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

SECO Tools manufactures tool inserts for all types of metal cutting machining. (Ti,W)C is a common raw material used in the production. At arrival, the material (Ti,W)C is always analyzed. Titanium has previously been analysed with x-ray fluorescence spectrometry, but as the calibration has previously been performed with two different types of titanium (rutile and metallic titanium), the results has differed. Because of that, this thesis project has been devoted to analyze titanium, to find the best titanium compound for producing standards. The work has been performed using literature studies and many experiments in the laboratories at SECO Tools inFagersta,Sweden. This project has included about ten working weeks. In this report the analysis methods of x-ray fluorescence spectrometry and spectrophotometry is described, as the methods has been used in the experiments. A big problem that was discovered during this project was the big standard deviation of results for the method used for analysing titanium with x-ray fluorescence. Because of that, much time of this project has been devoted to experiments trying to reduce the standard deviation between the samples, as this is vital to performing a reliable calibration. A variety of experiments has been performed without reducing the standard deviation between the samples to below 0.2 % -units for the (Ti, W) C-samples.

Denna uppsats ämnar undersöka om det föreligger ett samband mellan hållbarhetsredovisning och lönsamhet hos svenska små och medelstora företag (SMF). Studien avser vidare att enbartinkludera svenska SMF inom branscherna tillverkning och industri, partihandel och transport. Anledningen till att dessa branscher är till föremål för studien är på grund av att branscherna bidrar med stor andel av koldioxidutsläpp i Sverige. Vi har vidare valt att rikta in oss på SMF som inte lyder under lagstiftad hållbarhetsrapport, enligt 10§ kap. 6 ÅRL (SFS 1995:1554). Tidigare forskning visar blandade resultat. Exempel på det är, att SMF gynnas positivt i lönsamhet (Enderle 2004; Shields & Shelleman 2015) men också studier som visar att SMF inte gynnas positivt i lönsamhet, då de har mindre resurser än stora företag (Aggarwal 2013; Shields & Shelleman, 2015; Klewitz & Hansen, 2014; Jayeola 2015). Detta i samband med dagens klimatkris är avsikten med studien: Att undersöka huruvida SMF gynnas eller inte gynnas av att engagera sig i hållbarhetsredovisning genom ett lönsamhetsperspektiv. Enligt vår mening är det ett viktigt ämnesområde att studera då det kan krävas incitament för SMF att inkludera miljöåtgärder samt hållbarhetsredovisning i verksamheten. Detta i och med att de besitter mindre resurser än stora företag. Om inte engagemang för miljöåtgärder bidrar till bättre lönsamhet, då är frågan vad SMF har förincitament till hållbarhetsredovisning är. Detta har diskuterats utifrån en teoretisk utgångspunkt med hjälp av The Signaling Theory och Legitimitetsteorin. Detta är en kvantitativ studie, där vi tillämpar Ordinary Least Squares (OLS) och logistisk regression för att bringa svar i frågan. Studien innehåller även en total kartläggning utav deutvalda branscherna, inom gränsen för frivillig hållbarhetsredovisning. Avsikten med detta är att ge insikt för vilka hållbarhetsredovisningsmetoder, tid av hållbarhetsredovisning och trender som finns hos respektive bransch. Kartläggningen gav information för att formulera välriktade hypoteser angående lönsamhet för små och medelstora företag. Via hypoteserna studerar vi vikten av hållbarhetsredovisningsmetod, tidsaspekten och branschskillnader gentemotlönsamhet och dess stabilitet.

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

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

This is an experimental study of a few glass objects from the Birka Excavations 1987-1989. A number of beads and waste from bead production have been studied. A group of these objects have also been examined with a scanning electron microscope (SEM) equipped with energy-dispersive detectors (EDS) to comparatively analyze the materials composition. Experiments to recreate the technique in which they were made have been attempted with various results. The techniques found in the beads include the use of murrini, stringer, dotting, and blown-drawn. However the waste material available to this study only suggests that in Birka, beads where made with the winding technique and ornamented with stringer and possibly dotting. The glass used was heated in clay crucibles and some rods where premade.

Energy storage is an important key for future energy systems. A most common form of energy storage is the battery. However, producing a battery is not very efficient nor sustainable. Therefore, every part and every machine in the manufacturing process must be measured and analysed. The next step is to find solutions of how to make each part more effective. The purpose of the thesis was to analyse the power consumption of a battery cycling machine and log the temperature changes. The quality of a battery cell is tested by charging and discharging the cell to different state of charge in this machine. The results showed a lower efficiency during standby state, which is a state when the machine is not used yet is still running. The efficiency increased during charge and discharge of the cells. Moreover, with enough cells discharging at the same time, the machine could produce electricity. This would also mean that the cells charge at the same time and lead to a volatile load profile. The temperature increased slightly during charge and discharge but not above the upper limit. In summary, by scheming the usage of the machines adapted to the number of cells, some machines can be turned off instead of being in standby state. All the machines should be connected to each other in order to exchange excess electricity between them. These solutions can lower the power consumption and make the process more efficient.

