This exam report includes a survey of surface treatment materials and their associated surface treatment methods for application in a tissue machine commissioned by Valmet AB. The tissue machine produces 24 hours a day in a demanding environment consisting of water, heat, oils, glue, dust and various chemicals. The demanding environment makes it difficult to maintain the machine clean due to the limited access at various machine parts when the machine is operating, which can lead to both personal risks and risks for production stoppages. These factors form the basis for the build-ups that takes place at various machine parts. Mostly, it’s about paper fibres that either are loose and dry or clustered into lumps. They also appear as lumps of fibres held together by oil, glues or other chemicals. Over time, they can loosen and, in the worst case, are due to breakages and production failures. The build-ups can also destroy the function of moving machine parts or lead to corrosion. The commission was assigned by Bengt O Andersson and Mickey Lindevall at Valmet AB. The project was conducted as the examining part in the course Degree Project for the Bachelor of Science in Mechanical Engineering, MSGC17, at the faculty of health, science and technology at Karlstad university. The project was carried out individually by a student at the Bachelor of Science program in Mechanical Engineering at Karlstad university. This degree project has taken precedence where the previous degree project at Valmet AB completed its work. The previous degree project has served as a reference document in this report to work out a requirement specification and identifying machine parts that are desired to undergo some form of surface treatment. The acting environments that exist at the various machine parts that are desired to be surface treated have also been examined from the previous degree project. This report has taken a different approach compared to the previous thesis work and is instead directed towards finding suitable surface treatment materials and associated application methods using the material database, CES EduPack. The purpose of the degree project has been to present suitable surface treatment materials and associated surface treatment methods. These are to solve the existing problems, thus facilitating cleaning and maintenance of the tissue machine. To achieve this, a list of suitable materials and associated surface treatment methods has been presented. From this list, conclusions are drawn to find as good surface treatment materials and its associated application methods as possible. With these, the problem should be eliminated or reduced drastically for the number of build-ups regarding the treated machine parts. The objective for this project thesis has been to analyse and proposing suitable methods and materials for surface treatments. With the chosen method and material for the surface treatment, the surfaces upon application are to achieve such properties that build-ups do not adhere to them. The project also contains a requirement specification that has been translated into restriction terms that all investigated material candidates have had to fulfil to be classified as suitable material candidates. The report has also taken a stand to the literature and theory available in the subject area to further investigate what materials are currently used in similar industrial applications. The information that has been processed has, in a final phase, been used as a basis for the list of suitable surface treatment materials and their associated surface treatment methods presented in the report. / Denna examensrapport innefattar en undersökning av ytbehandlingsmaterial samt tillhörande ytbehandlingsmetoder för applicering i en mjukpappersmaskin på uppdrag av Valmet AB. Mjukpappersmaskinen producerar 24 timmar om dygnet i en krävande miljö bl.a. bestående av vatten, värme, oljor, lim, damm samt diverse kemikalier. Den krävande miljön gör att det är svårt att hålla maskinen ren eftersom att det är svårt att komma åt överallt under drift, vilket kan medföra både personrisker och risker för produktionsstopp. Dessa faktorer ligger till grund för att uppbyggningar uppstår vid diverse maskindelar. Mestadels handlar det om pappersfibrer som endera är lösa torra eller fasttorkade i klumpar men de förekommer även som klumpar av fibrer som hålls ihop av olja, lim eller andra kemikalier. Med tiden så kan dessa lossna och ligger i värsta fall till grund för banbrott och produktionsbortfall. Uppbyggningarna kan