<p>Process planning as a function for competitiveness is often neglected. However, as an intermediary between product development and manufacturing, it holds a key function in transforming product specifications and requirements into a producible process plan. Demands and requirements should be met concurrently as manufacturing costs and lead times are minimised. The focus of this thesis is the act of process planning, where the use of better methodologies, computer-aids and performance measurements are essential parts. Since process planning has the function of transforming demands and requirements, changing customer and regulative requirements are vital to regard. Since environmentally benign products and production increases in importance, the research presented in this thesis includes a CNC machining cost model, which relates machining costs to energy consumption.  The presented results in this thesis are based on quantitative and qualitative studies in the metal working industry.</p><p> </p><p>This thesis has contributed to an enhanced understanding of process planning to achieve better performance and important areas for improvements. Despite a 50 year history of computerised process planning aids, few of these are used in the industry, where manual process planning activities are more common. Process planning aids should be developed around the process planner so that non-value adding activities, such as information management and documentation are minimised in order to allow more resources for value adding activities, such as decision making. This thesis presents a study of systematic process planning in relation to perceived efficiency. This correlation could however not be verified, which opens up for further studies of other possible explanations for process planning efficiency. Process planning improvements in the industry are difficult to make, since there is little focus on process planning activities and limited knowledge about actual performance hereof. This means that measures taken regarding process planning development are difficult to verify.</p> / NFFP4

<p>Saab Automobile AB i Trollhättan är i behov av en förbättrad metod för virtuella byggnationer som beredningen kan använda sig av i biltillverkningen. Genom att skapa en processtruktur i befintligt PLM-system som kan kommunicera och hämta data från den produktstruktur som redan finns skulle mycket arbete kunna sparas. Idag använder beredarna sig av ett visualiseringsprogram som man kopplar produktstrukturen till. Enligt nuvarande metod bygger beredarna upp en struktur i detta visualiseringsprogram som fungerar som en processtruktur inför varje ny projektgrind. Denna struktur går inte att enkelt uppdatera och därför måste en ny skapas inför varje ny projektgrind. På detta sätt blir de virtuella byggnationerna resursineffektiva.</p><p>Genom att skapa en processtruktur som är möjlig att enkelt uppdatera skulle strukturen kunna återanvändas vid ny projektgrind men även under löpande projekt. Detta stämmer väl överens med grundtankarna bakom att använda ett PLM system. Ett flertal problem återstår att lösa för att detta skall kunna bli möjligt.</p><p>Slutsatserna av studien är att i processtrukturen bör artiklarna finnas under de stationer och operationer där de monteras i den verkliga fabriken. Det finns ingen universell lösning för hur strukturen skall se ut. Den enda vägledning som finns är att den skall spegla fabrikens processer. För att beredarna lätt skall kunna dra nytta av denna struktur bör även möjlighet finnas att söka upp artiklar genom ett namnfilter.</p><p>Beredare har idag ansvar för ett visst produktområde, t.ex. säkerhetsrelaterade artiklar. Alla artiklar från detta produktområde monteras i skilda avsnitt av fabriken. För att det skall vara möjligt att på ett effektivt sätt hitta var i produktstrukturen dessa artiklar monteras bör därför de olika operationerna namnges efter vilka olika produktområden artiklarna kommer ifrån. På detta sätt kan fördelning av olika system enkelt filtreras fram.</p><p>Ett förslag på temporärt arbetssätt har tagits fram och instruktionerna finns som bilaga B.</p> / <p>Saab is in need of an improved method for construction of virtual buildings that the planner can utilize. By creating a process structure in the existing PLM system, that can communicate and consume data from the product structure that already exists, a lot of work could be saved. Presently, the planner uses a visualization program that is connected only to the product structure. The current method with this visualization software is that the planner builds a process structure for each and every new project gate. This structure cannot easily be updated and therefore a new structure must be created before the new project gate. Thus, the virtual builds become resource inefficient.</p><p>By creating a process structure that easily can be updated, the structure could be reused in new gates and projects. This is consistent with the basic ideas behind using a PLM system. There are several obstacles to master before this will be possible. </p><p>The conclusions of this study are that in the process structure, the articles should be placed under the stations and operations where they are mounted in the actual factory. There is no universal solution as to how the structure should be, but it should reflect the plant processes. In order for the planner to easily take advantage of this structure, it should also be possible to look up articles using a name filter.</p><p>Planners are currently responsible for particular product areas, such as safety related articles. All parts of this product field are installed in separate sections in the plant. In order to efficiently find all the articles in the process structure, the operations should be named after the articles that are assembled under the specific operation.</p><p>A temporary working method has been proposed and the instructions can be found in Appendix B.</p>

