The car industry is constantly under pressure to be competitive in their product development which includes not only safety and increased performance, but also in their environmental impact. Volvo Cars strives to be more environmental and high performing in their product development, which of course includes manufacturing methods since these highly effect a components environmental impact and mechanical performance. To optimize these aspects of car components it is important to have good knowledge of current manufacturing processes and the possibilities and challenges that come with them and their relationship to already well-established processes. This report focuses on the relatively new RheoMetal-process (called rheocasting in this report), a process that uses a partly solidified slurry to fill the mold, and the conventional high pressure die casting (HPDC) which uses a liquid melt, and their differences in casting aluminum-alloys from both a process-and design perspective. The RheoMetal-process is also compared to a few other semi-solid processes on the market, thixocasting, GISS and SEED. This report is meant to work as a foundation for product developers at Volvo Cars to learn about rheocasting, and eventually use to make future choices for manufacturing processes for aluminum alloys. With a literature review, interviews with experts and professionals and analysis of casting simulations, information of the processes and their effect on material properties was collected and compiled. What could be concluded from these methods was that the slurry in the RheoMetal process has a globular microstructure, unlike the melt in HPDC which is dendritic. The globular microstructure in rheocasting is caused from shearing the slurry which makes it run more easily. The thicker consistency of the slurry makes the flow more laminar when filling a mold which makes for less air entrapment and defects in the material. The reduced number of defects opens the possibility of using T6 heat treatment on rheocasted components to reach improved mechanical properties, which would normally not be recommended for components made with HPDC. The globular microstructure makes the slurry flow easier which means, in combination with less defects, thinner components can be cast with similar strength as thicker components made with HPDC. This would contribute to weight reduction in a car, and in turn less fuel consumption. With rheocasting, a wider range of alloys can be used because of the ability of using non-eutectic alloys for the slurry. From research and analysis of simulations it could also be concluded that a combination of a high solid phase fraction and low gate velocity result in a more laminar flow and therefore fewer porosities in the final component.

Den här rapporten syftar till att utveckla kalkylen kring omkostnader för tillfälligt form, specifikt uppbockning av normalplan i samarbete med JM AB. Problematiken med den aktuella kalkylen har varit att tiden ej varit inkorporerad, vilket har fått till följd att precisionen är låg för kalkylen.  Uppbockning i normalplan, betyder de stöd som finnes för normalplan vid gjutning av bjälklag för dessa plan. De finns till för att stödja konstruktionen innan dess att bjälklaget har nått tillräcklig hållfasthet för att stå av sig själv. Normalplan innebär det plan, som vanligtvis, finns ovanför entréplan. Dessa plan är ofta lika i utformning och detta kallas normalplan Arbetet påbörjades med att samla in data från sju projekt i vilka hyrdagar, storlek och antal våningar varit avgörande för att producera nya nyckelvärden för grundkostnad, fraktkostnad och hyreskostnad. Kostnaden för uppbockning av normalplan för nya projekt går således att räkna ut med hjälp av genomsnittligt antal våningar och storleken för normalplan. Två olika metoder som behandlar uppbockning har funnits hos JM. Den ena genererar lägre kostnad, men är förknippad med risk för fördröjning på grund av betongens härdningstid för att uppnå full hållfasthet. Det andra förfarandet erbjuder högre kostnader men ett större utrymme för marginal. Denna metod använde fyra av de sju undersökta projekt.  Vi har funnit att metoden med låg risk som borde leda till högre kostnader, i praktikengav lägre kostnader. Andra faktorer än val av metod påverkar kostnaden, men enförklaring till den lägre kostnaden är att lågriskmetoden gör det möjligt för projektet att arbeta i högre takt utan risk för fördröjning på grund av betongens härdningstid vilket i sin tur innebär lägre hyreskostnader.

