Nyheter: Industri och materialvetenskaphttp://www.chalmers.se/sv/nyheterNyheter från Chalmers tekniska högskolaTue, 28 Sep 2021 18:07:42 +0200http://www.chalmers.se/sv/nyheterhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/DigiQ---digital-kvalitetssakring-for-en-effektiv-och-hallbar-industri.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/DigiQ---digital-kvalitetssakring-for-en-effektiv-och-hallbar-industri.aspxDigiQ - digital kvalitetssäkring för en effektiv och hållbar industri<p><b>​När en slutprodukt sätts samman av delar från olika leverantörer så kan upp till 40 procent av kostnaden härledas till effekter från geometrivariationer. Det handlar om kassationer, ombearbetningar, förseningar och inte minst missnöjda kunder. Forskningsprojektet DigiQ handlar om att ta fram en digital kvalitetssäkringsprocess för geometriska variationer, vilket möjliggör stora effektivitetsvinster.</b></p><div>​</div> <div> </div> <div>I all tillverkning förekommer det geometriska variationer som påverkar en sammansatt produkts funktion, säkerhet och estetik. För att minimera effekterna av variationer så krävs en geometrisäkrad produktion. Specificering och kommunikation av geometrikrav är en komplex process baserat på ett stort antal aktiviteter mellan många olika aktörer i flera led. Ett stort problem inom dagens industri är att geometrisäkring i stort fortfarande präglas av manuellt arbete utan standardiserade och digitala verktyg.</div> <div><br /></div> <div> </div> <div> DigiQ, ett i sitt slag unikt forskningsprojekt, kommer realisera en sammanhållen effektiv process där den digitala kommunikationen sker sömlöst mellan både system och aktörer. Som ett exempel så förväntas behovet av fysisk dokumentation minska med upp till 90 procent. Behovet av fysiska provserier kommer reduceras vilket i sin tur också leder till färre transporter. Man kommer överlag få ett bättre utnyttjande av material, resurseffektiva värdekedjor och högre kvalitet på slutprodukten. Det kommer också att få en positiv inverkan på arbetsmiljön när mycket av det monotona arbetet automatiseras och digitaliseras.<br /></div> <img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Produktutveckling/Rikard%20Söderberg_S8A5720-3%20(1).jpg" alt="Rikard Söderberg" class="chalmersPosition-FloatRight" style="margin:20px 65px;width:216px;height:267px" /><br /><div><br />–   Det här projektet har många tekniska utmaningar men också en enorm industriell potential för många olika branscher. Med resultaten från det här projektet kan svensk industri bli ännu effektivare, säger Rikard Söderberg, professor vid Institutionen för industri- och materialvetenskap, och forskningsledare för DigiQ. </div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">Specificering är basen i den digitala kvalitetssäkringen</h2> <div>För att kunna förmedla specificerade geometrikrav mellan aktiviteter och aktörer så behöver man en digital representation av en produkt. I projektet kommer man därför att testa och implementera nya digitala standarder så som ISO-STEP och ISO-QIF. Specificeringen fungerar sedan som en ”digital tråd” i den sömlösa kommunikationen och följer med i hela den digitala värdekedjan.</div> <div><br /></div> <h2 class="chalmersElement-H2">Nytt fixturoberoende koncept och automatiserad mätning</h2> <div>Ett hinder i den digitala värdekedjan är att mätning oftast sker lokalt och med olika typer av fasta, och ofta dyra, fixturer. DigiQ kommer därför vidareutveckla ett helt nytt koncept för fixturoberoende utvärdering av icke-stela detaljer, som har potential att drastiskt förenkla och effektivisera mätprocessen. Konceptet bygger på fritt upplagda detaljer där effekten av egentyngd kompenseras i den digitala utvärderingsprocessen. Metoden går att automatisera, eliminerar behovet av avancerade fixturer och ger korrekt input till simulering och virtuell utvärdering. Man kommer i projektet också att utveckla en mätstation så att den automatiskt ska kunna konfigureras och optimeras direkt utifrån ett digitalt specificerat geometrikrav.</div> <div><br /></div> <h2 class="chalmersElement-H2">Komponenten i sitt sammanhang</h2> <div>Genom utveckling av simuleringsmetoder, som använder sig av data från den digitala kravspecifikationen och mätprocessen, kommer man att kunna analysera komponenterna. Analysen kan göras både på individnivå och, genom mer avancerad simulering, om detaljens avvikelse är acceptabel utifrån ett helhetsperspektiv.