The aim with this thesis was to investigate moulds for composite production. A set of requirements needs to be established for such moulds. The requirements will then be used to find the right material and production method concerning the desired result. Different production methods and materials that can be used for moulds are presented.Two different master moulds were made using two different types of materials, ytong and aluminium. On each of these master moulds, has two types of carbon fibre prepreg been used to make moulds. After cure has the dimensional accuracy of these moulds been measured and compared with the CAD models. The accuracy has been one of KONGSBERG's main requirements. One of the two shapes of moulds was used to make parts in. These two parts have been measured after cure.Abaqus has been used to carry out an FE-analysis with simulations of spring due to cooling after cure.The measurements and the analysis shows the spring-in, but with some difference in the results.The two types of mould materials indicates good results for the shape and size they were tested on. They fulfill many of their requirements.

SammanfattningSyfte: 3D-printning är en relativt ny framställningsteknik, nya material lanseras och marknadsförs ständigt. Det finns inte några direkta riktlinjer för vilka ISO-standards som ska följas vid godkännande av de 3D-printade polymera materialen. Därmed är syftet att inventera tillgängliga 3D-printade polymera material för oralt bruk och sammanställa hur de används.Material och metod: En litteraturöversiktsstudie från två databaser gjordes, PubMed och ScienceDirect samt materialsökning i sökmotorn Google. De material som identifierades granskades utifrån angivet användningsområde, tillgänglighet på materialet online, biokompatibilitet, Conformité Européenne-märkning och om dem är Food and Drug Administration-godkända. Resultat: Antalet artiklar i fulltext efter urgallring var totalt 10 stycken från de båda databaserna. Materialen angivna i artiklarna tillsammans med materialsökningen utgjorde ett resultat på 24 stycken 3D-printade polymera material, varav 20 stycken var för oralt bruk. Fabrikanterna och artiklarna skiljer sig gällande hur beprövade materialen är för oralt bruk. Slutsats: De polymera 3D-printade materialen för oralt bruk är fortfarande under utveckling. En gemensam standard för 3D-printade polymerer hade underlättat som vägledning för fabrikanten vid godkännande av deras material och för konsumenter att hitta information om materialen. / AbstractPurpose: 3D-printing is a relatively new production technology in dentistry. New materials are constantly introduced on the market where there are no guidelines for which ISO-standards that should be followed when approving the 3D-printed polymer materials for oral use.The purpose with the study is to inventory available polymer materials for oral use and compile how they are market. Materials and method: A literature review was conducted based on two databases, PubMed and ScienceDirect, and a material inventory was conducted in the search engine Google. The materials that was identified were examined based on the specified usage, the availability online, biocompability, Conformité Européenn-marked and if they are Food and Drug administration-approved. Results: The number of articles in full text after the exclusion articles was a total of 10 from the two databases. The materials found in the articles and the material search reached a number of 24 3D-printed polymer materials, but only 20 of them are for oral use. The manufactures and the articles show differences regarding how well tested the materials are for oral use.Conclusion: The 3D-printed polymer materials for oral use are still under development. A common ISO-standard for 3D-printed polymer can make it easier for the manufacturer to get their materials approved. This will also make it easier for the consumers to find information about the materials.