Sveriges och världens industrier står inför stora omställningar gällande energianvändning och klimatavtryck. Johnson Metall AB jobbar ständigt med miljöarbete och har identifierat gasolanvändningen i produktionen som ett ställe där stora miljövinster går att göra. Examensarbetet avgränsas till att enbart titta på alternativa förvärmningstekniker till skänkar.Syftet med rapporten är att undersöka 3-5 alternativa förvärmningstekniker till den gasoluppvärmning som används i dagsläget. Det är viktigt att en alternativ lösning gör så att nuvarande produktkvalitet bibehålls samtidigt som en alternativ lösning bidrar till ett lägre klimatavtryck, det är även viktigt att priset på produkterna inte går upp allt för mycket.För att genomföra examensarbetet har metoderna litteratursökning, Double Diamond, nulägesanalys, komparation och kriterieviktsmetoden använts. För att skapa en bild över uppvärmningsförloppet görs en testmätning som jämförs med teoretiska samband.Utbudet av klimatavtrycksminskande teknik är relativt stor och fortsätter att växa, däremot råder det brist på incitament att byta teknik. Det krävs stora investeringar i ny teknik som är relativt obeprövad. Bränslen som skulle kunna nyttjas blir indirekt reserverade för andra teknikslag till följd av konkurrensen på bränslemarknaden. I dagens läge ligger risktagandet i övergången till ny klimatneutral teknik hos industrin.Det alternativ som har störst potential är en elektrisk lösning. Förändringar i anläggningen kommer inte innebära någon större inverkan i produktionen. Konsekvenserna av att byta förvärmningsteknik är att produkterna förmodligen kommer öka i pris, men att produkten också får ett lägre klimatavtryck. / Due to the consequences of global warming the industries of the world are facing new challenges. Johnson Metall AB is continuously working with ways to reduce their environmental footprint. Johnson Metall AB has identified use of liquid petroleum gas (LPG) as a source where great environmental gains can be made. The thesis limits itself to only look at LPG use in ladle preheating.The purpose of the thesis is to investigate 3-5 alternative ladle preheating technologies instead of the current LPG preheating of ladles. It is important that an alternative solution keeps the current quality of the products and contributes to lower emissions, it is also important that the price of the products doesn’t increase too much. In order to investigate available options the following methods have been used: literature study, double diamond, current situation analysis, comparison method, and the criterion weight method. In order to create a picture of the heating of ladles, an evaluation measure is performed and compared with theoretical concepts. Climate friendly alternatives are present on the market and are continuously improving, however the incentives to invest in new technologies are few. From the industries perspective the available options are expensive and relatively untested. Fuels that are viable options are taken from consideration due to hard competition with other markets. Moving to alternative fuels is a risky business with few guarantees for the foundry industries. The alternative with the biggest potential is an electric solution. Changes in the facility will not result in any major interference in production. The consequences of changing ladle preheating technology will probably be an increase in the price of the products, however the product will be more environmentally friendly.

In this thesis and in my graduation project, I am taking a closer look at the word temporary. It is an investigation in the transition between the two states: temporary and permanent. I am using the contrasting state permanent as an anti-pole to get perspective and to have a fair comparison. I want to give the state of temporarily a shape or a face and to define time through the material and design, like a time capsule. As an interior architect I am questioning the usage of the temporary in the architectural and giving it attention by using architecture, furniture, states and materials as my framework.