</div> <div><br /></div> <div>–    I projektet kommer vi också att genom demonstratorer, en för fordons- och en för flygindustrin, visa att vi får hela den här digitala värdekedjan att fungera. För distribution av resultaten kommer vi också att utveckla olika affärsmodeller utifrån varierande på behov hos leverantörerna, säger Rikard Söderberg.</div> <div> </div> <div><strong><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Produktutveckling/40procent.jpg" alt="Upp till 40 procent av en sammansatt produkts kostnader kan kopplas till variationer" class="chalmersPosition-FloatRight" style="margin:0px 25px;width:255px;height:255px" /><br />Projektet har som ambition att:</strong></div> <div> </div> <div><ul><li>Reducera variation med upp till 25 %</li> <li>Reducera behovet av fasta fixturer med 80 %</li> <li>Reducera offline-programmeringstid med 90 %</li> <li>Reducera fysisk dokumentation med 90 %</li></ul></div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">Mer om projektet DigiQ</h2> <div>DigiQ bygger på tidigare mer grundläggandet forskning som bedrivits inom ramen för Vinnova Vinn Excellence Centre 2007-2017 och Wingquist Laboratory. Projektet är finansierat av Vinnova.</div> <div><br /></div> <div>För mer information kontakta <a href="/sv/personal/Sidor/rikard-soderberg.aspx">Rikard Söderberg.</a></div> <div> </div> <h3 class="chalmersElement-H3">Partners</h3> <div>Chalmers tekniska högskola</div> <div>Volvo Cars Corporation</div> <div>Saab Aeronautics</div> <div>Fraunhofer-Chalmers Centre</div> <div>Industrial Path Solutions Sweden </div> <div>Polyworks Scandinavia </div> <div>RD&amp;T Technology </div> <div>LK Scandinavia</div> <div> </div> <div>Foto på Rikard Söderberg: Anna-Lena Lundqvist<br /></div>Thu, 23 Sep 2021 15:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Bussforares-feedback-hjalper-till-att-utveckla-autonoma-losningar.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Bussforares-feedback-hjalper-till-att-utveckla-autonoma-losningar.aspxBussförares feedback kan utveckla autonoma lösningar<p><b>​Slutanvändarna spelar en viktig roll när Volvo Bussar utvecklar autonoma lösningar. I en vetenskaplig studie har Chalmers undersökt hur bussförare upplever ett autonomt förarstöd som tar över inkörningen till hållplats. – Med det här systemet kan jag fokusera mer på säkerheten. Det blir en förbättring både för mig och passagerarna, säger Albert Melo, en av förarna i studien. </b></p><div>​Under ett arbetspass gör en bussförare hundratals inkörningar till busshållplatser. Det är ett repetitivt moment som kräver mycket koordinering och hög koncentration, samtidigt som det innebär en ökad risk för passagerare och andra trafikanter.</div> <div><br /></div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Design%20and%20Human%20Factors/Story_DriverStudy3_500px.jpg" alt="Autonom busskörning" class="chalmersPosition-FloatRight" style="margin:20px;width:275px;height:358px" /></div> <div>Som en del i forskningen kring självkörande teknik testar Volvo Bussar nu ett koncept med autonomt förarstöd för situationer som kräver hög precision och komfortnivå. Med systemet regleras bussens styrning och hastighet automatiskt och bussen kör helt autonomt in och ut från hållplatsen. </div> <div> </div> <div>– Med självkörande teknik skapas nya möjligheter att utveckla innovativa lösningar som ökar säkerheten och förbättrar förares arbetsmiljö. Med det här systemet kan föraren istället lägga fokus på det som händer runtomkring bussen och ingripa om något skulle hända. I och med att bussen kör i en låg och jämn hastighet blir inkörningen också mer förutsägbar och bekväm för passagerarna, säger Joakim Jonsson, Project Manager Autonomous Research Projects på Volvo Bussar.</div> <div><br /></div> <div> För att ta reda på hur bussförare upplever systemet har Volvo Bussar i samarbete med Chalmers genomfört en vetenskaplig användarstudie. I studien deltog tio förare från operatören Keolis. Varje förare gjorde 25 autonoma inkörningar till hållplats, samtidigt som de filmades. Förarna fick besvara olika enkäter och intervjuades både före och efter körning.</div> <div> </div> <div>– Självkörande teknik finns redan idag, men det är många aspekter som har betydelse när automation tar över kontrollen av fordonet. För oss på Volvo Bussar är det väldigt viktigt att tidigt involvera de som ska använda tekniken. Förutom att ta reda på hur förarna upplever hur att det är att köra med systemet, har vi i studien även tittat på acceptans och hur lösningen passar in i deras dagliga verksamhet, säger Joakim Jonsson. </div> <div> </div> <img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Design%20and%20Human%20Factors/MikaelJohansson_fotograf_HenrikOskarsson_.jpg" alt="Mikael Johansson" class="chalmersPosition-FloatRight" style="margin:15px 40px;width:241px;height:274px" /><br />Resultatet visar att förarna i studien överlag var positiva och visade en stor acceptans för systemet. De upplevde även att det var säkert och bekvämt att använda, vilket också syntes i videomaterialet.  <div><br /></div> <div> </div> <div>– Förarna visade tydliga tendenser på att de litade på systemet, särskilt över tid. Vi kunde se att de mindre och mindre höll händerna på ratten, säger Mikael Johansson, en av de två forskare vid Institutionen för industri- och materialvetenskap på Chalmers som arbetat med studien. </div> <div> </div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">Både ökad komfort och säkerhet</h2> <div>Studien visar också att förarna såg väldigt många potentiella fördelar med systemet. </div> <div> –  En var att inkörningen till hållplatsen blir mer effektiv och precis. När förarna inte behöver fokusera på att hamna på rätt avstånd från trottoaren, kan de lägga uppmärksamheten på saker som ökar säkerheten. Just säkerheten och komforten för passagerare var det många förare som tog upp. Man har en enorm yrkesstolthet och känner ett stort ansvar för passagerarna, både för de som är i och de som är utanför bussen, säger Mikael Johansson. </div> <div> </div> <div>Många förare såg också att systemet kan bidra till bättre ergonomi med mindre anspänning i nacke och axlar. Samtidigt var det flera deltagare som påpekade vikten av att systemet måste vara effektivt och anpassas till tidtabellen.</div> <div>– Det fanns en oro för att inkörningen blir för långsam och att man skulle vara tvungen att kompensera på andra delar av sträckan. Just den aspekten hade vi inte tänkt så mycket på innan. Det visar verkligen på hur viktigt det är ha med slutanvändaren och ta hänsyn till deras behov när man utvecklar den här typen av lösningar, säger Mikael Johansson. </div> <div> </div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Design%20and%20Human%20Factors/Story_DriverStudy_750px.jpg" alt="Bussförare" class="chalmersPosition-FloatLeft" style="margin:5px 25px;width:365px;height:276px" />Albert Melo är en av de tio förare som deltog i studien. Han har jobbat som bussförare i tre år och kan se flera fördelar med att bussen gör inkörningen till hållplatsen autonomt. </div> <div><br /></div> <div> </div> <div>– En av de största utmaningarna i jobbet som bussförare i stadstrafik är att kombinera tidtabellen med säkerhet och komfort för passagerna. Ett sådant här system skulle kunna vara en stor hjälp, särskilt i högtrafik, säger han. </div> <div> </div> <div><br /></div> <div><br /></div> <div>Förarstudien är ytterligare ett steg på Volvo Bussars autonoma resa. </div> <div>– Automation är ett otroligt komplext och spännande område. De här studierna ger oss ny och viktig kunskap som vi tar med oss in i utvecklingen av framtidens lösningar som kan bidra till att göra kollektivtrafiken säkrare, effektivare och hållbarare, säger Joakim Jonsson. </div> <div><br /></div> <div><h2 class="chalmersElement-H2">Mer om forskningsprojektet</h2> <div>Studien Bus drivers acceptance of a Narrow Navigation System har initierats av Volvo Bussar och gjorts av forskare på Chalmers avdelning Design &amp; Human Factors vid Institutionen för industri- och materialvetenskap. Forskningsprojektet ingår i Drive Swedens projekt Krabat som delfinansierats av Vinnova. </div> <div><br /></div> <div>Fotograf bild 1, 3: Patrik Olsson</div> <div>Fotograf bild 2: Henrik Oskarsson<br /></div></div>Mon, 06 Sep 2021 09:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Nanopowder-as-sintering-aid-for-wateratomized-ferrous-powder.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Nanopowder-as-sintering-aid-for-wateratomized-ferrous-powder.aspxNanopowder as sintering aid for water-atomized ferrous powder<p><b>​Swathi Kiranmayee Manchili, Material och tillverkning IMS, ny doktor.​</b></p>​Information endast på engelska. Disputationen var den 2 september 2021.