgenomströmningen och optimering av munstycksdesign möjlig. Ett kandidatmaterial, en metall i platinagruppen, valdes ut för en framtida 1N prototyp med hänvisning till de begränsande driftsbegränsningarna. Beräkningsflödesanalys utfördes för att undersöka olika konturmunstycken för att undersöka möjligheten till att förbättra prestandan hos Bradford ECAPS 1N framdrivningssystem. En MATLAB-kod utvecklades för att modellera konturmunstyckena och ANSYS Fluent användes för beräkningsanalysen. Tre olika munstycksgeometrier utvärderades för att undersöka den totala prestandan hos de expanderande avgaserna och dragkraftsegenskaperna under vakuumförhållanden. Konfiguration 1. som hade ett förlängt munstycke valdes som en lösning eftersom detta eliminerade interferenserna med kontinuumet. Nasa CEA-koden användes för att generera fluidens gasegenskaper. Ingen betydande prestandaökning observerades för 1N motorn. Detta visade sig bero på det gränsskiktsdominerade flödet som uppvisades i munstycket. Ett koniskt munstycke visade sig fungera relativt bra.

Plast- och kompositindustrin har växt i årtionden och den ständigt växande världen och ny teknik kräver ännu större mängder polymerkompositer för en mängd olika tillämpningar. Numera är de negativa miljöaspekterna av polymerproduktion och plastavfall kända, men trots detta är råoljafortfarande det primära råmaterialet för de flesta polymerer. Att hitta biobaserade material medtillräckliga egenskaper för att ersätta de fullt syntetiska materialen är avgörande för en hållbarutveckling. Detta examensarbete studerar både glasfiber och mikrokristallin cellulosaarmerade biooljebaserade polyamider, samt undersöker hur de kan kompatibiliseras, deras mekaniska egenskaper samt användbarheten för additiv tillverkning. Kompatibilisering är en viktig aspekt när två föreningar blandas för att göra en komposit. Enlämplig kompatibilisator kommer att förbättra vidhäftningen vid gränsytan mellan armeringsmaterialet och polymermatrisen och därmed öka de mekaniska egenskaperna hos materialet. Glasfiber / polyamid-kompositen kompatibiliserades med vinyltrimetoxisilan, medanmikrokristallin cellulosa / polyamid-kompositen kompatibiliserades med 4,4'-difenylmetandiiisocyanat. Båda kompositerna analyserades för att erhålla information om termiska, mekaniska och reologiska egenskaper. Yt- och sprickmorfologin undersöktes också. Resultaten indikerar att armeringen resulterade i förbättrade mekaniska egenskaper, även om den önskade kompatibiliseringen inte erhölls i experimentet. Det mest uppmuntrande resultatet var att den biobaserade cellulosaarmeringen förbättrade de mekaniska egenskaperna. Genom visuell undersökning fanns den helt biobaserade polymerkompositen vara mjukare än den glasfiberarmerade. Framtidsutsikterna visar att det finns vissa problem att ta itu med och övervinna för att dessa material ska göras lämpliga för additiv tillverkning. Nyckeln är att hitta en kompatibilisator som tålupprepad bearbetning vid höga temperaturer. För att upprätthålla enhetliga egenskaper krävskorrekt spridning av armeringsmaterialet, vilket uppnås genom att optimera tillverkningsmetoden. Dessutom är cellulosa benägen att termisk nedbrytning, så behandlingstemperaturerna för både armeringsmaterialet och polymermatrisen bör övervägas noggrant. / Plastics and composites have been a growing industry for decades, and the always growing worldand new technologies demand even greater amounts of polymeric composites for a variety ofapplications. Nowadays the negative environmental aspects of polymer production and plastic waste are known, but despite that crude oil is still the primary material for most polymers. Finding biobased materials with sufficient properties to replace the fully synthetic ones is crucial in sustainable development. This master’s thesis studies both glass fiber and microcrystalline cellulose reinforcedbio-oil based polyamide, how they could be compatibilized, the mechanical properties and applicability for