<p>Rapporten beskriver en undersökning rörande två olika typer av inre fel, centrumfel och ytnära fel, på valsar. Examensarbete för högskoleingenjörsexamen i maskinteknik (22.5p) vid Instutitionen för ingenjörsvetenskap, fysik och matematik, Karlstad Universitet. Utfört på uppdrag av Scana Steel Björneborg AB.</p><p>Scana Björneborg är en av Europas ledande producenter av tunga friformsmidda detaljer och har eget stålverk, egen smedja, värmebehandlingsanläggning och maskinpark. På Scana Björneborg gjuts göt av järnskrot, varpå de smids, värmebehandlas och maskinbearbetas till valsar. Efter maskinbearbetning kontrolleras valsarna med ultraljud för att hitta eventuella inre fel. Specifikationerna från kund för hur stora indikationer får vara är strama och stora kostnader uppstår i samband med reklamationer, kassationer, omarbeten och förseningar. Felen har blivit alltmer frekventa och Scana Björneborg har satt samman två projektgrupper för att få försöka få bukt på dem. Examensarbetet skall understödja båda dessa grupper och genom undersökningen skapa underlag för vidare beslut. Undersökningen delades in i tre olika moment:</p><p>* Statistik och information som kunde användas för att hitta eventuella samband och orsaker till de olika feltyperna samlades i en databas.</p><p>* Den samlade statistiken och informationen organiserades, förenklades och analyserades sedan med hjälp av programmet SIMCA, ett program gjort för multivariata analyser av stora datamängder. Eventuella samband granskades och analyserades därefter manuellt för att väga och gallra resultatet .</p><p>* Sex ytnära fel i tre olika detaljer öppnades upp för kartläggning av vilken typ av defekter det rörde sig om, och en metallografisk undersökning i ljus- och svepelektronmikroskop och analys av defekternas sammansättning gjordes.</p><p>SIMCA-analys av insamlad statistik med avseende på centrumfel och vidare granskning och analys av dess resultat antyder att hög smidesvikt, hög Vanadinhalt, stukning, hög nedsmidningsgrad och smidestid per ton i den följden är viktiga faktorer vid uppkomsten av centrumfel, och att en viss samverkan finns mellan dem.</p><p>SIMCA-analys av insamlad statistik med avseende på ytnära fel och vidare granskning och analys av dess resultat antyder att ett samband mellan valda parametrar och uppkomsten av ytnära fel inte går att hitta. Metoden bedöms olämplig för vidare undersökning av ytnära fel.</p><p>Den metallografiska undersökningen av öppnade ytnära defekter visade att samtliga sex defekter liknade varandra till utseende och sammansättning. Vanligaste beståndsdelarna i dessa inneslutningar var Aluminium tillsammans med förhöjda halter av Kol och Syre. Dessa ämnen är alla naturliga i stålet och därför bedöms inte de ytnära felen vara utifrån kommande.</p> / <p>The report describes an investigation concerning two types of internal defects, axis-centered defects and near-surface defects, in rolls. Thesis for bachelor’s degree in mechanical engineering (22.5p), at the institution for engineering, physics and mathematics, Karlstad University. Ordered by Scana Steel Björneborg AB.</p><p>Scana Steel Björneborg AB is one of Europe’s leading producers of heavy free-form forgings and has its own steel plant, forge, heating treatment facility and machine park. Scana Steel Björneborg AB casts ingots from iron scrap. The ingots are then forged, heat treated and machined into rolls. After the machining the rolls are tested with ultrasonic testing equipment to look for indications of internal defects. The specifications on how big the indications are allowed to be from the client are rigid and large costs come up because of reclamations, discarding, reworking and delays. The defects have become increasingly more frequent and Scana Steel Björneborg AB has put together two groups to try and get control over the problem. The thesis is meant to support the two groups by investigating the internal defects, and to create a platform to take further decisions from. The investigation was made up of three parts:</p><p>* Statistics and information that could be used to find connections and cause of the internal defects was gathered in a data base.</p><p>* The gathered statistics and information was organized, simplified and analyzed with SIMCA, a computer software made for multivariate analyzing of large amounts of information. The results of the SIMCA-simulation were then checked further manually to weigh and lay down the fairness of the results.</p><p>* Six near-surface defects in three parts were opened up to map the types of defects and a metallographic examination in optical microscope, scanning electron microscope and spectrometer analysis of the defects’ composition was made.</p><p>The SIMCA analysis of gathered statistics concerning axis-centered defects and later manual analysis of the results showed that high forging weight, high Vanadium content, high degree of forging and low forging-time per tonne all relate to the creation of axis-centered defects, and that some interaction is present between them.</p><p>The SIMCA analysis concerning near-surface defects showed that the chosen parameters do not relate with the creation of near-surface defects. The method is deemed unsuitable for further investigations.</p><p>The metallographic examination of the six near-surface defects showed that all six defects resemble each other in appearance and composition. The most common elements in these inclusions are Aluminum and heightened contents of Carbon and Oxygen. These elements are all naturally occurring elements in the steel and because of this the inclusions are not thought to be exogenous.</p>