<div><br /></div> <span style="background-color:initial">Swathi works in the powder metallurgy and surface characterization research group. Her research focus has been on the influence of nanopowder on the sintering of water-atomized iron and steel powder. As part of the nanopowder enhanced sintered steel processing project, the research is thus categorized as the main feasibility study to utilize nanopowder as sintering aid. The final aim of research efforts is to culminate a synergistic approach to achieve closed porosity and consequently full density after hot isostatic pressing in powder metallurgy gears. </span><div><br /><span style="background-color:initial"></span><div><span style="font-weight:700">Abstract </span></div> <div>Press and sinter powder metallurgy steels are cost-effective solutions for structural applications. There is a constant drive for improvement in the density of these powder metallurgy steels to expand their usage in high-performance applications. In press and sinter powder metallurgy, consolidation is achieved by compaction, while sintering metallurgically bonds the metal particles. One of the promising ways to achieve improved densification during sintering is the addition of sintering activators to the conventional micrometre-sized metal powder. Nanopowder is associated with excess surface energy due to their very high surface-to-volume ratio, thus, this category of materials has enhanced reactivity. Accordingly, micro/nano bimodal powder are known to yield high densities when processed through other manufacturing routes such as metal injection moulding. This thesis explores the possibility of achieving improved densification by means of nanopowder addition as a sintering aid in water-atomized iron powder processed through the press and sinter route. </div> <div>Before addressing the sintering aspects of micro/nano bimodal powder, surface, and thermal characteristics of nanopowder were investigated. Iron nanopowder was shown to be covered with an iron oxide layer of 3-4 nm. Different models were used for the estimation and the results from X-ray photoelectron spectroscopy and electron microscopy were complemented by those obtained from thermogravimetric analysis. A methodology to measure the thickness of surface oxide on the nanopowder was proposed and applied to other types of nanopowder. The oxide layer underwent a single-step reduction process, and complete reduction was achieved below 600 °C when using hydrogen as a reducing agent. The progress of oxide reduction was studied using thermogravimetric and kinetic analysis, and an oxide reduction mechanism was proposed. While the surface oxide of iron nanopowder follows a single step reduction process, the actual reduction process of Fe2O3 undergoes a two-step process to form metallic iron. To study sintering, compacts from micro/nano bimodal powder mixtures were prepared to understand the influence of nanopowder addition on densification behaviour. The presence and increase in the amount of nanopowder decreased the compressibility of the blends. Still, the addition of the nanopowder produced a clear influence on sintering behaviour at temperatures as low as 600 °C compared to compacts containing only micrometre-sized powder. It was found that the sintering is activated at temperatures below 700 °C in nanopowder. Sinter response depended on the type of nanopowder used. Finally, nanopowder was added to pre-alloyed steel powder and evaluated for different characteristics, including flowability, mass loss, density, and impact strength. A detailed microstructural study of steel powder fortified with nanopowder indicated the presence of a chemically heterogenous microstructure after sintering, where presence of nanopowder is proposed to play a significant role in the microstructure development.</div> <div><br /></div> <div><a href="https://research.chalmers.se/en/publication/525367" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Read the thesis</a></div> <div><a href="/en/staff/Pages/manchili.aspx" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/ichtm.gif" alt="" />More about ​Swathi Kiranmayee Manchili</a></div></div> <div><a href="https://www.linkedin.com/in/swathi-kiranmayee-manchili-a8155510/" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Swathi​ on LinkedIn​</a><br /></div> <div><br /></div> ​Wed, 25 Aug 2021 12:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Janusgrafen-oppnar-dorren-till-hallbara-batterier.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Janusgrafen-oppnar-dorren-till-hallbara-batterier.aspxJanusgrafen öppnar dörren till hållbara batterier<p><b>​Natrium är en av världens vanligaste metaller och huvudingrediens i såväl havsvatten som bordssalt. I framtiden kan natriumjoner även vara en del av en hållbar batterilösning. Med hjälp av en ny typ av grafen har Chalmersforskare lyckats skapa ett elektrodmaterial som gör att natriumjonbatterier kan få så hög kapacitet att de kan matcha dagens litiumjonbatterier. </b></p><div>​Trots att litiumjoner fungerar bra för energilagring är metallen litium dyr och riskerar att bli en bristråvara. </div> <div>Natrium, å andra sidan, är en av världens vanligaste och mest prisvärda metaller. Det gör natriumjonbatterier till ett intressant och hållbart alternativ för att minska behovet av bristråvaror. Den stora utmaningen är att lyckas höja batterikapaciteten.