Här visualiseras framtidens produktion
Vilka produkter kommer att efterfrågas 2030? Och vilka material och processer kommer de att förutsätta? Hos XPRES labs har forskarna gift ihop den digitala världen med den reella för att se bortom dagens industriproduktion.
XPRES labs lokaler på Campus Valhallavägen är spektakulära. Genom glasväggen och en meterbred remsa glasgolv i det digitala labbet kan man se ner i det fysiska. Därnere dominerar en 21-tons femaxlig fleroperationsmaskin, häruppe digitala skärmar av olika format. Motsatserna förutsätter och förstärker varandra. Samtidigt som maskinen i det fysiska labbet bearbetar ett arbetsstycke kan forskarna, på skärmarna en trappa upp, iaktta varje skär som tas inne i materialet.
– Vitsen är ju att kunna jobba både med digitala modeller och fysiska. Att kunna verifiera en prototyp eller en process som skapats digitalt i den fysiska världen, förklarar professor Bengt Lindberg, vetenskaplig ledare för XPRES labs.
Den stadiga maskinen en trappa ner är speciellt lämpad för skärprover i nya höghållfasta, svårbearbetade material, material som kan göra framtidens produkter både lätta och starka. Nya material och nya produktionsmetoder är ett av XPRES tre fokusområden, bland annat pågår ett intensivt arbete kring kolfiberkompositer.
– På materialområdet finns också stora vinster att göra påpekar Bengt Lindberg.
Lastbilsfjädrar till exempel väger många ton. Kan du reducera fjädrarnas vikt med hälften blir det möjligt att lasta bilen mer, samtidigt som du kan få lägre bränsleförbrukning och mindre utsläpp.
Det sistnämnda faller också inom ramen för ett annat av de områden som XPRES fokuserar på, hållbar produkt- och produktionsutveckling. Ett tredje fokusområde är flexibla, anpassningsbara produktionssystem, exempelvis för volymproduktion av unika exemplar.
– Om Adidas vill sälja sportskor som utformas efter varje kunds fot, krävs en produktionsprocess som kan hantera ett unikt inslag i en massproduktion. Och den typen av skräddarsydda produkter kommer vi att få se mer och mer av, säger Bengt Lindberg.
Ju kortare serier desto bättre möjligheter till simulering krävs också innan det är läge att trycka på startknappen i den reella världen. XPRES labs är utrustat med all upptänklig teknik för simulering och visualisering – pekskärmar, 3D-projektion, holografiskt 3D-bord och avancerad programvara.
– Idag känner de flesta till SimCity. Det vi håller på att skapa här är Sim- Factory, en virtuell fabrik för morgondagens produktion, säger Thomas Lundholm, manager för XPRES labs.
– Visualiseringar kan ha många olika syften påpekar forskaren Gunilla Sivard som ansvarar för det digitala labbet. En simulering av kolfiberformning kan ge underlag för exakta beräkningar av skärvinklar, en 3D-projektion av en planerad fabrikslokal tillåta dig att själv gå runt och upptäcka var det kan uppstå problem till exempel om du ska förflytta skrymmande delar.
– Vi vill bygga upp en digital lärfabrik, där man kan simulera och testa olika scenarier för nya produkter och processer. Få svar på frågor som – var blir det flaskhalsar, får vi tillräcklig kvalitet och är processen tillräckligt snabb, förklarar Gunilla Sivard.
XPRES labs är ett samarbete mellan KTH, Mälardalens högskola (MDH) och forskningskoncernen Swerea. Satsningen möjliggjordes genom medel från Vinnova sedan produktionsforskning, i forskningspropositionen 2008, utsetts till ett strategiskt forskningsområde. I slutänden beviljades medel till två produktionsforskningslaboratorium, ett på KTH och ett på Chalmers.
Labbet invigdes i februari 2012 med målet att bli en av de fem främsta forskningsmiljöerna i Europa för avancerad produktion. Ett år senare tycks det målet vara ganska nära. Redan i den stora utvärdering av KTHs forskning som gjordes under våren/sommaren 2012 fick XPRES labs mycket gott omdöme.
– Vi värderades som en av fyra kända noder för produktionsforskning i Europa – dessutom med mycket bra kontakt med industrin, säger Bengt Lindberg.
– Idag är omkring 100 forskare och doktorander och mer än 50 forskningsprojekt knutna till produktionsforskningslaboratoriet berättar Thomas Lundholm.
I samarbete med Sandvik Coromant pågår till exempel ett projekt för att utveckla systemneutrala verktygsmodeller, verktyg som kan användas oberoende av vilket CadCam-system du använder.
Ett annat projekt handlar om en nyckelkomponent i motordrivna fordon – kugghjulet. En produkt som också är av vital betydelse för svensk verkstadsindustri, Sverige svarar för 20 procent av världsproduktionen av kugghjul för tunga fordon.
Bland planerade projekt finns också en robotcell för tester av interaktionen människa – robot.
– Svensk industri är världsledande inom produktionsteknik. Det tror jag huvudsakligen beror på tre faktorer – kunskap, kunskap och kunskap. Men vi står inför stora utmaningar för att behålla spetskompetensen och där har xpres labs en viktig funktion att fylla, säger Thomas Lundholm.
FAKTA
XPRES labs är en av KTHs strategiska forskningssatsningar och drivs i samarbete med Mälardalens högskola samt forskningsinstituten Swerea Kimab och Swerea IVF. Ett
100-tal forskare från de olika samarbetspartnerna ingår i satsningen. XPRES labs har tre organisationsövergripande och tvärvetenskapliga fokusområden: tillverkning med utnyttjande av nya och framtida material och metoder, produkt och produktionsframtagning med hänsyn till ett livscykelperspektiv, samt adaptiv och flexibel produktionsteknik.
Text Ursula Stigzelius
Foto Håkan Lindgren
KTH Magazine 01 APRIL, 2013