<p>Vid användande av polymerer och elastomerer i konstruktioner, lämnar leverantörer oftast endast materialparametrar i form av ett hårdhetstal. De vanligaste provningsmetoderna för hårdhetsmätning av polymerer och elastomerer är Shore samt IRHD (International Rubber Hardness Degree). Hårdhetstalen som erhålls är svåra att använda i Finita Elementanalyser, då de ej direkt kan översättas till mer lätthanterliga storheter. </p><p>Syftet med examensarbetet är att utveckla en metod för att omvandla hårdhetstal till användbara Finita Elementstorheter. </p><p>Det finns flera olika metoder för hårdhetsmätning inom Shore och IRHD.Arbetet begränsades dock till att enbart täcka en metod för Shore samt två metoder för IRHD. </p><p>Arbetet inleddes med litteraturstudier följt av modellering samt simulering av hårdhetsprovningarna. Optimeringar har genomförts för att erhålla materialparameterns värden för olika hårdheter. Med hjälp av dessa värden har sedan samband mellan hårdhet och materialparametrar tagits fram. </p><p>Erhållna slutsatser är att det med metodens hjälp går att finna samband mellan hårdhet och materialparametrar. Dessa parametrar kan anta olika värden för samma hårdhet. Om hårdhetsprovning kompletteras med andra provningsresultat blir resultaten mer entydiga.</p>

Vid användande av polymerer och elastomerer i konstruktioner, lämnar leverantörer oftast endast materialparametrar i form av ett hårdhetstal. De vanligaste provningsmetoderna för hårdhetsmätning av polymerer och elastomerer är Shore samt IRHD (International Rubber Hardness Degree). Hårdhetstalen som erhålls är svåra att använda i Finita Elementanalyser, då de ej direkt kan översättas till mer lätthanterliga storheter. Syftet med examensarbetet är att utveckla en metod för att omvandla hårdhetstal till användbara Finita Elementstorheter. Det finns flera olika metoder för hårdhetsmätning inom Shore och IRHD.Arbetet begränsades dock till att enbart täcka en metod för Shore samt två metoder för IRHD. Arbetet inleddes med litteraturstudier följt av modellering samt simulering av hårdhetsprovningarna. Optimeringar har genomförts för att erhålla materialparameterns värden för olika hårdheter. Med hjälp av dessa värden har sedan samband mellan hårdhet och materialparametrar tagits fram. Erhållna slutsatser är att det med metodens hjälp går att finna samband mellan hårdhet och materialparametrar. Dessa parametrar kan anta olika värden för samma hårdhet. Om hårdhetsprovning kompletteras med andra provningsresultat blir resultaten mer entydiga.

Naturen är en källa till en mängd komplexa molekyler som har potential att användas inom industrin. En del av dessa molekyler kan utvinnas från suberin som bland annat finns i träd och i särskilt hög grad i björknäver. Genom att lösa upp näver i natriumhydroxid kan suberin sönderdelas i mindre beståndsdelar vilka sedan kan extraheras.  En av dessa beståndsdelar är 9,10-epoxi-18-hydroxioktadekansyra (EFA), vilken har tre olika funktionella grupper: en epoxid-, en hydroxid- och en karboxylgrupp.  De tre omnämnda funktionella grupperna påvisar det breda potentiella användningsområdet för denna molekyl.  EFA skulle därmed kunna vara intressant att utnyttja i utvecklingen av nya, gröna material. Målet med detta projekt är att extrahera EFA från näver för att sedan via enzymkatalys syntetisera oligomerer med dimetyladipat (DA). Under projektet utfördes ett flertal extraktioner med varierande resultat vilket visar på metodens känslighet. Troligen har pH samt den använda näverns individuella egenskaper stor inverkan på extraktionen och dess utbyte. Den fjärde extraktionen gav 0,44 g EFA vilket innebar ett utbyte på 12%. EFA polymeriserades via enzymatisk katalys med CalB (Lipas B från Candida Antarctica) vilket gav en polymer som efter 1H-NMR-analys kunde konstateras ha en bibehållen epoxidgrupp. Genom att använda DA som ändgrupp och samtidigt reglera det stökiometriska förhållandet mellan reaktanterna, kunde polymerisationsgraden kontrolleras.  Genom MALDI-ToF-analys kunde det fastslås att det fanns en trend typisk för enzymkatalyserade polymerer i det erhållna spektrumet. Denna trend indikerade att monomeren EFA fanns kvar men även att en polymerisation ägt rum och oligomerer med polymerisationsgrader ett och två hade bildats.