additive manufacturing. Compatibilization is an important aspect when two compounds are mixed to make a composite. A proper compatibilizer will enhance the interfacial adhesion between the reinforcement and matrix, thus increasing the mechanical properties of the material. The glass fiber/polyamide11 composite was compatibilized with vinyltrimethoxysilane, and the microcrystalline cellulose/polyamide11 composite was compatibilized with 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. Both composites were analyzed to obtain information about thermal, mechanical, and rheological properties. The surface and fracture morphology are examined, as well.The results indicate that reinforcing resulted to enhanced mechanical properties, even though the desired compatibilization was not acquired in the experiment. The most encouraging result was that the bio-based cellulose reinforcement enhanced mechanical properties, by visual examination thefully bio-based polymeric composite was found to be more ductile than the glass fiber reinforcedone. For future prospect, there are few issues to be addressed and overcome for these materials to bemade suitable for additive manufacturing. The key is finding a compatibilizer that can withstand high processing temperatures repeatedly. Maintaining uniform properties requires proper dispersion of reinforcement, which is achieved by optimizing the manufacturing method. In addition, cellulose is prone to thermal degradation, so the processing temperatures for both reinforcement and matrix should be considered carefully. / Muovit ja komposiitit ovat jo vuosikymmenien ajan ollut kasvava teollisuuden ala, ja alatikehittyvä maailma sekä uudenlainen teknologia vaatii entistä enemmän polymeerikomposiittejaerilaisiin käyttökohteisiin. Nykyään polymeerituotannon ja käytöstä poistuvien muovituotteidennegatiivisista ympäristövaikutuksista ollaan tietoisia. Tästä huolimatta raakaöljy on pääraaka-ainepolymeerien valmistuksessa. Ympäristövaikutusten minimoimiseksi olisi tärkeää löytääbiopohjaisia materiaaleja, jotka ominaisuuksiensa puolesta ovat riittäviä korvaamaan täysinsynteettisiä materiaaleja. Tässä työssä on tutkittu sekä lasikuidulla että mikrokiteisellä selluloosallavahvistetun bioöljypohjaisen polyamidin kompatibilisointia ja mekaanisia ominaisuuksia, sekäkyseisten komposiittien soveltuvuutta materiaalia lisääviin valmistusmenetelmiin.Kompatibilisaatio on tärkeää, kun yhdistetään kaksi eri komponenttia yhdeksikomposiittimateriaaliksi. Sen tarkoituksena on vahvistaa molekyylien rajapinnan adheesiotalujitteen ja sidemassan välillä, jolloin materiaalin mekaaniset ominaisuudet paranevat. Lasikuidullalujitettujen polyamidikomposiittien kompatibilisointiin käytettiin vinyylitrimetoksisilaanilla jamikrokiteisellä selluloosalla lujitettu polyamidikomposiitti kompatibilisoitiin 4,4'-difenyylimetaanidi-isosyanaatilla. Molempien komposiittien termiset, mekaaniset ja reologiset ominaisuudetarvioitiin. Lisäksi tutkittiin pinnan ja murtumakohdan morfologiaa.Tulokset osoittavat, että polymeerin lujittaminen parantaa mekaanisia ominaisuuksia, vaikkatavoiteltua kompatibilisaatioita materiaalien välillä ei tapahtunutkaan. Työn lupaavin tulos olibiopohjaisen mikrokiteisen selluloosan tuoma parannus materiaalin kestävyysominaisuuksille.Etenkin silmämääräisesti tarkastellessa täysin biopohjainen polymeerikomposiitti oli taipuisampaakuin lasikuidulla lujitettu komposiitti.Muutamaan asiaan tulee kiinnittää erityisesti huomiota, jos tämänkaltaisia materiaaleja halutaankäyttää materiaalia lisäävissä menetelmissä. Tärkeintä on löytää kompatibilisoija, joka kestääkorkeita lämpötiloja toistuvasti. Lujitteen tasainen dispersio on tärkeää, jotta saadaan aikaantasaista laatua ja ominaisuudet ovat samanlaiset koko materiaalissa. Tämä saavutetaanvalmistusmenetelmän optimoinnilla. Lisäksi tulee ottaa huomioon selluloosan taipumus termiseenhajoamiseen, jolloin sekä lujitteen että sidemassan prosessointilämpötilat tulisi ollasamansuuruiset.