Process planning as a function for competitiveness is often neglected. However, as an intermediary between product development and manufacturing, it holds a key function in transforming product specifications and requirements into a producible process plan. Demands and requirements should be met concurrently as manufacturing costs and lead times are minimised. The focus of this thesis is the act of process planning, where the use of better methodologies, computer-aids and performance measurements are essential parts. Since process planning has the function of transforming demands and requirements, changing customer and regulative requirements are vital to regard. Since environmentally benign products and production increases in importance, the research presented in this thesis includes a CNC machining cost model, which relates machining costs to energy consumption.  The presented results in this thesis are based on quantitative and qualitative studies in the metal working industry.   This thesis has contributed to an enhanced understanding of process planning to achieve better performance and important areas for improvements. Despite a 50 year history of computerised process planning aids, few of these are used in the industry, where manual process planning activities are more common. Process planning aids should be developed around the process planner so that non-value adding activities, such as information management and documentation are minimised in order to allow more resources for value adding activities, such as decision making. This thesis presents a study of systematic process planning in relation to perceived efficiency. This correlation could however not be verified, which opens up for further studies of other possible explanations for process planning efficiency. Process planning improvements in the industry are difficult to make, since there is little focus on process planning activities and limited knowledge about actual performance hereof. This means that measures taken regarding process planning development are difficult to verify. / NFFP4

Saab Automobile AB i Trollhättan är i behov av en förbättrad metod för virtuella byggnationer som beredningen kan använda sig av i biltillverkningen. Genom att skapa en processtruktur i befintligt PLM-system som kan kommunicera och hämta data från den produktstruktur som redan finns skulle mycket arbete kunna sparas. Idag använder beredarna sig av ett visualiseringsprogram som man kopplar produktstrukturen till. Enligt nuvarande metod bygger beredarna upp en struktur i detta visualiseringsprogram som fungerar som en processtruktur inför varje ny projektgrind. Denna struktur går inte att enkelt uppdatera och därför måste en ny skapas inför varje ny projektgrind. På detta sätt blir de virtuella byggnationerna resursineffektiva. Genom att skapa en processtruktur som är möjlig att enkelt uppdatera skulle strukturen kunna återanvändas vid ny projektgrind men även under löpande projekt. Detta stämmer väl överens med grundtankarna bakom att använda ett PLM system. Ett flertal problem återstår att lösa för att detta skall kunna bli möjligt. Slutsatserna av studien är att i processtrukturen bör artiklarna finnas under de stationer och operationer där de monteras i den verkliga fabriken. Det finns ingen universell lösning för hur strukturen skall se ut. Den enda vägledning som finns är att den skall spegla fabrikens processer. För att beredarna lätt skall kunna dra nytta av denna struktur bör även möjlighet finnas att söka upp artiklar genom ett namnfilter. Beredare har idag ansvar för ett visst produktområde, t.ex. säkerhetsrelaterade artiklar. Alla artiklar från detta produktområde monteras i skilda avsnitt av fabriken. För att det skall vara möjligt att på ett effektivt sätt hitta var i produktstrukturen dessa artiklar monteras bör därför de olika operationerna namnges efter vilka olika produktområden artiklarna kommer ifrån. På detta sätt kan fördelning av olika system enkelt filtreras fram. Ett förslag på temporärt arbetssätt har tagits fram och instruktionerna finns som bilaga B. / Saab is in need of an improved method for construction of virtual buildings that the planner can utilize. By creating a process structure in the existing PLM system, that can communicate and consume data from the product structure that already exists, a lot of work could be saved. Presently, the planner uses a visualization program that is connected only to the product structure. The current method with this visualization software is that the planner builds a process structure for each and every new project gate. This structure cannot easily be updated and therefore a new structure must be created before the new project gate. Thus, the virtual builds become resource inefficient. By creating a process structure that easily can be updated, the structure could be reused in new gates and projects. This is consistent with the basic ideas behind using a PLM system. There are several obstacles to master before this will be possible.  The conclusions of this study are that in the process structure, the articles should be placed under the stations and operations where they are mounted in the actual factory. There is no universal solution as to how the structure should be, but it should reflect the plant processes. In order for the planner to easily take advantage of this structure, it should also be possible to look up articles using a name filter. Planners are currently responsible for particular product areas, such as safety related articles. All parts of this product field are installed in separate sections in the plant. In order to efficiently find all the articles in the process structure, the operations should be named after the articles that are assembled under the specific operation. A temporary working method has been proposed and the instructions can be found in Appendix B.

