<p>Denna studie fokuserar på materialåtervinning av polymera material i form av hårda termoplaster och gummi från uttjänta fordonsdäck. Med anledning av låg och begränsad materialåtervinning, hög energiutvinning och delvis deponering av hårda termoplastfraktioner respektive uttjänta däck har det funnits behov att studera förutsättningar för ökad materialåtervinning.</p><p>Syftet med denna explorativa studie har varit att undersöka möjligheter och förutsättningar för ökad materialåtervinning av hårda termoplastfraktioner och uttjänta däck. Detta övergripande syfte har uppnåtts genom en intervjustudie med respondenter vars företag använder återvunnen termoplast samt gummi från uttjänta däck i tillverknings- och bearbetningsprocesser. Möjligheterna för ökad materialåtervinning har även betraktats från en termodynamisk synvinkel.</p><p>Företagens anledningar till arbete med materialåtervinning grundas i ekonomiska incitament men även miljöhänsyn. Förutsättningarna för ökad materialåtervinning återfinns i sorterade och ickekontaminerade, termoplastfraktioner samtidigt som en marknad för produkter tillverkade av gummi från uttjänta däck behöver utvecklas. Fraktionerna bör hållas isär och sorteras om de är blandade för att därmed inte begränsa materialens möjligheter till återvinning i nya produkter. Denna slutsats bekräftas även av termodynamiska principer. Framtidsperspektivet kännetecknas av förhoppningar om mer tillgängligt material och mindre råvarukostnader. Ökade mängder termoplaster betraktas i framtiden härstamma från uttjänta personbilar. Tillverkning av fordonskomponenter, baserade på gummi från uttjänta däck, kan i framtiden vara ett alternativ inom bilindustrin.</p>

Denna studie fokuserar på materialåtervinning av polymera material i form av hårda termoplaster och gummi från uttjänta fordonsdäck. Med anledning av låg och begränsad materialåtervinning, hög energiutvinning och delvis deponering av hårda termoplastfraktioner respektive uttjänta däck har det funnits behov att studera förutsättningar för ökad materialåtervinning. Syftet med denna explorativa studie har varit att undersöka möjligheter och förutsättningar för ökad materialåtervinning av hårda termoplastfraktioner och uttjänta däck. Detta övergripande syfte har uppnåtts genom en intervjustudie med respondenter vars företag använder återvunnen termoplast samt gummi från uttjänta däck i tillverknings- och bearbetningsprocesser. Möjligheterna för ökad materialåtervinning har även betraktats från en termodynamisk synvinkel. Företagens anledningar till arbete med materialåtervinning grundas i ekonomiska incitament men även miljöhänsyn. Förutsättningarna för ökad materialåtervinning återfinns i sorterade och ickekontaminerade, termoplastfraktioner samtidigt som en marknad för produkter tillverkade av gummi från uttjänta däck behöver utvecklas. Fraktionerna bör hållas isär och sorteras om de är blandade för att därmed inte begränsa materialens möjligheter till återvinning i nya produkter. Denna slutsats bekräftas även av termodynamiska principer. Framtidsperspektivet kännetecknas av förhoppningar om mer tillgängligt material och mindre råvarukostnader. Ökade mängder termoplaster betraktas i framtiden härstamma från uttjänta personbilar. Tillverkning av fordonskomponenter, baserade på gummi från uttjänta däck, kan i framtiden vara ett alternativ inom bilindustrin.

Some of the major obstacles the microfluidics industry has yet to overcome in order to facilitate large scale manufacturing of devices are costly back-end processes. Among these, bonding presents some of the most obvious difficulties and is often associated with structural deformation and surface modification. Off-stoichiometric thiol-ene (OSTE) is a relatively new material and hasn’t yet achieved the same level of adoption as Polydimethylsiloxane (PDMS) which has been the go-to material in the field of microfluidics for over two decades. OSTE offers an alternative to PDMS and promises bonding without surface treatment as well as a hydrophilic surface, removing a step in the manufacturing process. In this work, the property of OSTE to bond with a variety of commonly used thermoplastic materials were tested as well as its suitability for use in pharmaceutical devices such as Lab-on-a-chip. In addition to untreated OSTE, a surface modifier was used to examine the potential for surface modification when using OSTE as a microfluidics material. From the testing performed, we demonstrated OSTE’s capacity to form robust bonds with a range of thermoplastic materials as well as comparable biocompatibility to PDMS. / Bland de största hindren som industrin ännu ej löst när det kommer till storskalig produktion av mikrofluidiska produkter är kostsamma ”back-end” processer. Av dessa presenterar bindingsprocesser några av de mest uppenbara svårigheterna och medför ofta deformationer av finstrukturer samt ändringar i ytkemi. Off-stoichiometric thiolene (OSTE) är ett relativt nytt material och har ännu inte blivit lika utbrett i sin använding som Polydimethylsiloxane (PDMS) vilket har varit standardmaterialet i mikrofluidik i över två årtionden. OSTE erbjuder ett alternativ till PDMS, med bindingsprocesser som ej kräver ytterligare ytmodifikationer och en hydrofil yta, vilket eliminerar ett steg i tillverkningsprocessen. I detta arbete undersöktes egenskapen av OSTE att binda till en rad ofta använda thermoplaster samt dess lämplighet i medicinskt bruk, i system som ”Lab-on-a-chip”. Förutom obehandlad OSTE, så användes en ytmodifierare för att undersöka möjligheten för ytmodifiering vid användingen av OSTE i mikrofluidik. Resultaten av våra tester visade OSTE’s förmåga att forma robusta bindingar till en rad thermoplaster så väl som en jämförbar biokompatibilitet till PDMS.