Fast-bränsle-raketer (SRM) har funnit sin plats i en stor mängd tillämpningar sedan deras framkomst mer än 2000 år sedan. En SRMs prestanda är förutbestämd av geometrin av drivmedelskrutet och är begränsad av gjutningsmetoden, som idag främst används i produktion. Forskning inom 3D-skrivning av drivmedelskrut har undersökt nya komplexa geometrier som kan öka prestandan. Studier kring 3D-skrivning med UV-härdning är få till antalet och undersöks i detta projekt. Ett bindemedel av polyuretandiakrylat (PUDA) har syntetiserats och därefter karakteriserats, med och utan diverse monomerer genom dragprovsmätningar och differentialkalorimetri (DSC). Tillsats av tvärbindarna 1,6-hexandioldiakrylat (HDDA) samt trimetylolpropantriakrylat (TMPTA) till PUDA producerade ett mer sprött material. Denna skillnaden var mer påtaglig för TMPTA än HDDA, vilket tillskrivs den högre akrylatfunktionaliteten i den förstnämnda. Den kommersiella produkten Ebecryl 113 har karakteriserats med inerta fyllmedel. Härddjupet (DOC) undersöktes med Ebecryl 113 i ett experiment, vilket påvisade en minskning av härddjupet med ökande mängder aluminium. Orsaken är troligen de reflektiva egenskaperna för UV-ljus som aluminium innehar. Reologiska studier utfördes, från vilka en minskning i viskositet påvisades till följd av en ökad polydispersitet i partikelstorlekarna. 3D-skrivning med kolvextrudering och påföljande härdning med UV-strålning utforskades. Detta visade utmaningar med tekniken som behövs bemästras. I synnerhet uppmärksammades fasseparation och residuell härdning från reflekterat UV-ljus som begränsande faktorer för fortsatt arbete. / Solid rocket motors (SRMs) have found their place in many applications since their conception more than 2000 years ago. The performance of SRMs is determined by the geometry of the propellant grain and is limited by the cast-and-mould production method typically used today. Research has been made on 3D printing propellant grains to explore new complex geometries, which may increase performance. Studies on 3D printing techniques using UV curing are limited and are in this work investigated. A polyurethane diacrylate (PUDA) binder was synthesized and then characterized, with and without various monomers by tensile testing and differential scanning calorimetry. Additions of the crosslinkers 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA) and trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) to PUDA rendered the final product more brittle. This change was more noticeable for TMPTA than HDDA, as the former has a higher acrylate functionality. The commercial product Ebecryl 113 was also characterized with inert fillers added. A depth of cure (DOC) study with Ebecryl 113 was conducted, which showed a decrease in DOC with increasing amounts of aluminium. This is attributed to the reflective properties of aluminium in the UV spectrum. Rheological studies were conducted and a decrease in viscosity could be seen as a result of increasing the polydispersity of particle sizes. A 3D printing technique using plunger extrusion followed by UV curing was explored, which highlighted challenges which need to be overcome. Most notably, phase separation and residual curing from scattered UV rays are limiting factors for future work.