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>

Syfte – Syftet med examensarbetet är att studera om det finns miljömässiga och kostnadsmässiga fördelar att övergå till additiv tillverkning, 3D-printning, när det kommer till tillverkning av pressgjutningsverktyg. Studien har gjorts på en jämförelse mellan ett laboratorie försök samt den verkliga produktionen. Metod – En jämförelse av ett additivt tillverkat och ett traditionellt tillverkat pressgjutningsverktyg görs utifrån en förenklad livscykelanalys sett ur energiperspektiv samt tillverkningskostnad. Resultat – Jämförelsen leder till att påvisa vilken tillverkningsmetod som är mest miljö- och kostnadsmässigt korrekt att välja. Under studien har det visat att den traditionella tillverkningsmetoden är både mer miljövänlig och kostnadseffektiv jämfört med den additiva tekniken. Resultatet speglar ett specifikt laboratorie försök jämfört med traditionell tillverkning som har utvecklats och prispressats genom under en mångårig industri historia. Implikationer – Resultatet kan uppmuntra till vidare studie där den mest effektiva tekniken används. Det vill säga en uppföljningsstudie där den planerade tekniken kan förbättras från denna studie och ge ett annorlunda resultat. Begränsningar – Eftersom detta är en liten del i ett större projekt, ADDING, som i sin tur är en förstudie för eventuell fortsatt forskning, är analysen avgränsad till de delar i processen för framtagning av ett pressgjutningsverktyg som skiljer sig åt. Studien har valts att fokusera på energiförbrukningen samt tillverkningskostnad. Datainsamlingen har begränsats något av att tekniken är förhållandevis ny samt att tillgången till databaser varit begränsad.

Additive manufacturing (AM), also called 3D-printing, are technologies where parts are formed from the bottom up by adding material layer-by-layer on top of each other. Electron Beam Melting (EBM) is an AM technique capable of manufacturing fully solid metallic parts, using a high-intensity electron beam to melt powder particles in layers to form finished components. Compared to conventional machining, EBM offers enhanced efficiency for production of customized and patient specific parts such as e.g. dental prosthetics. However, dental prosthetics are challenging to produce by EBM, as their small sizes mean that mechanical and surface properties may be altered as part sizes decreases. The aim of this thesis is to gain new insights that could lead to optimization for production of small sized components in the EBM. The work is focused to understand the process-property relationships for small size components production. To improve the surface resolution and part detailing, a smaller sized powder was used for production and compared to parts made with standard sized powder. The surface-, chemical and mechanical properties were evaluated for parts produced with both types of powders. The results indicate that the surface roughness may be influenced by powder and build layer thickness size, whereas the mechanical properties showed no influence of the layer-wise production. However, the mechanical properties are dependent on part size. The outermost surface of the parts consists of a surface oxide dominated by TiO2, formed as a result of reaction between the surface and residual gases in the EBM build chamber. The surface oxide thickness is comparable to that of a conventionally machined surface, but is dependent on build height. This work concludes that the surface resolution and component detailing can be improved by various measures. Provided that proper process themes are used, the EBM manufactured material is homogenous with properties comparable to conventional produced titanium. It has also been shown that the material properties will be altered for small components. The results point towards different ways of optimizing manufacturing of dental prosthetics by EBM, which will make dental prosthetics available for an increased number of patients.

The search for profitability in these days’ enterprises is naturally a search for cost savings. Formanufacturing enterprises is often the biggest cost founded in labour. In the search for savingsome of these costs, automated manufacturing is a common and successful solution. Theenterprise Kinna Automatic AB has come up with an automated solution for fabric filtermanufacturing, this solution needs to be investigated to know how it will affect the fabricfilter enterprises’ profitability. This study uses two different degrees of automation, since theautomated sewing line is modularized. The framing of a question for the study is “How doesdifferent degrees of automation impact on the profitability in fabric filter manufacturing?”.The two degrees of automation is in the study compared to the classic way of fabric filtermanufacturing, the manual way. Calculations of productivity shows that the needed labourtime will decrease from an implementation of the automated line. This decrease affects theprofit positively, and the capital turnover decreases from the investment, which then make theprofitability increase for the both degrees of automation. Since the sewing line still is aprototype and not a finished product, it is not ready yet for 100 percent manufacturing. This ofcourse affects the reliability and validity of the study, but not that much since the purpose ofthe study is to give a pointer for what way and how much the profitability affects. The studyshows that the labour costs are being lowered when the two degrees of automationimplements. It gives us the conclution that the two degrees of automation affects theprofitability of the enterprise positively when being implemented. / När lönsamhet eftersträvas i företag, eftersträvas därmed också kostnadsminskningar.Automatisering av tillverkningen i tillverkande företag ger markanta kostnadsbesparingar. DåKinna Automatic AB utvecklat en lösning på automatisering av textilfiltertillverkning vill deveta hur denna lösning påverkar den tänkta kundens lönsamhet. Frågeställningen studienutreder är ”Hur påverkas lönsamheten i textilfiltertillverkning då olika grad av automatiseringtillämpas?”. Studien använder sig av två olika automationsgrader som jämförs med dagenstillverkningssätt som är manuellt. Produktivitetsberäkningarna som görs visar att bådagraderna av automation genererar kostnadsbesparingar, framförallt i personal. Detta ledersenare vidare till att vinstmarginalen växer, samt att kapitalomsättningshastigheten sjunker dåinvesteringen görs. Ihop ger vinstmarginalen och kapitalomsättningshastigheten en ökning avräntabiliteten på totalt kapital då den automatiserade lösningen implementeras. Då denautomatiserade sy-linan ännu är i prototyp-stadiet finns det mer att önska vad det gällerreliabilitet och validitet i studien. Dock är syftet med studien att vara en fingervisning påvilket håll och ungefär hur mycket lönsamheten påverkas, vilket den gör. Studien kommer tillslut fram till slutsatsen att en implementering av den automatiserade sy-linan innebär enminskning av personal, och därmed en minskning av personalkostnaderna. Detta påverkarsedan lönsamheten i form av räntabilitet på totalt kapital positivt.