<span style="background-color:initial"> </span></div> <h2 class="chalmersElement-H2">Underlättar energilagringen</h2> <div>Med dagens teknik kan natriumjonbatterier inte konkurrera med litiumjonceller. En begränsande faktor är att den ena batteripolen, anoden, utgörs av grafit, som är staplade lager av grafen. </div> <div><br /></div> <div>De elektriskt laddade partiklarna, jonerna, rör sig in och ut mellan grafenskikten och lagrar energi. Natriumjoner är större än litiumjoner och beter sig även lite annorlunda. Det gör att de inte kan lagra energi på ett effektivt sätt i den grafitstruktur som finns i dagens litiumjonbatterier. </div> <div><br /></div> <div>Där har chalmersforskarna nu löst problemet med hjälp av den nya grafentypen. De har lagt till molekyler som fungerar som små distansklossar för att underlätta för jonerna.<span style="background-color:initial"> </span></div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Material%20och%20tillverkning/Jinhua_Sun.jpg" alt="Jinhua Sun" class="chalmersPosition-FloatLeft" style="margin:15px 45px;width:130px;height:153px" /><br />–    För att skapa ett bra interaktionsutrymme för natriumjonerna har vi lagt till en molekyl på ena sidan av varje grafenlager och därmed skapat ett nytt material av typen janusgrafen. När lagren staplas skapar molekylen ett avstånd mellan skikten, vilket resulterar i en betydligt högre kapacitet, säger forskaren Jinhua Sun vid Institutionen för industri- och materialvetenskap vid Chalmers. </div> <div><span style="background-color:initial"> </span><br /></div> <h2 class="chalmersElement-H2">Tio gånger så hög energikapacitet</h2> <div>Som regel är kapaciteten för natriuminlagring i elektrodens grafit cirka 35 milliamperetimmar per gram (mAh g-1). Det är mindre än en tiondel av kapaciteten för litiumjoninlagring i grafit. När janusgrafen används istället för grafit blir den specifika kapaciteten istället 332 milliamperetimmar per gram – vilket närmar sig värdet för litium i grafit. Resultaten visade också på hög stabilitet vid upp- och urladdning.  <span style="background-color:initial"> </span></div> <div> </div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Material%20och%20tillverkning/Aleksandar_Matic.jpg" alt="Aleksandar Matic" class="chalmersPosition-FloatLeft" style="margin:0px 45px;width:130px;height:153px" />–    Det är riktigt spännande att se natriumjoninlagring med så hög kapacitet. Detta visar att det är möjligt att designa grafenskikt i en ordnad struktur som passar natriumjoner, vilket gör det jämförbart med grafit. Forskningen är fortfarande i ett tidigt skede, men resultaten är mycket lovande, säger professor Aleksandar Matic vid Institutionen för fysik vid Chalmers. </div> <div><br /></div> <div><br /></div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Material%20och%20tillverkning/VincenzoPalermo.jpg" alt="Vincenzo Palermo" class="chalmersPosition-FloatLeft" style="margin:5px 45px;width:130px;height:153px" /><br /></div> <div><br /></div> <div>–    Vi är mycket glada över att presentera ett koncept med kostnadseffektiva och miljömässigt hållbara metaller, säger Vincenzo Palermo, affilierad professor vid Institutionen för industri- och materialvetenskap vid Chalmers. </div> <div> </div> <div><em><br /></em></div> <div><em><br /></em></div> <br /><div><em>Text: Marcus Folino och Mia Halleröd Palmgren<br /></em></div> <div><span><em>Foto Jinhua Sun: Marcus Folino<span style="display:inline-block"></span></em></span><em><br /></em></div> <div><em>Foto Aleksandar Matic: Anna-Lena Lundqvist</em></div> <div><em>Foto Vincenzo Palermo: Grafenflaggskeppet</em><br /></div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">Mer om materialet: ”Gudalik” grafen öppnar dörrar för hållbara batterier</h2> <div>Grafen är ett nobelprisbelönat, ultratunt material som består av kolatomer. Den typ av grafen som används i studien kallas janusgrafen. Materialet har en unik konstgjord nanostruktur som består av staplade grafenark med molekyler emellan. Dessa molekyler fungerar som distansklossar mellan arken och skapar ett utrymme som låter natriumjonerna växelverka för att effektivt kunna lagra in energi.