Within the framework of this thesis, the electron beam melting of pure copper for the purpose of producing electrical windings was examined. The conventional manufacturing process of copper windings was investigated, and the potential advantages offered by the design freedom inherent in the electron beam melting process were explored. A comprehensive parameter study was conducted to optimize the existing production parameters for the electron beam melting of pure copper, with a specific focus on achieving the desired material properties suitable for electric motor windings. Moreover, according to additive manufacturing possibilities, conceptual winding models were developed and subsequently were fabricated in a laboratory setting using electron beam melting. The investigation revealed a notable correlation between the achievable wall thickness and the focus offset. A focused electron beam, which was achieved with a focus offset of 17 mA, allowed for the production of thinner walls with reduced surface roughness. Additionally, the study highlighted that the density of the manufactured parts decreased as the hatch offset increased, particularly posing a more critical impact on smaller cross-sectional areas than larger ones. Furthermore, implementing a double-scanned contour for the hatch contributed to diminishing roughness while simultaneously increasing the maximum density to 99.6 %. Influencing the electrical conductivity of printed copper samples through heat treatment was successfully demonstrated, resulting in a conductivity of 91.7% ± 1.8% IACS post-heat treatment. / Inom ramen för denna avhandling undersöktes elektronstrålesmältningen av ren koppar i syfte att producera elektriska lindningar. Den konventionella tillverkningsprocessen av kopparlindningar undersöktes, och de potentiella fördelarna som erbjuds av designfriheten som är inneboende i elektronstrålesmältningsprocessen undersöktes. En omfattande parameterstudie genomfördes för att optimera befintliga produktionsparametrar för elektronstrålesmältning av ren koppar, med särskilt fokus på att uppnå önskade materialegenskaper lämpliga för elmotorlindningar. Dessutom, i enlighet med additiva tillverkningsmöjligheter, utvecklades konceptuella lindningsmodeller och tillverkades därefter i laboratoriemiljö med användning av elektronstrålesmältning. Undersökningen avslöjade en anmärkningsvärd korrelation mellan den möjliga väggtjockleken och fokusförskjutningen. En fokuserad elektronstråle, som uppnåddes med en fokusförskjutning på 17 mA, möjliggjorde produktion av tunnare väggar med minskad ytjämnhet. Dessutom visade studien att densiteten hos de tillverkade delarna minskade när avståndet mellan smältlinjerna ökade, vilket i synnerhet innebar en mer kritisk påverkan på mindre tvärsnittsareor än större. Dessutom bidrog implementeringen av en dubbelskannad kontur för luckan till att minska grovheten samtidigt som den maximala densiteten ökade till 99,6 %. Att påverka den elektriska ledningsförmågan hos tryckta kopparprover genom värmebehandling demonstrerades framgångsrikt, vilket resulterade i en ledningsförmåga på 91,7 % ± 1,8 % IACS efter värmebehandling.

Thermosets are appropriate materials for various applications due to benefits such as heat resistance and good mechanical properties. The disadvantages of traditional thermosets from a sustainable manufacturing perspective are that they are usually derived from fossil resources, and also have permanent cross-linked networks that are difficult to break, making them non-recyclable. It is therefore of great interest to find bio-based alternatives, especially ones that can be recycled or bio-degraded. In this project four bio-based photocurable resins, meant for 3D printing thermosets, were characterized by their mechanical properties and chemical degradation. They were designed with esters and imine groups in order to use dynamic, reversible bonds to attempt mechanical recycling and chemical degradation. The resins were composed of methacrylated eugenol, methacrylated PHB-diol and Schiff base methacrylated extended vanillin. The latter provided good thermal stability, solvent resistance and mechanical properties to the thermosets. The mechanical recycling was able to produce cohesive thermoset films, successfully reforming broken bonds, but the mechanical properties decreased substantially from the process. Chemical degradation of the thermosets could be performed, but further use of the degraded material was not examined. / Härdplaster är lämpliga material för olika applikationer på grund av sina fördelaktiga egenskaper, som värmebeständighet och goda mekaniska egenskaper. Nackdelarna med traditionella härdplaster ur ett hållbarhetsperspektiv är att de vanligtvis härrör från fossila resurser. De har även permanent tvärbundna nätverk som är svåra att bryta, vilket gör dem icke-återvinningsbara. Det är därför av stort intresse att hitta biobaserade alternativ, särskilt sådana som kan återvinnas eller biologiskt nedbrytas. I detta projekt karaktäriserades fyra biobaserade foto-polymeriserbara hartser, avsedda för 3D-tillverkning av härdplaster, genom sina mekaniska egenskaper och kemiska nedbrytbarhet. De designades med ester- och imingrupper för att kunna använda dynamiska, reversibla bindningar i ett försök att mekaniskt återvinna och kemiskt bryta ned härdplasterna. Hartserna var sammansatta av metakrylerad eugenol, metakrylerad PHB-diol och Schiff-bas metakrylerad förlängd vanillin. Den senare tillförde bra termisk stabilitet, motstånd mot lösningsmedel och mekaniska egenskaper åt härdplasterna. Den mekaniska återvinningen kunde producera sammanhängande plastfilmer genom återskapade bindningar, men de mekaniska egenskaperna försämrades avsevärt från processen. Kemisk nedbrytning av härdplasterna kunde utföras, men ytterligare användning av det nedbrutna materialet undersöktes inte.