Polykemi AB använder kontinuerligt FTIR-analys för materialidentifiering, felsökning och utveckling. Företaget har ett omfattande referensbibliotek med spektra för råvaror i form av polymerer, additiv, fyllmedel och förstärkningsmedel. Företaget köper rena polymerer som modifieras genom att polymer och fyllmedel blandas i en extruder och en plastsammansättning erhålls.Den praktiska delen av examensarbetet inleddes med upptagande av FTIR-spektrer från några av de termoplaster, additiv, fyllmedel och förstärkningsmedel som företaget använder. Slutligen upptogs spektrer från ett antal modifierade plaster. Dessa spektrer tolkades och de ingående ämnena identifierades.Två olika metoder har använts vid analyserna: filmteknik och diffus reflektans. Vid studien av de modifierade plasterna användes även utbränning av proverna för att underlätta identifikation av oorganiska fyllmedel.Syftet är att examensarbetet ska kunna användas för att öka den befintliga kompetensnivån avseende FTIR-analys. / Polykemi AB uses FTIR-analysis continuously in material identification, trouble shooting and development. The company has an extensive library of references containing spectra of raw material (polymers, additives, filling materials and fortifiers). The company buy pure polymers which are modified by mixing with filling material in an extruder, which result in a polymeric compound. The practical part of this bachelor thesis was initiated with collecting of FTIR-spectra from some of the thermopolymers, additives, filling materials and fortifiers which the company uses. Finally spectra of some polymeric compounds were collected.These spectra were interpreted and the included materials were identified.Two different methods were used to collect spectra: polymer film and diffuse reflectance. In the study of modified polymers burnout was used to facilitate the identification of inorganic filling materials.The purpose of this bachelor thesis is intended to increase the existing level of competence regarding FTIR-analysis.

Volvo Cars in Skövde manufacture and assemble Volvo engines. When attaching the ignition coil to all 4-cylinder engines, a special mounting tool is required. This mounting tool is currently manufactured from injection-molded polyoxymethylene (POM), a thermoplastic. It has been noted that the life span of the tool is shortened as a result of abrasive wear that occurs during the attachment process of the ignition coil. An investigation of the possibility of manufacturing the mounting tool with a 3D-printer is undertaken in cooperation with ÅF, a consultant to Volvo Cars. A literature study is first presented to introduce broader knowledge on the subject. The abrasive wear and other material characteristics such as tensile strength, compressive strength and elongation of  POM and an alternative material for 3D-printing,  Ultem™, an amorphous thermoplastic polyetherimide are discussed.  These material characteristics are studied further and considered in tandem with both a theoretical analysis and a wear experiment, based on the pin-on-disc method. It is shown in the theoretical analysis that the wear is approximately six times larger for Ultem™ when compared to POM. The wear resistance of Ultem™ is highest when wear occurs parallel to the direction of the printed layers. In contrast, the experiment shows that the wear is about three times larger in Ultem™ than in POM.  The highest tensile strength of Ultem™ is also found in the direction of the printed layers. Some issues with the small elongation of the 3D-printed material are presented. It is recommended that ÅF apply the 3D-printing technique with Ultem™ only for construction details with complex geometries and where the material elongation will not exceed 5%. It is also recommended that ÅF both support and contribute to this innovative technique in order to develop leading edge competence in the subject. / Volvo Cars i Skövde tillverkar och monterar Volvomotorer. Vid monteringen av tändspolen till alla 4-cylindriga motorer behövs ett monteringsverktyg. Detta monteringsverktyg tillverkas för närvarande från formsprutad termoplast polyoximetylen (POM). Det har noterats att livslängden av verktyget förkortas på grund av abrasiv nötning som uppkommer under monteringsprocessen av tändspolen. Möjligheterna att tillverka monteringsverktyget med en 3D-skrivare utvärderas i samverkan med ÅF, en konsult till Volvo Cars. En litteraturstudie presenteras för att introducera en bredare kunskap i ämnet. Den abrasiva nötningen och materialegenskaper såsom draghållfasthet, tryckhållfasthet samt töjning hos POM och ett alternativt material för 3D-skrivning, Ultem™, en amorf termoplast polyeterimid, behandlas. Dessa materialegenskaper studeras vidare och tas i beaktning med både en teoretisk analys och ett nötningsexperiment, baserat på pin-on-disc metoden. Enligt den teoretiska analysen är nötningen hos Ultem™ approximativt 6 gånger större vid jämförelsen med POM. Nötningsbeständigheten hos Ultem™ är högst då nötning sker parallellt med 3D-skrivningsriktningen av lagren. Nötningsexperimenten visar att nötningen hos Ultem™ är ungefär 3 gånger större vid jämförelsen med POM. Den högsta draghållfastheten hos Ultem™ uppkommer också parallellt med 3D-skrivningsriktningen av lagren. Problem med den låga töjningen hos det 3D-skrivna materialet behandlas. ÅF rekommenderas att tillämpa 3D-skrivning med materialet Ultem™ främst för detaljer med komplexa geometrier med en töjning som inte överskrider 5 %. ÅF rekommenderas även att både stödja och bidra till denna innovativa teknik för att kunna skapa en ledande expertis i ämnet.