Rapporten beskriver en undersökning rörande två olika typer av inre fel, centrumfel och ytnära fel, på valsar. Examensarbete för högskoleingenjörsexamen i maskinteknik (22.5p) vid Instutitionen för ingenjörsvetenskap, fysik och matematik, Karlstad Universitet. Utfört på uppdrag av Scana Steel Björneborg AB. Scana Björneborg är en av Europas ledande producenter av tunga friformsmidda detaljer och har eget stålverk, egen smedja, värmebehandlingsanläggning och maskinpark. På Scana Björneborg gjuts göt av järnskrot, varpå de smids, värmebehandlas och maskinbearbetas till valsar. Efter maskinbearbetning kontrolleras valsarna med ultraljud för att hitta eventuella inre fel. Specifikationerna från kund för hur stora indikationer får vara är strama och stora kostnader uppstår i samband med reklamationer, kassationer, omarbeten och förseningar. Felen har blivit alltmer frekventa och Scana Björneborg har satt samman två projektgrupper för att få försöka få bukt på dem. Examensarbetet skall understödja båda dessa grupper och genom undersökningen skapa underlag för vidare beslut. Undersökningen delades in i tre olika moment: * Statistik och information som kunde användas för att hitta eventuella samband och orsaker till de olika feltyperna samlades i en databas. * Den samlade statistiken och informationen organiserades, förenklades och analyserades sedan med hjälp av programmet SIMCA, ett program gjort för multivariata analyser av stora datamängder. Eventuella samband granskades och analyserades därefter manuellt för att väga och gallra resultatet . * Sex ytnära fel i tre olika detaljer öppnades upp för kartläggning av vilken typ av defekter det rörde sig om, och en metallografisk undersökning i ljus- och svepelektronmikroskop och analys av defekternas sammansättning gjordes. SIMCA-analys av insamlad statistik med avseende på centrumfel och vidare granskning och analys av dess resultat antyder att hög smidesvikt, hög Vanadinhalt, stukning, hög nedsmidningsgrad och smidestid per ton i den följden är viktiga faktorer vid uppkomsten av centrumfel, och att en viss samverkan finns mellan dem. SIMCA-analys av insamlad statistik med avseende på ytnära fel och vidare granskning och analys av dess resultat antyder att ett samband mellan valda parametrar och uppkomsten av ytnära fel inte går att hitta. Metoden bedöms olämplig för vidare undersökning av ytnära fel. Den metallografiska undersökningen av öppnade ytnära defekter visade att samtliga sex defekter liknade varandra till utseende och sammansättning. Vanligaste beståndsdelarna i dessa inneslutningar var Aluminium tillsammans med förhöjda halter av Kol och Syre. Dessa ämnen är alla naturliga i stålet och därför bedöms inte de ytnära felen vara utifrån kommande. / The report describes an investigation concerning two types of internal defects, axis-centered defects and near-surface defects, in rolls. Thesis for bachelor’s degree in mechanical engineering (22.5p), at the institution for engineering, physics and mathematics, Karlstad University. Ordered by Scana Steel Björneborg AB. Scana Steel Björneborg AB is one of Europe’s leading producers of heavy free-form forgings and has its own steel plant, forge, heating treatment facility and machine park. Scana Steel Björneborg AB casts ingots from iron scrap. The ingots are then forged, heat treated and machined into rolls. After the machining the rolls are tested with ultrasonic testing equipment to look for indications of internal defects. The specifications on how big the indications are allowed to be from the client are rigid and large costs come up because of reclamations, discarding, reworking and delays. The defects have become increasingly more frequent and Scana Steel Björneborg AB has put together two groups to try and get control over the problem. The thesis is meant to support the two groups by investigating the internal defects, and to create a platform to take further decisions from. The investigation was made up of three parts: * Statistics and information that could be used to find connections and cause of the internal defects was gathered in a data base. * The gathered statistics and information was organized, simplified and analyzed with SIMCA, a computer software made for multivariate analyzing of large amounts of information. The results of the SIMCA-simulation were then checked further manually to weigh and lay down the fairness of the results. * Six near-surface defects in three parts were opened up to map the types of defects and a metallographic examination in optical microscope, scanning electron microscope and spectrometer analysis of the defects’ composition was made. The SIMCA analysis of gathered statistics concerning axis-centered defects and later manual analysis of the results showed that high forging weight, high Vanadium content, high degree of forging and low forging-time per tonne all relate to the creation of axis-centered defects, and that some interaction is present between them. The SIMCA analysis concerning near-surface defects showed that the chosen parameters do not relate with the creation of near-surface defects. The method is deemed unsuitable for further investigations. The metallographic examination of the six near-surface defects showed that all six defects resemble each other in appearance and composition. The most common elements in these inclusions are Aluminum and heightened contents of Carbon and Oxygen. These elements are all naturally occurring elements in the steel and because of this the inclusions are not thought to be exogenous.

Detta examensarbete omfattar produktutvecklingen av en komponent till en mätutrustning som ska mäta flytbarheten hos smält metall. Arbetet har utförts hos Bryne AB och har lett fram till koncept-, material- och tillverkningsförslag för komponenten. Arbetet har även utvärderat ett för gjuteribranschen nytt formmaterial som alternativ till dagens gjutsand. Tester har gjorts för att se om återvunnet (material x) går att använda som formmaterial till högtemperaturapplikationer. / This thesis covers the product development of a component for a measuring device that measures the fluidity of molted metal. The work has been performed at Bryne AB and has led to concept, material and manufacturing proposal for the component. This work has also evaluated new molding material to be used in foundries that can be an alternative to today's molding sand. Tests have been made to see if recycled (material x) can be used as mold material for high temperature applications. / <p>Uppladdad version av rapporten är en offentlig kopia av orginalrapporten. I den offentliga versionen har känslig information fått ett annat namn för att inte påverka uppdragsgivarens patentansökan.</p>