även förstöra funktionen på rörliga maskindelar eller leda till korrosion. Uppdraget är utgivet av Bengt O Andersson och Mickey Lindevall på Valmet AB. Projektet utförs som den examinerande delen i kursen Examensarbete för högskoleingenjörsexamen i Maskinteknik, MSGC17 vid fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap vid Karlstads universitet. Projektet har utförts enskilt av studerande vid Högskoleingenjörsprogrammet i Maskinteknik vid Karlstads universitet. Detta examensarbete har tagit vid där föregående examensarbetare vid Valmet AB avslutade sitt arbete. Dennes examensrapport har fungerat som ett referensdokument i denna rapport för att kunna arbeta fram en kravspecifikation samt identifiera maskindelar som önskas genomgå någon form av ytbehandling. De verkande miljöerna som existerar vid de maskindelar som önskas ytbehandlas har även undersökts från det tidigare examensarbetet. Denna rapport har tagit ett nytt tillvägagångssätt gentemot föregående examensarbetare och riktas istället mot att identifiera lämpliga ytbehandlingsmaterial samt tillhörande applikationsmetoder med hjälp av materialdatabasen, CES EduPack. Syftet med detta examensarbete har varit att presentera lämpliga ytbehandlingsmaterial samt tillhörande ytbehandlingsmetoder som löser de befintliga problemen och därmed underlättar rengöring och underhåll av mjukpappersmaskinen. För att kunna göra detta har en lista av lämpliga material samt tillhörande ytbehandlingsmetoder tagits fram. Ur denna lista med material och ytbehandlingsmetoder dras slutsatser för att hitta ett så bra ytbehandlingsmaterial och tillhörande ytbehandlingsmetod som möjligt. Med dessa skall problemet elimineras eller minskas drastiskt gällande antal uppbyggningar vid behandlade maskindelar. Examensarbetet har som mål att analysera och ge förslag på lämpliga metoder och material för ytbehandlingar. Med vald metod och material för ytbehandling skall ytorna vid applicering få en sådan egenskap att uppbyggningar inte vidhäftar vid dessa. Projektet innehåller även en kravspecifikation som översatts till restriktionsvillkor som samtliga undersökta materialkandidater varit tvungna att passera för att klassas som lämpliga materialkandidater. Rapporten har även tagit ställning till den litteratur och teori som funnits tillgänglig inom ämnesområdet för att vidare undersöka vilka material som används i dagsläget inom liknande industriella tillämpningar. Informationen som tagits fram har i ett slutskede legat som grund för den lista av lämpliga ytbehandlingsmaterial samt dess tillhörande ytbehandlingsmetoder som presenteras i rapporten.

Företaget X etablerades under andra halvan av 1900-talet med målet att utveckla högkvalitativa hjälpmedel som till exempel rullstolar. Det företaget strävar efter är att användaren ska kunna sitta på ett sådant sätt att de kan uppnå maximal rörelseförmåga och aktivitetsgrad utifrån de individuella förutsättningarna. Syftet med projektet är att undersöka den totala miljöpåverkan hos en av Företaget X’s rullstolar, med en användning på 13 år, med hjälp av en livscykelanalys samt även skapa en grund för vidare hållbarhetsarbete. Utifrån resultatet av livscykelanalysen skulle förslag på förbättringar som, om möjligt, minskar produktens miljöpåverkan tas fram. Undersökningen är baserad på två marknader, marknad 1 där rullstolen resthanteras efter varje användare, och marknad 2 där rullstolen rekonditioneras samt återanvänds efter varje användare tills det att den resthanteras. Den insamlade informationen visade att en användare använder en rullstol i ungefär 4,3 år, vilket innebär att den, under sin livstid, används av tre användare innan den slutligen resthanteras. I marknad 1 undersöks därför tre rullstolar som resthanteras efter 4,3 år och i marknad 2 undersöks en rullstol som återanvänds samt rekonditioneras två gånger och slutligen resthanteras efter tredje användaren. Projektet är indelad i två faser, fas 1 där undersökning och analyser med hjälp av datorprogrammet SimaPro genomförs samt fas 2 där förslag på förbättringar tas fram med hjälp av LCA-verktygen, 10 Golden Principles och 5-Layer Approach. Resultaten från fas 1 visade att tillverkningsfasen samt ramen hade högst påverkan, och att det som orsakade de höga värdena var tillverkningsprocessen av aluminium. Värdena från SimaPro visade även att marknad 1 hade en påverkan som var ungefär 60% högre än marknad 2 med avseende på bland annat koldioxidutsläpp, vattenanvändning samt energianvändning. För att uppfylla kraven för examensarbetet tillämpades en