Plastic waste is a severe environmental problem in today's society which has been noticed and discussed during the last couple of years. A constant increase of production over the last decades hasled to a large amount of plastic waste ending up in oceans as microplastics. With harder restrictions of plastic use from the European Parliament, alternative plastics that are bio-based and therefore degradable have increased in demand. The aim of this project was therefore to synthesize alignocellulose-based material which contains the minimum amount of latex, the plastic component, while still satisfying the same requirements as a thermoplastic. The original idea was to create the latex with PISA-RAFT technique however, this was not possible since the needed materials could not be delivered due to COVID-19, therefore radical emulsion polymerization was carried out. Two latexes were synthesized to create composites with wheat-straw, latex A and latex B. Both latexes consisted of 75% of monomer vinyl acetate (VAc) which was the main component but with different weight percentages of monomers methacrylic acid (MAA) and methyl methacrylate (MMA). Latex A consisted of 20 % MAA and 5% MMA and latex B consisted of 20% MMA and 5% MAA. Latex A and latex B were then mixed with wheat straw to create composites. Due to problems withthe wheat-straw composites one additional composite was created to be able to do all of the analyses. This composite was created by using filter paper as biofiber to mix with the two different latexes. Various characterization analyses including FE-SEM, DLS, DSC, FTIR, NMR, TGA and tensile tests were performed on the composites. The NMR and DSC analyses indicated that the actual composition of monomers differs from the theoretical composition and demonstrates that the presence of MAA is hard to detect. This is due to the DSC value for latex A experimental Tg being lower than latex B experimental Tg when latex A consists of more MAA which has a higher detected Tg. During the NMR analysis MAA was also not detected in either latex A nor latex B. The analyses of FTIR contradicts the NMR and DSC analyses hence peaks believed to be from MAA are detected. When comparing the analysis for latex A and B, DLS analysis resulted in latex A having a low PDI and a bigger emulsion sphere size which is preferred when producing composites. The tensile test resulted in latex B achieving the higher values for Young’s modulus and max stress while latex A had a higher value for strain at break. The TGA and DSC analysis however resulted in latex B having a higher Tg and higher thermal stability. The overall analyses indicated that latex B was the most optimal choice for composite production with aslight difference. The analysis of the composites indicated by FE-SEM that the interaction between latex and filter paper were higher than for latex and wheat straw. A total of four wheat-straw composites were created with the weight-ratio of wheat-straw:latex, 50:50 and 75:50 for both latex A and B. Due to not being able to grind the wheat straw to the minimum size needed to create composites only FE-SEM and FTIR analyses of the wheat-straw composites could be made. Because of this no conclusion could be made whether the 75:50 or 50:50 weight ratio was the most optimal. / Plastavfall är ett allvarligt miljöproblem i dagens samhälle som uppmärksammats mycket under de senaste åren. En ständig ökning i produktionen under de senaste decennier har lett till att stora mängder plast hamnat i haven där de sönderdelas till mikroplaster. Med strängare krav av plastanvändning från Europaparlamentet har nya alternativa plaster som är biobaserade och därmed nedbrytbara ökat i efterfråga. Målet med detta projekt var därför att syntetisera ett lignocellulosabaserat material som innehåller så lite icke-nedbrytbar latex, plastkomponenten, som möjligt utan att behöva mista de egenskaper som efterfrågas av termoplaster idag. Den ursprungliga idén var att syntetisera latexen genom PISA-RAFT tekniken, dessvärre pga rådande omständigheter gällande COVID-19 var detta inte möjligt då materialen som behövdes inte kunde levereras. Därför syntetiserades latexen genom emulsionspolymerisation istället. På grund av problem med halmen skapades två olika typer av kompositer, halm kompositer och filterpapper kompositer. De två kompositerna gjordes i två varianter, en innehållande latex A och en med latex B. Latex A och B syntetiserades av olika mängd monomerer vilka var metakrylsyra (MAA) och metylmetakrylat (MMA). Både latex A och B innehöll 75 % av monomeren vinylacetat (VAc). Olika karakteriseringsmetoder, FE-SEM, DLS, DSC, FTIR, NMR, TGA och tensile test utfördes på kompositerna. NMR och DSC analyserna indikerade att den analyserade kompositionen av monomererna skiljer sig åt från den teoretiska kompositionen då närvaron av MAA var svår att detektera. FTIR analysen motsäger dock de analyserade värdena av NMR och DSC då MAA tros ha detekteras då. För jämförelsen av latex A och B resulterade DLS i lägre PDI och större emulsions sfärer för latex A vilket föredras vid produktion av kompositer. Genom analys av tensile test uppnådde latex B högre värden för Young`s modul och max stress medans latex A uppnådde högre värden för belastning vid brottet. TGA och DSC analysen resulterade dock i högre Tg och högre termisk stabilitet för latex B. Den övergripande analysen indikerade att latex B var det mer optimala valet för kompositproduktion meden liten skillnad i jämförelse. Analysen av kompositerna genom FE-SEM indikerade att interaktionen mellan latex och filterpapper var högre än latex och halmen. Total skapades fyra halm kompositer med halm:latex viktförhållandet 50:50 och 75:50 för både latex A och B. Till följd av att halmen inte kunde malas ned till den minimala storleken som behövdes för att bilda kompositer, kunde endast FE-SEM och FTIR analyser utföras. På grund av detta kunde ingen slutsats dras om vilket viktförhållande, 50:50 eller 75:50, som bildade den mest optimala kompositen.

