Detta examensarbete har utförts på uppdrag av Koenigsegg Automotive AB, som utvecklar, tillverkar och säljer högpresterande sportbilar. Företaget erbjuder fälgar tillverkade helt i kolfiberkomposit, som ger betydande viktbesparingar i jämförelse med traditionella metallfälgar. Efter tillverkningen kräver fälgarna viss bearbetning vid anläggningsytan mellan fälg och däck. Syftet med examensarbetet har varit att undersöka möjligheten att utföra bearbetningen av fälgarna in-house i Ängelholm, och målet har varit att konstruera en maskin för detta ändamål. Projektet inleddes med en litteratursökning, där svårigheter och möjligheter gällande bearbetning av kolfiberkompositer undersöktes. Till följd av de undersökningar som gjordes, valdes bearbetningsmetoden svarvfräsning och ett antal konstuktionskoncept genererades. Genom ett antal utvärderingar utvecklades ett speciellt koncept vidare till ett komplett produktförslag. Produktförslaget är komplett med analyser, beräkningar samt tillverkningsunderlag, som ger uppdragsgivaren bättre insikt i sina möjligheter. Även underlag som tillåter en framtida CE-märkning har tagits fram. Projektet har följt Fredy Olssons konstruktionsmetod. / The following thesis has been performed in cooperation with Koenigsegg Automotive AB, which develops, manufactures and sells high-performance sportscars. Koenigsegg offers rims made completely from carbon fiber composite, which yields substantial benefits in stiffness and weight compared to their traditional metal counterparts. After the manufacturing of the rims, some trimming is necessary in the contact surface between rim and tire. The purpose of this thesis has been to examine the possibility of performing the necessary trimming in-house in Ängelholm, by designing a special tool. The project began with a literature study, where possibilities and difficulties of machining carbon fiber composites were examined. As a result of the study, the manufacturing process turn-milling was chosen, and a number of concepts were generated. Through a series of evaluations, one concept was further developed to a final product. The suggested product is complete with calculations, analyses and drawings, which gives Koenigsegg a better insight of future possibilities. A solid foundation for future CE-marking has also been produced. The project has followed Fredy Olssons methods of Engineering Design.

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

Tillämpningen av fiberförstärkt polymerkomposit har senaste decenniet ökat kraftigt inom flertalet högteknologiska branscher. Trots framgången är förekomsten av tillverkningsinducerade avvikelser fortfarande en utmaning. Avvikelserna försämrar materialets mekaniska egenskaper och förkortar dess livslängd, vilket orsakar kassationer, miljöbelastningar och försvårad produktetablering för industriaktörer. ABB Composites i Piteå står inför en liknande situation. Företaget producerar cylindriska isolatorer i fiberförstärkt komposit till högspänningsindustrin, och behöver utreda förekomsten av en specifik avvikelse, som under senaste tre åren medfört omfattande kvalitetsbristkostnader. Produkten tillverkas genom vakuuminjicering där en hartsblandning impregnerar en glasfiberform, för att sedan övergå från flytande till fast form genom en exoterm reaktion. Hartsblandningens reaktionsförlopp har länge misstänkts påverka avvikelsernas förekomst, men har inte bekräftats, på grund av flera svårkontrollerade egenskaper. Examensarbetets syfte har därför varit att utreda om hartsblandningens egenskaper påverkar förekomsten av tillverkningsinducerade avvikelser vid tillverkning av cylindriska isolatorer. Arbetet har bedrivits som ett Sex Sigma-projekt enligt problemlösningsmetodiken DMAIC. Ett blandningsexperiment med sex komponenter genomfördes i laborationsmiljö där en datagenererad design med 36 delförsök tillämpades, varav sex stycken egenskaper hos hartsblandningen undersöktes. Experimentet påvisade att samtliga egenskaper var möjliga att styra genom att förändra proportionerna av ingredienserna. Däremot visade sig flera av egenskaperna vara korrelerade och kan därav inte justeras oberoende av varandra. Kunskapen användes till att utveckla och testa två nya varianter av hartsblandningen vid tillverkning av cylindriska isolatorer. Resultatet bekräftade att hartsblandningens egenskaper signifikant påverkar förekomsten av tillverkningsinducerade avvikelser. En viss kombination av egenskaperna som kännetecknade ett långsamt reaktionsförlopp minskade förekomsten av avvikelser på isolatorerna med 99.3 procent i jämförelse med den ordinarie hartsblandningen. Förbättringen förväntas medföra betydelsefulla besparingar, ökad konkurrenskraft och förhöjd kvalitetsmedvetenhet för ABB Composites. Examensarbetets kunskapsbidrag anses också betydelsefullt för kompositindustrin i strävan mot fortsatt reducering av tillverkningsinducerade avvikelser. / The application of fibre-reinforced polymer composites (FRPC) have during the last decades increased in many high-tech industries. Despite the success, the existence of manufacturing-induced deviations has been a long-standing challenge. These deviations affect the lifetime and the mechanical properties of the composite, which in turn lead to scrap of products and environmental impact, obstructing market exploitation for industry stakeholders. ABB Composites in Piteå is facing a similar scenario. The company produces cylindrical insulators in fibre-reinforced composite for the high-voltage industry and need to investigate a specific deviation, which has caused extensive costs during the last three years. The product is manufactured through vacuum assisted resin transfer molding (VARTM), where a resin blend impregnates a fibreglass preform, as the resin cures and transforms from liquid to solid form through an exothermic reaction. One suspected cause for the deviation has been the curing process of the resin. However, it is dependent on several difficult-to-control characteristics and is yet to be confirmed. The purpose of this thesis has therefore been to investigate whether the characteristics of the resin blend affects the occurrence of manufacturing-induced deviations while producing cylindrical insulators. The work has been conducted as an internal Six Sigma-project following the DMAIC improvement cycle. A mixture experiment with six components was performed, using a computer-generated design with 36 runs, in which six characteristics of the resin blend were examined. The experiment proved that all characteristics could be controlled by changing the proportions of the design factors. However, many of the characteristics were correlated, implying that the characteristics cannot be independently controlled. The knowledge from the experiment were used to develop two new resin blends, which were infused to cylindrical insulators in regular production environment. The result confirmed that the characteristics of the resin blend significantly affects the quality of the insulator. One of the blends, which represented a slower curing process, reduced the deviations by 99.3 percent in relation to the original blend. The improvement is expected to generate substantial savings, increased competitiveness and enhanced quality awareness for ABB Composites. Possible contributions to the industry are related to the development of a method to experimentally investigate the resin blend with the objective of reducing manufacturing-induced deviations.