designdel, där moduler eller komponenter med mixat material separerades och omkonstruerades, i detta fall var det armstödet samt stålhylsan i ramen som undersöktes. Då resultaten Examensarbete TRITA-ITM-EX 2019:669 Undersökning av en rullstols totala miljöpåverkan Emma Karlsson Madelen Tram iii visade att ramen hade den största påverkan och dess tillverkning var det som orsakade det mesta av denna påverkan valdes dess material- och tillverkningsfas för vidare undersökning i fas 2 där även designförslagen undersöks. Det nya material och tillverkningsprocess som undersöktes var en aluminiumkomposit samt tillverkningsprocesserna svetsning, extrudering och CNC. Undersökningen visade att byte av material skulle leda till en ökad miljöpåverkan men förlängd livslängd, vilket skulle minska miljöpåverkan per år och ett byte av tillverkningsprocessen skulle leda till det motsatta. Det vill säga en minskning i miljöpåverkan men även i livslängden vilket gör att miljöpåverkan per år skulle öka. De två framtagna designförändringarna skulle ge en minskad miljöpåverkan. För att åstadkomma en minskning av den totala miljöpåverkan rekommenderas att förlänga livslängden på rullstolens samtliga moduler. / Company X was established in the second half of the 20th century with the goal to develop high-quality medical aids such as wheelchairs. The company strives for their users to be able to sit in a way that maximises their ability to move as well as their activity rate based on their individual prerequisites. The purpose of the project was to examine the total environmental impacts of one of Company X’s wheelchairs, used during 13 years, using a lifecycle analysis as well as providing a good foundation for future sustainability work. Based on the results gained from the lifecycle analysis suggestions that could, if possible, lower the impacts of the product should be examined. The analysis was based on two different markets. In market 1 the wheelchair is disposed of after one use, in market 2 the wheelchair is reconditioned and reused at least once before disposal. The information that was collected in the beginning of the project showed that one user uses the wheelchair for 4,3 years on average. This means that one wheelchair is used by about three users during its lifetime. In market 1, therefore, three wheelchairs that are disposed of after 4,3 years are examined and in market 2 one wheelchair that is reconditioned and reused twice before being disposed of after the third user has been examined. The project is divided into two phases, phase 1 where the wheelchair is analysed using the program SimaPro and phase 2 where suggestions to lower the impact was examined using the methods 10 Golden Principles and the 5-Layer Approach. The result from phase 1 showed that the manufacturing phase and the frame stood for the largest impact and that the reason for the high values was the manufacturing process X of aluminium. The results also showed that market 1 had an impact that was about 60% higher than that of market 2 when looking at categories such as carbon footprint, water and energy usage. To fulfil the design demands of the master thesis two redesign proposals were developed on modules and components where there were mixed materials, one was the armrest, the other the frame and the casted in leg rest sleeve. Due to the fact that the results showed Master of Science Thesis TRITA-ITM-EX 2019:669 Analysis of the environmental impact of a wheelchair Emma Karlsson Madelen Tram v that the frame had the greatest impact and that the manufacturing of it was what caused the high numbers its material and manufacturing-phase was chosen for further examination during phase 2. The developed design proposals were also examined further during this phase. The new material and manufacturing processes that were proposed and analysed were an aluminium composite and the manufacturing prosses welding, extrusion and CNC. The analysis showed that exchanging the material would lead to an increased environmental impact but a longer life span. This would result in a reduced environmental impact per year whilst an exchange of the manufacturing process would result in the opposite. The environmental impact would be reduced but so would the life span which means that the environmental impact per year would be increased. Implementing the two design proposals would lead to a reduction of the environmental impact. To reduce the total environmental impact, it is recommended to lengthen the life span of all the modules that make up the wheelchair.