In general, bending and punching machines are large-scale equipment commonly used in factories or industries for mass production purposes. In this project, the opportunity to develop a smaller-scale multifunctional tool that can perform the same functions through manual force is investigated. This will be fulfilled by offering an alternative solution that combines both functionalities within a single tool. The aim is to design and construct a user-friendly multi-tool capable of bending and punching thin EN- AW 1050 H24 aluminum sheets using manual force. The research questions were answered through a combination of qualitative and quantitative research methods, including interviews, workshops, benchmarking, and FEM analysis. An iterative product development process was employed to establish a detailed specification for the multifunctional tool. Several concepts for the multifunctional tool were developed based on the defined specification, and the final concept was selected using a morphological matrix and concept screening. The tool was manufactured using cutting processes and additive manufacturing techniques. The resulting tool successfully achieved functionality for bending aluminum sheets up to 1.5 mm in thickness, enabling bends at 90° or 45° angles. Through the implementation of the project's methods and analyses, a finalized product meeting the majority of the specification requirements was produced, proving to be functional for bending. However, the punching functionality requires further development due to budget and scheduling constraints, which limited the attainable level of full functionality. To facilitate tool usage, an instruction manual was created, providing users with information on operation, maintenance, and the production of new tools. / Vanligtvis är bocknings- och stansningsmaskiner stora och används i verkstäder eller industrier för massproduktion. I detta projekt undersöks möjligheten att utveckla ett multifunktionellt verktyg i mindre skala för att utföra samma funktioner med hjälp av handkraft. Detta genom att erbjuda en alternativ lösning där de båda funktionerna är kombinerade i samma verktyg. Syftet är att utveckla och konstruera ett lättanvändligt multiverktyg för bockning och stansning av tunn aluminiumplåt EN-AW 1050 H24 med hjälp av handkraft. Frågeställningarna besvarades genom både kvalitativa- och kvantitativa forskningsmetoder genom bland annat intervjuer, workshops, benchmarking och FEM-analyser. Genom en iterativ produktutvecklingsprocess fastställdes en detaljerad kravspecifikation för det multifunktionella verktyget. Utifrån den definierade kravspecifikation utvecklades flera koncept för ett multifunktionellt verktyg där det slutgiltiga konceptet valdes med hjälp av morfologisk matris och konceptsållning. Verktyget framställdes med hjälp av skärande bearbetning samt additiv tillverkning. Det framställda verktyget var funktionellt för bockning av aluminiumplåtar upp till 1,5 mm tjocklek och möjliggjorde bockning till 90° eller 45°. Genom projektets metoder och analyser framställdes en färdig produkt som uppfyllde merparten av kravspecifikationen och är funktionell för bockning. Funktionen för stansning behöver däremot vidare utveckling då budget och tidsplan var en stor faktor som inte möjliggjorde full funktionalitet. För att underlätta användningen av verktyget skapades även ett instruktionsblad som tillhandahåller användaren med information om användning, underhåll och tillverkning av nya verktyg.