In order to quality assure and investigate material compositions in materials for components, safe methods need to be used to obtain correct results. When starting up a new analysis tool, a basic investigation is needed of how the tool is prepared, operated and how analysis data is interpreted. This is to maneuver the analysis tool correctly in the future work. Misuse of the analysis tool could potentially lead to the wrong material being selected for components and failure to respond to accident investigations. This thesis has been written at Husqvarna AB and its department Specialist Lab´s Material Laboratory. This study would lay the groundwork for how their new dynamic mechanical analysis tool should be used and operated to obtain correct material data for future analyzed materials. Dynamic mechanical analysis is a tool that has a wide range of application and Husqvarna's main purpose is to be able to analyze the dynamic mechanical properties of different polymers and rubber types. This study will primarily address an analysis of the dynamic properties of polyethylene FKM 70-1 in a DMA instrument. This is to carry out a successful analysis that can be used as a basis for future work in Husqvarna's DMA instrument.

Ett stort industriellt problem när det gäller metalliska material är korrosion. En metod för att förhindra korrosion är genom en elektrokemisk process som kallas katodiskt skydd vilket kan utföras på två olika sätt: Katodiskt korrosionsskydd med påtryckt ström (ICCP) eller offeranod (SACP). SACP är baserat på oxidation av de mindre ädla metalliska offeranoderna som vanligtvis är gjorda av zink- och aluminiumlegeringar. Det finns ett stort behov av att forska på andra alternativ för dessa anoder eftersom metallerna som används vis SACP släpper ut tungmetaller i havsvatten. Ledande polymerer (CP) har intressanta och kontrollerande elektriska och elektrokemiska egenskaper vilket gör dem till ett miljövänligt alternativ vid val av anod för SACP.  I följande studie var de utvalda ledande polymererna poly(3,4-etylendioxytiopend)polystyrensulfat (PEDOT:PSS) och polypyrrole-SDS (PPy-SDS). PEDOT:PSS syntetiserades och PPy-SDS köptes. Deras beteende i artificiellt havsvatten analyserades I syfte att bestämma utvecklingen av polymerstrukturen och egenskaper samt eventuella förändringar i havsvattenegenskaperna. Inga av dessa polymerer visade förändringar i den molekylära strukturen till skillnad från den kristallinga strukturen som påverkades. Dessutom släppte inte PPy-SDS ut och komponenter i vattnet till skillnad från PEDOT:PSS som genomgick mekanisk sönderfall vid kontakt med konstgjort havsvatten.  För att förbättra konduktiviteten, post-dopning med metanol och svavelsyra utfördes på PEDOT:PSS vilket inte var fallet när post-dopning med metanol utfördes, det var dock inte möjligt att få en konduktivitet av PEDOT:PSS post-doped  med svavelsyra.  Elektrod tillverkningsmetod utfördes och undersöktes i denna studie. Metoderna inkluderade komprimering från 3000bar till 6000bar vid olika temperaturer och olika geometrier av elektrod. Temperaturen hade en positiv effekt på polymerernas ledningsförmåga. / A major industrial issue when it comes to metallic materials is corrosion. One method to prevent corrosion to occur is by an electrochemical process called cathodic protection which is done in two different ways: impressed current cathodic protection (ICCP) or sacrificial anode cathodic protection (SACP). SACP is based on oxidation of the less noble metal which usually is made of zinc and aluminum alloys. The environmental concerns of these anodes due to the release of heavy metals in the seawater induced a strong need to explore other alternatives. Then, conductive polymers (CP) with their interesting and controllable electrical and electrochemical properties represent an opportunity to investigate as an eco-friendly anodic material.  In the following study, two conductive polymers were chosen: poly(3,4-ethylenedioxythiopende)polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS) and polypyrrole-SDS (PPy-SDS). The former was synthesized, while the latter was purchased. Their behavior as polymer powders in artificial seawater was analyzed with the aim to determine the evolution of polymer structure and properties as well as any change in the seawater characteristics. Neither of these polymers showed changes in the molecular structure contrary to the crystalline structure which was affected. Furthermore, PPy-SDS did not release any components to the water unlike PEDOT:PSS which went through mechanical disintegration when in contact with artificial seawater.  To improve the conductivity of PEDOT:PSS post-doping with methanol and sulfuric acid were performed. The obtained results did not show the expected effect which need further optimization of post-doping conditions.  Electrode fabrication method was proposed and investigated in this study. The methods included compression from 3000bar to 6000bar at different temperatures and different geometries of electrode. The temperature had a positive effect on the conductivity of the polymers without an impact on their structure.