</div> <div>  </div> <div>Janusgrafen har asymmetriska ytor och är uppkallat efter den forntida romerska guden Janus som hade två ansikten. Janus var förknippad med nystart och med att öppna dörrar och portar. I det här fallet hänger janusgrafen bra ihop med den romerska mytologin, eftersom materialet öppnar dörrar till hållbara natriumjonbatterier.</div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">Mer om forskningen:</h2> <div>Den vetenskapliga artikeln <a href="https://doi.org/10.1126/sciadv.abf0812" title="Länk till den vetenskapliga artikeln">&quot;Real-time imaging of Na+ reversible intercalation in “Janus” graphene stacks for battery applications&quot; </a>har publicerats i Science Advances och är skriven av Jinhua Sun, Matthew Sadd, Philip Edenborg, Henrik Grönbeck, Peter H. Thiesen, Zhenyuan Xia, Vanesa Quintano, Ren Qiu, Aleksandar Matic och Vincenzo Palermo.</div> <div><br /></div> <div>Forskarna är verksamma vid Institutionen för industri- och materialvetenskap, Institutionen för fysik och kompetenscentrum för katalys vid Chalmers tekniska högskola, Sverige, </div> <div>Accurion GmbH, Tyskland och Institute of Organic Synthesis and Photoreactivity (ISOF) vid National Research Council of Italien.</div> <div> </div> <div>Forskningsprojektet har finansierats av EU:s innovationsprogram Horisont 2020 genom Grafenflaggskeppet, Chalmersstiftelsen och Vetenskapsrådet. Beräkningarna utfördes vid C3SE (Göteborg, Sverige) genom ett SNIC-bidrag. Arbetet utfördes delvis vid Myfab Chalmers samt i Chalmers materialanalyslaboratorium.</div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">För mer information, kontakta:</h2> <div><a href="/sv/Personal/Sidor/jinhua.aspx">Jinhua Sun</a>, forskare, Institutionen för industri- och materialvetenskap, Chalmers tekniska högskola, 076 960 99 56, <a href="mailto:%20jinhua@chalmers.se">jinhua@chalmers.se</a> (engelsktalande)</div> <div> </div> <div><a href="/en/Staff/Pages/Aleksandar-Matic.aspx">Aleksandar Matic</a>, professor, Institutionen för fysik, Chalmers tekniska högskola, 031 772 51 76, <a href="mailto:%20matic@chalmers.se">matic@chalmers.se</a> (svensktalande) </div> <div> </div> ​Wed, 25 Aug 2021 07:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Framtidens-fabrik-baseras-pa-data-från-maskinen-.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Framtidens-fabrik-baseras-pa-data-fr%C3%A5n-maskinen-.aspx​Framtidens fabrik där beslut baseras på data från maskinen​ <p><b>Maja Bärring, avdelningen för produktionssystem IMS, ny doctor. Digitala tekniker förändrar hur vi gör saker och hur vi lever. Digitalisering har förändrat och förändrar fortfarande vårt samhälle. För tillverkningsindustrin innebär digitalisering en fjärde industriell revolution.  Flera tillverkningsföretag ligger dock efter i digitalisering och har fortfarande inte nått en hög digitaliseringsnivå. Anledningen till att de fortfarande inte har nått en digital mognad, involverar upplevda tekniska och organisatoriska utmaningar.  Jag har under mina doktorandstudier adresserat frågan om hur tillverkningsföretagen kan ta sig an digitalisering och därmed ändra sitt beslutstagande från att vara huvudsakligen baserat på intuitionen och erfarenheten till att istället vara baserat på data. För att nå visionen som jag har för den framtida fabriken, har jag ställt frågor som behandlar kraven för datainsamling beroende på produktionssystemets livscykel och vad det är som gör att standarder som möjliggör delning av information mellan system används.  </b></p>​Majas forskning bidrar till att stödja framtidens fabriker att bli mer data-drivna i deras beslutstagande. Forskningen genomförs i samarbete med tillverkningsföretag, exempel på projekt är 5G Enabled Manufacturing och Digitala Stambanan. Hon har erfarenhet av att arbeta i tillverkningsindustrin och har studerat och arbetat utomlands. Hösten 2019 tillbringade hon sex månader på the National Institute of Standards and Technology (NIST) i USA som gästforskare. Hon är också involverad som expert från Sverige i ämnen relaterade till produktionsdata i standardiseringsorgan på nationell och internationell (ISO) nivå. Sedan oktober 2020 deltar hon som Fellow i the Global Future Council on Advanced Manufacturing and Production i World Economic Forum (WEF). <div><br /></div> <div><strong>Sammanfattning (engelska)</strong></div> <div><div>Digitalization is changing society, industry, and how business is done. For new companies that are more or less born digital, there is the opportunity to use and benefit from the capabilities offered by the new digital technologies, of which data-driven decision-making forms a crucial part. The manufacturing industry is facing the Fourth Industrial Revolution, but most manufacturing organizations are lagging behind in their digital transformation. This is due to the technical and organizational challenges they are experiencing. Based on this current state description and existing gap, the vision, aim, and research questions of this thesis are:</div> <div><br /></div> <div>Vision - future manufacturing organization to be driven by fact-based decision support based on data rather than of relying mainly on intuition and experience.