The purpose of this thesis is to develop a simple Direct Ink Writing (DIW) method for fabricating intrinsically stretchable microsupercapacitors as ef- fective on-chip energy storage devices for the emerging stretchable electron- ics. Using the printing method for fabricating intrinsically stretchable elec- tronic components remains a novel approach. In this thesis, interdigitated structures of intrinsically stretchable electrodes were printed on a stretchable thermoplastic polyurethane (TPU) substrate using a formulated ink based on Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):Polystyrene Sulfonate. Formulated elec- trolytes based on Poly(4-styrene Sulfonic Acid) and Phosphoric Acid were applied to the electrodes to complete the fabrication of microsupercapacitors. Cyclic Voltammetry (CV), Galvanostatic Charge-Discharge (GCD) and Elec- trochemical Impedance Spectroscopy (EIS) were used to characterize the per- formance of the devices. The stretchability of the electrodes was also mea- sured. Results from CV-measurements revealed a maximum capacitance of740 µF cm−2 at a scan rate of 5 mV s−1. GCD-measurements showed a capaci- tance of 952 µF cm−2 for the same device and an equivalent series resistance of approximately 7 kΩ. The printed electrodes exhibited a stretchability of 80%. The results show the feasibility of fabricating intrinsically stretchable energystorage devices using commercially available materials and a simple 3D print- ing technique. This method could be used as a high-throughput and low-cost method for stretchable electronics applications. / Syftet med detta arbete är att utveckla en simpel Direct Ink Writing (DIW) metod för framställning av intrinsiskt sträckbara mikrosuperkondensatorer som effektiva on-chip energilagrinsenheter i kommande sträckbar elektronik. Användandet av DIW för att tillverka intrinsiskt sträckbara elektroniska kom- ponenter är ett nytt tillvägagångssätt. I detta arbete trycktes interdigiterade strukturer av intrinsiskt sträckbara elektroder på ett sträckbart termoplastiskt polyuretan (TPU) substrat genom att använda ett formulerat bläck baserat på Poly(3,4-etylendioxitiofen):Polystyren Sulfonat (PEDOT:PSS). Formuler- ade elektrolyter baserade på Poly(4-styrensulfonsyra) och Fosforsyra applicer- ades på elektroderna för att färdigställa tillverkningen av mikrosuperkonden- satorer. Cyklisk Voltammetri (CV), Galvanostatisk uppladdning-urladdning (eng. GCD) och Elektrokemisk Impedansspektroskopi (EIS) användes för att karaktärisera enheternas prestanda. Bläckets sträckbarhet uppmättes också. Resultaten från CV-mätningar visade att den maximala kapacitansen var 742µF cm−2 vid skanningsfrekvensen 5 mV s−1. Kapacitansen från GCD-mätningar var 952 µF cm−2 för samma enhet och den ekvivalenta serieresistansen var cirka 7 kΩ. Sträckbarheten som de tryckta elektroderna uppvisade var 80%. . Re- sultaten påvisar möjligheten att kunna framställa intrinsiskt sträckbara en-ergilagringsenheter genom att använda kommersiellt tillgängliga material och en simpel metod för friformsframställning. Denna metod skulle kunna använ- das för att framställa sträckbara elektroniska komponenter till låg kostnad och med hög produktionstakt.

This thesis focuses on the topic of PBF-LB applied to titanium alloys. Of allalloys, an α + β is chosen, named Ti-6Al-4V. The selection of this particular alloy is driven by its current widespread use in many industrial applications where high strength coupled with low density are both desirable properties. For the last 50 years, parts made with this alloy have been cast or forged and then machined to achieve the final geometry. There is now an opportunity totransform this process chain by additive manufacturing, hence reducing material waste and achieving near net shape from powder feedstock. The process is summarised as follows: a laser selectively melts areas on a build plate where powder is pre-placed. Then a successive powder layer is spread and the process is repeated until completion. Upon removal of the part from the build plate, loose powder in the chamber is collected and recycled whenever possible. The design freedom provided by powder bed fusion methods enables production of intricate geometries and added functionality, despite the need for post-build consolidation and/or microstructural adjustments. Today’s fine and narrow powder cuts (e.g., 15-50μm) are designed to be coupled with low layer thicknesses (i.e., 30μm) to achieve smooth surfaces and high resolutions of small features e.g., internal cooling channels. However, costs associated with production of fine and narrow powder cuts are substantial as refinement of batches requires multiple sieving steps. In addition, resulting building times are