Inledning: Kantbalkar på broar är en utsatt konstruktionsdel som ofta har beständighetsproblem och betongkantbalkar är svåra att utföra till den kvalitet som krävs. I denna studie undersöks möjligheten att byta ut den traditionella betongkantbalken till en fiberförstärkt polymerkomposit (FRP-komposit) med avseende på trafiksäkerhet, beständighet och lönsamhet. Studien omfattar endast brokantbalkar och inte hela brokonstruktioner. Metod: Studien omfattar litteraturstudie och beräkningar. Insamling av information till litteraturstudien sker genom sökning i forskningsdatabaser. Beräkningar utförs genom handberäkningar och med hjälp av programvara. FEM Design 17 används för att ta fram inre spänningar i konstruktionen och Granta EduPack används för att hitta material som uppfyller kraven. Beräkningar utförs i enlighet med Eurokoderna. Resultat: Spänningar i konstruktionen uppgick som högst till 151 MPa. De karakteristiska hållfasthetsvärdena i materialet behövde som högst motsvara minst 240 MPa när reduktionsfaktorer bestämts. Av totalt 782 tillgängliga FRP-kompositer i Granta EduPack fanns 18 som klarade samtliga krav på bärförmåga. Litteraturstudien fann flera tidigare studier där FRP-kompositer använts i brokonstruktioner med goda resultat angående beständighet och långsiktig lönsamhet.Diskussion och slutsatser: Flera antaganden gjordes i beräkningarna, vilka förenklar modellen och påverkar resultatets pålitlighet. Vidare påverkas resultatet av både konstruktionens design och profilers tjocklek. Resultatet av beräkningarna skulle dock kunna användas som en uppskattning av de hållfasthetsvärden som FRP-kompositer behöver uppnå i en kantbalkskonstruktion. Resultatet av litteraturstudien indikerar att en brokantbalk i FRPkomposit skulle vara fördelaktigt beständighetsmässigt, samt att det skulle kunna vara ekonomiskt lönsamt i längden, men det behövs vidare studier för att bekräfta detta. / Introduction: Edge girders on bridges are an exposed structural part that often has durability problems and concrete edge girders are difficult to produce to the required quality. In this study, the possibility of replacing the traditional concrete edge girder with a fibre reinforced polymer composite (FRP-composite) is investigated regarding traffic safety, durability, and profitability.The study covers only bridge edge girders and not entire bridge structures. Method: The study includes literature study and calculations. Collection of information for the literature study is done by searching in research databases. Calculations are performed by hand calculations and with the help of software. FEM Design 17 is used to produce internal stresses in the construction and Granta EduPack is used to find materials that meet the requirements. Calculations are conducted in accordance with the Eurocodes. Results: Stresses in the construction amounted to a maximum of 151 MPa. The characteristic strength values in the material had to correspond at most to at least 240 MPa when reduction factors were determined. Out of a total of 782 available FRP-composites in Granta EduPack, there were 18 that met all the load-bearing capacity requirements. The literature study found several previous studies where FRP-composites were used in bridge structures with good results regarding durability and long-term profitability. Discussion and conclusions: Several assumptions were made in the calculations, which simplify the model and affect the reliability of the results. Furthermore, the result if affected by both the design of the construction and the thickness of the profiles. However, the result of the calculations could be used as an estimate of the strength values that FRP-composites need to achieve in an edge girder construction. The results of the literature study indicate that a bridge edge girder in FRP-composite could be advantageous in terms of durability, and that it could be economically profitable in the long run, but further studies are needed to confirm this