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.

Additive manufacturing (AM), or 3D printing, is a manufacturing method where components are produced by successively adding material to the product layer by layer, unlike traditional machining where material is subtracted from a workpiece. There are advantages and disadvantages with both methods and it can be a complex problem to determine when one method is preferable to the other. The purpose of this study is to develop a decision support model (DSM) that quickly guides the end user in selecting an appropriate method with regards to production costs. Information is gathered through a literature study and interviews with people working with AM and CNC machining. The model takes into consideration material selection, size, times, quantities, geometric complexity, post-processing and environmental aspects. The DSM was formulated in Microsoft Excel. The difference in costs between each method in relation to quantity and complexity was made and compared to the literature. The AM model is verified with calculations from the Sandvik Additive Manufacturing. The margin of error is low, around two to six percent, when waste material isn’t included in the calculations. Unfortunately, verification of the CNC model hasn’t been performed due to a lack of data, which is therefore recommended as future work. The conclusion of the study is that AM will not replace any existing manufacturing method anytime soon. It is, however, a good complement to the metalworking industry, since small, complex parts with few tolerances benefits from AM. An investigation of existing solutions/services related to the study was also performed with the ambition that the DSM can complement existing solutions. It was found that while there are many services that helps companies with implementing AM through consulting, few provides any software to assist the company. Regarding the question if AM is profitable for certain products, only one software fulfilled that demand, though it didn’t provide any actual costs. The DSM therefore fills a gap among the existing services and software. / Additiv tillverkning (AM), eller 3D-printing, är en tillverkningsmetod där komponenter produceras genom att succesivt addera material till produkten lagervis, till skillnad från skärande bearbetning där material subtraheras från ett arbetsstycke. Det finns fördelar och nackdelar med respektive metod och det kan vara ett komplext problem att avgöra när den ena metoden är att föredra framför den andra. Syftet med denna studie är att utveckla en beslutstödjande modell (DSM) som hjälper användaren välja lämplig metod med avseende på produktionskostnader. Information inhämtas genom en litteraturstudie samt intervjuer med personer som arbetar med AM och skärande bearbetning. Modellen tar hänsyn till material, storlek, tider, geometrisk komplexitet, efterbearbetning och miljöeffekter. Den beslutstödjande modellen skapades i Microsoft Excel. Skillnaden i pris mellan respektive tillverkningsmetod beroende på antal och komplexitet jämfördes mot litteraturstudien. Modellen för AM verifieras med hjälp av kostnadskalkyler från Sandvik Additive Manufacturing. Felmarginalen är förhållandevis låg på cirka två till sex procent när spillmaterial inte tas hänsyn till. Tyvärr har modellen för skärande bearbetning inte verifieras på grund av en brist på data, vilket därför rekommenderas som fortsatt arbete.  Slutsatsen är att AM inte kommer ersätta någon nuvarande tillverkningsmetod. Det är dock ett bra komplement till metallindustrin eftersom små, komplexa komponenter med få toleranskrav gynnas av AM. En undersökning över nuvarande tjänster relaterat till studien genomfördes med ambitionen att utreda om den beslutstödjande modellen kompletterar dessa. Resultatet av undersökningen visar att medan det finns många konsulttjänster som hjälper ett företag implementera AM så är det få som erbjuder någon form av mjukvara. Gällande frågan om AM är lönsam för vissa produkter så var det bara en mjukvara som kunde besvara den, dock utan att visa några kostnader. Den beslutstödjande modellen framtagen i denna studie fyller därmed en funktion bland nuvarande tjänster och mjukvaror.