considerably long (i.e., days), therefore a beneficial alternative could be that of exploring higher layer thicknesses together with wider and coarser powder cuts. The main idea of this work is to investigate the effects of employing a powder with a wider size distribution 15-90μm. The aim is to reduce the sievingrequired and consequently decrease the costs of developing and building parts made by PBF-LB. An extensive microstructural investigation is conducted on single tracks and cubes built with 27 different process parameter combinations, which also attempts to establish correlations between characteristics of tracks and responses measured in cubes. As a second step, the amount of residual porosity of asbuilt cubes is chosen as the discriminant for further mechanical testing of sub and super-β transus high-pressure heat treated material. / Den här avhandlingen fokuserar på additiv tillverkning av titanlegeringar med laser pulverbädd metoden. Den legering som främst är i fokus är Ti-6Al-4Vsom är en α+β legering. Anledningen till valet av denna titanlegering är att det är den vanligast förekommande titanlegeringen och att den används i ett antal olika industriella tillämpningar där hög styrka i kombination med låg vikt är önskvärda egenskaper. Under de senaste 50 åren har komponenter utav denna legering tillverkats med gjutning eller smide, följt av bearbetning till slutlig geometri. Med hjälp av additiv tillverkning finns nu en möjlighet att förändra tillverkningskedjan i vilket minskat materialspill och en mer nära-slutgeometri kan erhållas direkt genom användning av metallpulver som utgångsmaterial. Processen kan summeras enligt följande: en laser smälter ett förbestämt område på en byggplatta som täckts mer pulver. Därefter adderas ytterligare ett lager med metallpulver ovanpå, på vilket samma process sker igen, och igen osv, tills hela detaljen är färdigtillverkad. När detaljen ska tas loss ifrån byggplattan samlas det kvarvarande icke-smälta pulvret upp och återanvänds i så stor utsträckning som möjligt. Frihetsgraderna vid design i processen möjliggör tillverkning av komplexa geometrier och adderade funktionaliteter, även fast efterbehandling och/eller justeringar av mikrostrukturen kan behövas. Dagens smala pulverstorleksfördelning (tex 15-50μm) är avsedd att ge tunna lagertjocklekar (tex 30μm) för att åstadkomma en fin yta och hög upplösning av små geometrier, såsom exempelvis interna kylkanaler. Men kostnaderna som det innebär att framställa och sortera ut fina och smala kornstorleksfördelningarär avsevärd eftersom det innebär flera steg med silning. Vidare leder de tunnalagertjocklekarna till långa byggtider (typiskt dagar). Ett alternativ, som därför vore fördelaktigt, är att undersöka möjligheten med att bygga tjockare lager med en bredare och större pulverstorleksfördelning. Huvudfokuset i detta arbete fokuserar på att undersöka effekterna av att använda en bredare pulverpartikelstorleksfördelning 15-90μm, med syfte at minska silningsbehovet och därmed reducera kostnaden för att utveckla och tillverka detaljer med laser pulverbädd additiv tillverkning. En omfattande mikrostrukturundersökning har gjorts på enkelsträngar och kuber byggda med 27 olika processparameter-kombinationer, vilket samtidigt försöker identifiera korrelationer mellan enkelsträngarnas karaktäristik med resultaten uppmätta hos kuberna. I ett nästa steg har material, som tillverkats med processparametrar som renderade i minst/mest porer hos kuberna, mekaniskt provats efter att det högtrycksvärmebehandlats över- respektive under β-transus. / <p>Paper A is not included due to the copyright.</p><p>Paper B and C are to be submitted.</p>

In this bachelor thesis, I examine how automation of fused filament fabrication (FFF) can be implemented, and what the limitations are for different kinds of automation solutions for FFF. Fused filament fabrication is a 3D-printing technology where a material is extruded through a nozzle, layer by layer, to create a print. The thesis also provides a calculation for the commercial feasibility of small batch rapid production with the implementation of an automation solution for FFF. The approach was a qualitative study containing five interviews, combined with empirical knowledge and data from the additive manufacturing company Svensson 3D. This was complemented with an analysis of which criteria to use when evaluating FFF automation solutions, and a framework for looking at FFF from an operator perspective. To calculate commercial feasibility of automation solutions for FFF, Internal Rate of Return and Payback Time were used. This resulted in six criteria to evaluate solutions for automation of FFF, three evaluations of problems within three solutions for