This study examines whether woven metal mesh is an appropriate option for usage in beds and what material the mesh should consist of to best be suited for the purpose. The woven steel mesh’s construction was based on a reference model that consists of cross-linked rods and wires. Since the aim of the project was to reach a conclusion of the mesh’s usability in beds, different parameters were examined and taken into consideration. These parameters were the durability of the mesh when carrying human weight, acoustic properties to minimize chatter when lying on the mesh and rolling properties. The durability was examined using COMSOL multiphysics. Acoustics were studied through a literature review and rolling properties were calculated using measurements on the reference model. A material investigation was done in the database software CES EduPack. It was found that steel, stainless steel and aluminum fulfilled the requirements set on durability. Stainless steel was considered too expensive and steel too heavy. Using aluminum halves the weight of the mesh in comparison to steel but doubles the price, in this case however the weight was considered to be a parameter of greater importance overriding price.

Den här rapporten dokumenterar ett examensarbete för högskoleingenjörsprogrammet iinnovationsteknik och design. Kursen omfattar 22,5 högskolepoäng och utförs vårterminen2019 vid Karlstads universitet. Projektet har genomförts i samarbete med RZ Zampart AB. De befintliga processerna i RZ Zamparts produktion har setts över och det finns möjligheter förförbättringar. Uppdragstagarens syfte med projektet är att effektivisera en rengöringsprocessi produktionslinan. I den befintliga rengöringsprocessen används en alkalisk lösning som ärnödvändig för att få detaljerna tillräckligt rena för vidare bearbetning. I dagsläget rengörsaluminiumdetaljerna på ett konventionellt sätt som innebär lagerhållning för att nyttja denbefintliga tvättanläggningen maximalt. Den konventionella metoden leder till ökat antalprodukter i arbete som innebär bundet kapital och användade av värdefull golvyta. Målet var attta fram en lösning som ersätter den första rengöringen i processledet som ska bidra med lägregenomloppstid, minskat bundet kapital i lagrade detaljer och minskad användning av golvyta.Projektet har tillämpat designprocessen med en projektmodell som innehåller faserna, förarbete,förstudie, kravspecifikation, konceptgenerering, konceptval och en layoutkonstruktion. Kreativaoch systematiska metoder som trädteknik, morfologisk analys, modeller och konstruktionsteknikhar använts. Resultatet är en kompakt konstruktion som använder varmvattenånga som tvättmedie iställetför alkaliska lösningar och tvättas direkt efter svarvningen. Konstruktionen skapar bättreförutsättningar för en effektivare produktion där genomloppstiden minskar, mindre arbetskraftoch mindre produkter i arbete. / This report documents a bachelor thesis in the course engineering program in innovationtechnology and design. The course comprises 22.5 credits and is conducted in the spring term2019 at Karlstad University. The project has been carried out in collaboration with RZ ZampartAB The existing processes in RZ Zampart's production have been reviewed and there areopportunities for improvement. The contractor's purpose with the project is to streamline one ofthe cleaning processes in a production line. In the existing cleaning process, an alkaline solutionis used which is necessary to get the details sufficiently clean for further processing. At present,the aluminum parts are cleaned in a conventional manner, which means storing the parts inorder to make maximum use of the existing washing plant. The conventional method leads toan increased number of products in work that involve tied capital and used by valuable floorspace. The aim was to develop a solution that replaces the first cleaning in the process stage,which leads to lower throughput time, reduced tied capital in stored parts and reduced use offloor space.The project has applied the design process with a project model that includes the phasespreparatory work, feasibility study, requirement specification, concept generation, conceptselection and a layout design. Creative and systematic methods such as tree technology,morphological analysis, models and structural engineering have been used. The result is a compact design that uses steam as a washing medium instead of alkaline solutionsand the parts are washed immediately after the turning operation. The construction createsbetter conditions for a more efficient production where the throughput time decreases, less laborand smaller products in work.