Formsprutning är en tillverkningsmetod somställer krav på produkters utformning. För att göra en lämplig ingötsplacering räcker inte alltid riktlinjer utan en produktspecifik analys kan vara nödvändig. Materialval kräver en tydlig kravspecifikation och kan med fördel göras i samråd med en materialexpert. Riktlinjer för Design for manufacturing and assembly inkluderar bland annat rekommendationer för formgivning. Detta kandidatarbete strävar efter att hjälpa produktutvecklare att tidigt i produktutvecklingsprocessen ta hänsyn till tillverkningsaspekter. Baserat på litteraturstudier, intervjuer och fallstudier har riktlinjer tagits fram för materialval, design for manufacturing and assembly och formgivning för formsprutning. Arbetet är avgränsat till att endast titta på formsprutningsbara termoplaster. Arbetet, som genomförts vid Linköpings universitet, är en del av projektet Säkra monteringsverktyg som resulterade i ett portabelt dödmansgrepp. Defallstudier som genomfördes inom projektetbehandlar värdering av koncept utifrån produktionsperspektiv, materialval och formsprutningsanalyser i programmet Moldflow. Arbetet resulterade i riktlinjer för applicering av metoden design for manufacturing and assembly, formsprutningsanpassning samt materialval. Fallstudien i Säkra monteringsverktyg utmynnade ien värdering av koncept utifrån produktionsaspekter, ett materialval baserat på projektets kravspecifikation och rekommendationer för produktens utformning med syfte att optimera dess tillverkning. En slutsats av arbetet är att produktionsanpassning av produktens utformning bör ske tidigt i utvecklingsprocessen. En annan slutsats är att besök i industrin, hos exempelvis ett formsprutningsföretag, leder till bättre förståelse av vilka krav som behöver uppfyllas för att en produkt ska vara möjlig att producera. Om simuleringsprogram för formsprutning finns bör det användas i kombination med riktlinjer för produktutformning. Ytterligare en slutsats som gjorts är att materialval underlättas genom tidig kontakt med materialleverantörer. Materialvalet baseras på kravspecifikationen och därför bör kraven tydliggöras och dess rimlighet kontrolleras innan materialvalet sker. / Injection molding is a manufacturing method that requires specific features to attain manufacturability. Gating suitability requires analysis and mere guidelines do not always provide the correct gate placement. Material selection requires a pronounced specification and is preferably supervised by an expert. Guidelines concerning design for manufacturing and assembly include, among other things, recommendations directly affecting the shape of the product. The aim for this bachelor thesis is to aid product developers and designers in taking manufacturing aspects into account early in the product development process. This is achieved by providing them with guidelines regarding material selection, injection molding, as well as design for manufacturing and assembly. The thesis is limited to thermoplastic materials suitable for injection molding and its results are based off thorough literature research, interviews and case studies. This bachelor thesis project, which is conducted at Linköping University,is a part of a project calledSafe manual assembly tools, and the resulting portable enabling device developed in Safe manual assembly toolsis used as case studies in this thesis. The case studies include: evaluation of concepts concerning manufacturability; material selection; and injection molding analysis through the software Moldflow. The thesis results in guidelines concerning design for manufacturing and assembly, injection molding and material selection. The case study is requited with concept selection suggestions, a selection of material that meets the specification of requirements stated in Safe manual assembly tools and design recommendations that aim to improve the manufacturability of the concept. This bachelor thesis concludes that design alterations striving to meet requirements for manufacturability should be made early in the devolpment process. Visiting the polymer-based product manufacturing industry offers better insight into which requirements that need to be fulfilled to make a product producible. Injection molding simulation software, if such is available, should be used in combination with design guidelines.The thesis also concludes that material selection is simplified through early contact with suppliers of material. Material selection is based off the specification of requirements and therefore requirements specified in the specification should be clarified and have their plausibility confirmed before the selection takes place.