To compete with other manufacturing companies in the market, product design and manufacturing methods need to be improved constantly. To save time and money, there is an advantage if there is a manufacturing plan in place before designing the final product. Composites have been used worldwide for over 6,000 years and their use is expected to increase in the future. Composites offer advantages in product design and manufacturing since it can be adapted to the intended purpose.  The purpose of the project is to determine whether it is possible to produce a magnetic polymer composite with a sufficiently high magnetism to lift a specific weight. The purpose is fulfilled through practical executions together with a literature study to find out which materials were most suitable for the application. The polymer composites were tested in magnetic tests to see if a sufficiently high magnetism was obtained to lift the specific weight.  Two steel powders, differing in particle structure and density, were mixed with an epoxy as a binder and then cast in two different moulds with a depth of 2 mm and 4 mm. The proportions of the steel powder were tested from 50% up to 97%. The result showed that sufficiently high magnetism to lift the intended weight was reached at a concentration of steel powder between 85% - 97%. The composites did not exhibit the necessary magnetic capacity to function in the intended application and therefore further tests with a magnetic material with higher relative permeability are proposed. / Syftet med arbetet är att undersöka om det går att framställa en polymerkomposit med tillräcklig magnetisk kraft för att lyfta en skiva som väger 100g. Polymerkompositen ska tillverkas genom gjutning. De parametrar som behöver tas hänsyn till i arbetet är vilka material som är lämpliga att använda i kompositen, vilka proportioner av plast- och magnetiskt material som behövs för att skapa tillräcklig magnetisk kraft och den magnetiska kraft som polymerkompositen behöver erhålla för att lyfta skivan. Materialvalet är en viktig aspekt i arbetet för att uppnå önskat resultat. Det magnetiska materialet behöver ha en hög relativ permeabilitet, det vill säga en hög grad av förmågan att magnetisera sig själv med ett pålagt externt magnetfält, för att uppnå tillräcklig magnetisk kraft. Vid val av polymermaterial är det viktigt att ta hänsyn till materialets viskositet, med andra ord, materialets tjockhet. Det med anledning för att en lägre viskositet hos polymeren tillåter högre koncentration av metallpartiklar. Vilket är önskvärt för att få in så mycket magnetiskt material som möjligt i polymerkompsiten. Proportionerna av de två materialen behöver anpassas efter dess egenskaper för att uppnå en önskad magnetisk kraft. Ett magnetiskt material som har en hög relativ permeabilitet behöver till exempel blandas med ett polymermaterial med högre viskositet för att blandningen inte ska sedimentera.   Kompositer har använts i hela världen i över 6000 år och användningen förväntas att öka under framtiden. Grunden till detta projekt är att en stålbricka med magnetiska egenskaper ska bytas ut mot en magnetisk polymerkomposit i ett instrument. Fördelen med en komposit är möjligheten att anpassas efter ändamålet och därför till exempel kan vara lättare, tåligare, flexibla och motstå korrosion.  Genom praktiska undersökningar tillsammans med en litteraturstudie uppfylls syftet att ta reda på lämpliga material och proportioner. Avslutningsvis ska de gjutna polymerkompositerna testas i magnetiska tester för att undersöka om tillräckligt hög magnetism kan erhållas för att lyfta den specifika vikten. I arbetet används två stålpulver som skiljer sig i partikelstruktur och densitet, dessa stålpulver blandas med bindemedlet epoxi och gjuts därefter i två olika formar med djupet 2mm och 4mm. Proportionerna i vikt för stålpulvret testades från 50% upp till 97%. Resultatet visade att tillräckligt hög magnetism för att lyfta avsedd vikt nåddes vid en koncentration av stålpulver mellan 85% -97%. Resultatet visade inte tillräckligt hög magnetism för att fungera i den avsedda applikationen och därför föreslås vidare tester med ett magnetiskt material med högre relativ permeabilitet.