Examensarbetet inom produktutveckling – konstruktion utfördes under perioden februari till juni 2013 och omfattar 15 högskolepoäng (C-nivå), och är den slutliga kursen inom högskoleingenjörsprogrammet Innovation och produktdesign. Examensarbetet behandlade problematiken kring produktionsanpassning och kostnadsoptimering av två stycken elektromagnetiska omrörare vid företaget ABB, Process Automation, Metallurgy i Västerås. Efter kontakt med handledaren från ABB, Jan-Erik Eriksson, påbörjades projektarbetet med att tillverkningsanpassa konstruktionen av produkterna ORD 43P och EM Stabilizer. För att åstadkomma kostnadsoptimerad och produktionsanpassad konstruktion tillämpade författarna följande produktutvecklingsverktyg: Design for Cost, Design for Manufacture och Design for Assembly. För att kontrollera att konstruktionen blev optimal, men också att den inte brister under belastning använde examensarbetarna det datorbaserade hållfasthetsverktyget finita elementmetoden i CAD-programmet SolidWorks. Val av komponenter baserades på komponenternas pris per kilo. För att välja det optimala materialet, det vill säga högsta hållfasthet till lägsta pris använde författarna materialdatabasprogrammet CES EduPack. De utvalda materialen från programmet kunde inte författarna påfinna som standard på marknaden, varför författarna ändrade strategi till att jämföra och välja material utifrån marknadsundersökning av standardmaterial hos leverantörer.   ORD 43Ps komponenter optimerades konstruktionsmässigt gentemot befintliga komponenter och härvstag och isolerplattor kostnadsreducerades markant. Komponenten stomme grundutförande undersöktes översiktligt.  Genom att produktutveckla komponenterna härvstag, isolerplattor och stomme grundutförande minskade kostnaderna för ORD 43P med 2,47 %.  Författarna ansåg att ORD 43Ps totala kostnader kan minska mellan 10-25 % eftersom många av dess komponenter är överdimensionerade och består av dyrare material än vad som krävs.  EM Stabilizer’s komponenter, lock och tryckluftsslang, utformades med optimal konstruktion och kostnadsreducerades.  Genom att produktutveckla komponenterna lock och tryckluftsslang minskade kostnaderna för EM Stabilizer med 1,3 %.  Författarna förmodar att EM Stabilizer’s kostnader kan minska, eftersom den är relativt ny på marknaden. ABB vill säkerställa att produkten uppnår sin garanterade livslängd genom att överdimensionera många av produktens komponenter och använda dyrare material än vad som är nödvändigt. / The thesis in product development – design was carried out between February and June 2013 and includes 15 credits (C-level), and is the final course of the Bachelor Program in Engineering, Innovation and Product Design.  The thesis dealt with the problem of adaptation to production and cost optimization of two pieces of electromagnetic stirrers at the company ABB, Process Automation, Metallurgy in Västerås. After contact with the supervisor from ABB, Jan-Erik Eriksson, the project work commenced to adapt the manufacturing design of the product ORD 43P and EM Stabilizer. To achieve cost-optimized production and production adapted design, the authors applied the following product development tools: Design for Cost, Design for Manufacture and Design for Assembly. To verify that the design was optimal, but also that it did not break during stress, the authors used the computer based module finite element method of the CAD program SolidWorks.  The selection of components was based on the component’s price per kilo.  To select the optimum material, that is high strength and affordable, the authors used the material database software CES EduPack. The materials selected from CES EduPack could not be found by the authors as standard material at the market. Therefore, the authors changed strategy to compare and select materials based on market research of standard materials with suppliers. The components of ORD 43P were optimized in terms of design in comparison with existing components coil bracket and insulation boards. They were also cost reduced significantly. The component frame base was examined briefly.  Through product development the components coil bracket, insulating boards and frame base the total cost of ORD 43P was reduced by 2,47 %.  The authors found that the total cost of ORD 43P could be reduced between 10-25 % as many of its components are oversized and made ​​of more expensive materials than needed.  The components of EM Stabilizer, cover and pneumatic hose, were designed with optimum design and was cost reduced.Through product development the components cover and pneumatic hose the costs of EM stabilizer were reduced by 1,3 %.  The authors assume that the costs of the EM Stabilizer can be reduced, because it is relatively new at the market. ABB want to ensure that the product reach its guaranteed life by over-sizing many of the components of the product and use more expensive material than necessary. / Kostnadssänkningsprojekt