Introduktion: Jämfört med traditionella procedurer erbjuder tredimensionell utskrift (3D-utskrift) av föremål en fördel när det gäller att producera mer komplexa och specialdesignade varor. 3D-utskrift är mer kostnadseffektivt och tidsbesparande jämfört med andra tillverkningsteknologier. 3D-utskriftstekniker används inom flera områden, såsom militär- och vävnadsteknik. Den skapar komplexa geometrier och har också använts för att skapa ett unikt läkemedelsfrisättningsmönster som är individuellt anpassat. Detta möjliggör lokal administrering av läkemedel till specifika organ och en mängd olika läkemedelsfrisättningsmönster. Smältdeponeringsmodellering (FDM), laserbaserade system (SLA) och selektiv lasersintring (SLS) och andra 3D-utskriftstekniker används nu i den farmaceutiska tillverkningens industri. Syfte: Syftet med detta arbete är att presentera och jämföra två 3D-utskriftstekniker som används för att framställa läkemedelsformer, nämligen FDM och SLS. Metod: Studien genomfördes som en systematisk litteraturöversikt med användning av databaserna PubMed och Web of Science. Resultat: I uppsatsen presenteras vilka läkemedelsformer som man kan tillverka med hjälp av FDM och SLS och vilka utmaningar samt för-och nackdelar som finns vid användning av de dessa tekniker. Vidare diskuteras acceptansen av nya läkemedelsformer tillverkade med 3D-utskrift. Slutsats: 3D-utskrift är en billig, snabb och enkel metod och med hjälp av denna teknik kan man skapa föremål som man aldrig har kunnat skapa tidigare. Under kommande år kommer tekniken att utvecklas snabbt, vilket gör den mer pålitlig och billigare. Baserat på resultaten ser 3D-utskrift ut att vara en teknologi under utveckling som öppnar för nya och spännande terapeutiska möjligheter. Dessutom är både FDM och SLS bättre lämpade som produktionsprocesser inom läkemedelsindustrin, där kostnadseffektivitet, reproducerbarhet, noggrannhet, precision och förmågan att tillverka olika frisättningsprofiler är avgörande.

During circuit board manufacturing, custom fixtures are commonly utilized to ensure quality and to facilitate the operators’ work tasks. Conventionally, these fixtures are manufactured using subtractive manufacturing techniques such as milling. A product development project has been carried out in collaboration with Eskilstuna Elektronikpartner AB (EEPAB), a company that manufactures circuit boards through Surface Mount Technology (SMT) and Through-hole-Technology. The purpose of the study was to investigate possibilities with additive manufacturing (AM) to produce fixtures for use within the company’s circuit board production unit. The used methodology for product development was a modified variant of the generic product development process, focusing heavily on the concept development stages. Data collection was carried out through a literature study as well as meetings and discussions with employees at the case company. A specific circuit board was studied in the project. This circuit board contains through-hole-components that requires the use of fixtures to reliably meet the customer requirements fors oldering. The existing solution was to solder these components by hand, with the use of a custom hand soldering fixture. The components in question are six LEDs as well as a semiconductorpackage. The aim of the project was to provide the company with concept fixtures, designed for additive manufacturing, that enables selective soldering of these components. All prototypes developed in this project have been digital 3D CAD models. This approach was used since nocphysical copies of the circuit board would be available for study within the time frame of the project. Two research questions were designed to aid in reaching the purpose and aim of the study: Research question 1: How can fixtures for selective soldering be designed for additivemanufacturing? Research question 2: What factors should be considered when designing fixtures for selectivesoldering? The project resulted in two new digital fixture concepts, which in theory can replace the hand soldering fixture and enable selective soldering of the components. The results are presented as 3D visualizations along with prepared print files ready for 3D printing, in correct dimensions based on accurately measured Gerber data. The strength of the fixture concepts has been tested in computer simulations where the material was assumed to be isotropic. As a result, the effect of printer settings on the parts’ strength has not been tested. This report also contains recommendations for further research within the subject. Keywords: fixtures, design for additive manufacturing, 3D printing, circuit board manufacturing, selective soldering

Current research and development processes of novel welding consumables constitutes a great cost and requires a lot of time and resources. LNU WML has requested a novel small batch GTAW welding consumables manufacturing process that is cost-, time-, and resource-efficient. The study was conducted in accordance to DFSS, a product developing process under the overarching scientific engineering method “Systems Engineering”. The DFSS process consists of four stages, where stage one and two were completed.  This has resulted in the development of three novel concepts, and key parameters has been established. One novel concept has been selected by the client and an experiment has been conducted that proves the principle functionality of the novel concept.  Recommendations on how to proceed to a finished, usable product is expressed as a recommendation of a continuation of the DFSS-process, a conduction of a secondary experiment and suggestions for key parameters.