I takt med att fossila resurser begränsas och allmänhetens krav på miljövänliga alternativ ökar, har utvecklingen av biobaserade plaster tagit fart. Nya framsteg i form av fler material, innovativa tillverkningsprocesser och förbättrade egenskaper har gjort att applikationsområdet nu sträcker sig från engångsartiklar med krav på nedbrytbarhet, till tekniska och ingenjörsmässiga applikationer. Syftet med arbetet var att undersöka möjligheterna för företaget Flaxta att använda biobaserade polymerer vid tillverkning av fotbollsbenskydd. Ett klassiskt fotbollsbenskydd består av ett hårdare yttre skal i termoplast tillsammans med en mjukare insida i skumplast. Målet var att identifiera biobaserade polymerer som kan ersätta de fossilbaserade polymerer som idag används vid tillverkning av benskydd för fotbollsspelare. Undersökningen av material utifrån begränsningar på biobaserat innehåll visade att det finns flera biobaserade termoplaster som är identiska med deras konventionella fossilbaserade varianter och direkt kan sättas in i befintliga produktionssystem. Dessa material har goda förutsättningar att ersätta de material som idag används i fotbollsbenskydd. Biobaserade termoplastisk polyuretan (TPU) och polyamid (PA 11) identifierades som de två mest lämpliga termoplasterna för att ersätta befintliga benskyddsmaterial. En övergång till biobaserad TPU skulle kunna minska koldioxidavtrycket vid primärproduktion med 36 % jämfört med fossilbaserad TPU. PA 11 är 100 % biobaserad och släpper ut betydligt mindre koldioxid i atmosfären vid primärproduktion jämfört med flera fossilbaserade polyamider. Undersökningen av biobaserade skummaterial resulterade i att etenvinylacetat (EVA) från företaget Braskem har potentialen att ersätta fossilbaserad EVA och polyuretan (PU) som idag används som mjukt energiabsorberande skummaterial i benskydd på marknaden.  Valet av material tillsammans med benskyddets geometri och design utgör benskyddets skyddande egenskaper. Därför krävs ytterligare tester och analyser av benskydd tillverkade i de biobaserade materialen för att säkerhetsställa att kraven på stötdämpningsförmåga uppnås. / In response to the reduction of fossil resources and increasing public demands for environmentally friendly alternatives, development of bio-based plastics have accelerated. New advancements in the form of more materials, innovative manufacturing processes and improved properties mean that the application area now extends from disposable products with the requirements of biodegradability to products for technical and engineering applications. The purpose of this work was to investigate if the company Flaxta could use bio-based polymers when developing shin guards for football players. A classic shin guard is made out of a thermoplastic outer shell together with a softer inner foam material. The aim was to identify bio-based polymers that could replace fossil-based polymers currently used when developing shin guards.   The study of bio-based materials showed that there are several thermoplastics that are similar to the petrochemical plastics and can be directly inserted into existing production systems. These materials have good potential to be used as environmentally friendly alternatives to the current materials in shin guards. Bio-based thermoplastic polyurethane (TPU) and polyamide (PA 11) were identified as the two most suitable thermoplastics to be used in shin guards. A transition to bio-based TPU could reduce the carbon footprint from primary production by 36% compared to fossil based TPU. PA 11 is 100% bio-based and emits significantly less carbon dioxide in the atmosphere during primary production compared to several fossil-based polyamides, therefore does not contribute as much to climate change. The study of bio-based foam materials showed that ethylene vinyl acetate (EVA) from the company Braskem had the potential to replace the fossil based EVA and polyurethane (PU) which is currently used as soft energy absorbing materials in shin guards on the market.   The choice of material together with the geometry and design make up the protective properties of shin guards. Therefore, further tests and analyzes of shin guards made out of the bio-based materials identified as potential replacements are required to ensure that the standards for shock absorptions are met. / <p>Betyg 2020-07-07</p>