automation of FFF, and a finding showing that small batch rapid production is commercially feasible with automated FFF. Lastly, the thesis contains a discussion regarding what the future is for FFF, and the limitations of the framework presented for evaluating automated FFF systems. Possible promising solutions for automated FFF are presented, together with ideas for how design for additive manufacturing can help shape the future of automated FFF. / I det här kandidatarbetet undersöker jag hur automatisering inom fused filament fabrication (FFF) kan implementeras, och vad begränsningarna är för olika sorters automatiseringslösningar för FFF. Det läggs även fram en uträkning för den kommersiella gångbarheten för small batch rapid production med implementeringen av ett automatiskt FFF-system. Tillvägagångsättet bestod av en kvalitativ studie baserad på fem intervjuer, kombinerad med empirisk kunskap och data från additiva tillverkningsföretaget Svensson 3D. Det här kompletterades med en analys av vilka parametrar som bör användas för att utvärdera lösningar för FFF-automatisering, och ett ramverk där automatiseringslösningarna betraktas ur ett operatörs-perspektiv. För att räkna ut den kommersiella gångbarheten för automatiseringslösningar av FFF användes internränta och återbetalningstid. Det här resulterade i sex parametrar för att utvärdera automatiseringslösningar för FFF, tre utvärderingar av vilka problem som finns i tre existerande automatiseringslösningar, och slutsatsen att small batch rapid production är kommersiellt gångbart för automatiserad FFF. Slutligen innehåller arbetet en diskussion gällande framtiden för FFF och begränsningarna hos det ramverk som presenterades för att utvärdera automatiserade FFF system. Möjliga lovande lösningar för automatiserad FFF presenteras och hur design för additiv tillverkning kan hjälpa till att forma framtiden för automatiserad FFF.

The dielectric antenna is an interesting alternative to a metallic antenna. This is mainlydue to its low manufacturing cost and the possibility to fabricate complex antennageometry with the aid of additive manufacturing (AM). Sophisticated AM technologyprovides new degrees of freedom in shaping the outer and inner geometry of antennas.This feature can be utilized to optimize various properties of antenna, such as itsbandwidth, radiation pattern etc, while maintaining a compact geometry.This master thesis investigates the possibility of improving the bandwidth of acompact dielectric antenna by modifying its geometry. Specifically, dielectricresonator antennas (DRAs) have been considered here. In this connection, twoembedded cylindrical DRAs operating within 8 GHz-17 GHz frequency band havebeen designed and simulated using Ansys HFSS. For the first design (Design-1), abandwidth (corresponding to reflection coefficient ≤ -10dB) of approximately 63%has been obtained and the second design (Design-2) has a bandwidth (correspondingto reflection coefficient ≤ -10dB) of about 57%. However, in terms of radiationcharacteristics, the performance of Design-2 has been found to be superior comparedto Design-1, mainly due to its symmetrical geometry. Furthermore, the two designshave been compared to an existing compact rectangular embedded DRA. It has beenfound that both Design-1 and Design-2 have comparatively wider bandwidth. Withrespect to the radiation characteristics, the performance of the reference antenna andDesign-2 are similar. While, the radiation performance of the reference antenna isfound to be better than Design-1. / Dielektriska antenner är ett intressant alternativ till metalliska diton. Detta beror delspå lägre tillverkningskostnader men också, tack vare additiva tillverkningsmetoder,på grund av möjligheten att använda komplexa geometrier. De senaste årens framsteginom additiv tillverkning har öppnat upp nya möjligheter vid designen av den externaoch den inre geometrin hos dielektriska antenner. Detta kan utnyttjas till att optimeraolika aspekter hos antennen, exempelvis bandbredd och strålningsmönster, utan attpåverka de yttre måtten.Denna avhandling studerar möjligheten att förbättra bandbredden hos dielektriskaresonansantenner (DRA) genom att modifiera deras inre. Två cylindriska DRA:er,verksamma inom 8-17 GHz, har designats och simulerats i Ansys HFSS. Bandbredderom 63 % för Design-1, samt 57 % för Design-2, erhölls. Trots den första designensstörre bandbredd uppvisar Design-2 bättre strålningsegenskaper, främst avseendeantennens strålningsmönster. De simulerade antennerna har också visat sig hastörre bandbredd jämfört med en redan existerande kompakt, inbäddad DRA. Sett tillstrålningsegenskaper är prestandan hos Design-2 jämförbar med referensantennen,medan design ett uppvisar sämre prestanda.