Sand mold casting is a manufacturing method that has been used for thousands of years. In recent years additive manufacturing has, among other things, enabled production of sand molds with complex geometry resulting in castings with geometry that would have been very hard, if not impossible, to produce with conventional sand mold casting or machining procedures. Since this manufacturing method is relatively new, knowledge gaps exist regarding the benefits and drawbacks of the method as well as when it should be used. The purpose of this study has been to explore casting molds produced by additive manufacturing, how they can be used and what effect they have on the manufactured product. For this purpose, a existing product has been redesigned to be cast in one of these molds instead of traditionally being machined from large aluminium blocks. The design work has been supplemented with calculations on the parts structural integrity, interviews and material sample tests. The redesign was made on behalf of Vattenfall AB and the studied component was a part of a test rig for a hydro power plant called spiral casing. The result of the study is a new design of the spiral casing with a lower weight and volume, made with stainless steel instead of aluminium, and other improvements. Testing of cast samples have shown that the mechanical properties of steel cast in 3D-printed and conventionally manufactured sand molds do not differ significantly. The sample cast in a 3D-printed mold did have a finer surface finish however.  Production volume, product complexity, material and lead time are all factors that determine when additive manufacturing should be used in the creation of sand molds. Further studies are required to better determine where the breakeven points are.

This thesis has been carried out as a development project at Scana Steel Björneborg with the purpose to study the influential parameters in argon shrouded ingot casting during the manufacturing of low-alloy steels. In the first stage, a literature study was conducted in order to investigate the theoretical background of the procedure and the importance of protecting the melt during ingot casting. Next, a computer model of the shield was designed using COMSOL Multiphysics® with regard to the process conditions at Scana Steel Björneborg. The effect of various parameters on the process was examined through simulations of the argon gas flow pattern, heat transfer between the gas and the melt stream, and the chemical species transport in the gas around the melt stream. Based on the simulation results, two different shapes of shield were proposed for the argon shrouding operation. A set of implementation tests was executed in order to check the installation and usage conditions of the two new shields. After deciding the proper shape of the shield, a full-scale ingot-casting test was performed with the selected shield to investigate the protection behavior. Moreover, the impact of the new casting-protection shield on the nitrogen and oxygen contents of steel was examined through sampling and analyzing the steel before and after casting. It was found that the use of the new shield during the uphill ingot casting is an effective way to reduce the final nitrogen and oxygen contents of the casted ingot. Therefore, the new design of the shield can be used as a developed substitute for the protection of the melt stream in the ingot casting operation.

Recently ABB AB/Metallurgy has developed a novel temperature measuring system in the mold copper plate for continuous casting, named OptiMold Monitor, with the purpose of dynamically monitoring mold conditions and to control the FC Mold.The OptiMold Monitor temperature signals can be further analyzed for the information of the shape of the meniscus of the molten steel together with fluid flow symmetry and speed. Also, it can be analyzed for extracting information about how the steel has started to solidify in the mold and to detect solidification deficiencies such as cracks or risks of shell break-outs. Algorithms and Matlab codes developed by ABB for the thermal data analysis has perceived good insight into the results. The OptiMold Monitor system is currently being tested in Tata Steel IJmuiden steelworks.Algorithms for local cold and hot spot detection have been suggested for robust performance and to address the issue of false alarms. And the nail bed tests for meniscus profile and speed have been analyzed. / ABB AB / Metallurgi har utvecklat ett nytt temperaturmätningssystem i gjutkopparplattan för kontinuerlig gjutning, benämnd OptiMold Monitor, med syfte att dynamiskt övervaka aktuell gjutningsstatus och för att styra FC Mold.Temperatursignalerna från OptiMold Monitor- kan analyseras vidare för ge informationen om formen av det smälta stålet tillsammans med fluidflödessymmetri och hastighet. Det kan också analyseras för att extrahera information om hur stålet har börjat stelna i formen och för att upptäcka stelningsdefekter som sprickor eller risker för utbrytning av skal. Algoritmer och Matlab-koder som utvecklats av ABB för termisk dataanalys har givit god inblick i resultaten. OptiMold Monitor-systemet testas för närvarande i stålverket Tata Steel IJmuiden. Algoritmer för lokal kylning och detektering av ”hot spots” har föreslagits för att ge robusta prestanda och att för att hantera risken för falska larm. Även resultat från nagelbäddstesterna för gjutprofil och hastighet har analyserats.