</div> <div><br /></div> <div>Aim - to show manufacturing organizations the applicability of digital technologies in digitalizing manufacturing system data to support decision-making and how data sharing may be achieved.</div> <div><br /></div> <div>Research Question 1. How do manufacturing system lifecycle decisions influence the requirements of data collection towards interoperability?</div> <div><br /></div> <div>Research Question 2. What makes interoperability standardization applicable to sharing data in a manufacturing system’s lifecycle?</div> <div><br /></div> <div>This research is applied, addressing real-world problems in manufacturing. For this reason, the main objective is to solve the problem at hand, and data collection methods will be selected that can help address it. This can best be explained by taking a pragmatic worldview and using mixed methods approach that combines quantitative and qualitative methods. The research upon which this thesis is based draws on the results of three research projects involving the active participation of manufacturing companies. The data collection methods included experiments, interviews (focus group and semi-structured), technical development, literature review, and so on.</div> <div><br /></div> <div>The results are divided into three areas: 1) connected factory, 2) standard representation of machine model data, and 3) the digital twin in smart manufacturing. Connected factory addresses the question of how a mobile connectivity solution, 5G, may be used in a factory setting and demonstrates how the connectivity solution should be planned and how new data from a connected machine may support an operator in decision-making. The standard representation of machine model data demonstrates how an international standard may be used more widely to support the sharing and reuse of information. The digital twin in smart manufacturing investigates the reasons why there are so few real-world examples of this.</div> <div><br /></div> <div>The findings reveal that a manufacturing system’s lifecycle impacts data requirements, including a need for data accuracy in design, speed of data in operation (to allow operators to act upon events), and availability of historical data in maintenance (for finding root causes and planning). The volume of data was identified as important to all lifecycles. The applicability of standards was found to depend on: 1) the technology providers’ willingness to adapt standards, 2) enforcement by OEMs and larger actors further down a supply chain, 3) the development of standards that consider the user, and 4) when standards are required for infrastructure reasons.</div> <div><br /></div> <div>Based on the results and findings obtained, it may be stated that it is important to determine what actual manufacturing problem should be addressed by digital technology. There is a tendency to view this change from the perspective of what the digital technology might solve (a technology push), rather than setting aside the solution and focusing on what problem should be solved (a technology pull). This work also reveals the importance of the collaboration between industry and academia making progress in the digital transformation of manufacturing. Proofs-of-concept and demonstrators of how digital technologies might be used are also important tools in helping industry in how they can address a digital transformation.</div></div> <div><br /></div> <div><a href="https://research.chalmers.se/en/publication/525242" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Läs avhandlingen</a></div> <div><a href="/sv/Personal/Sidor/maja-barring.aspx" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/ichtm.gif" alt="" />Mer om Maja Bärring​</a></div> <div><a href="https://www.linkedin.com/in/majab%C3%A4rring" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />LinkedIn​</a></div> <div><br /></div> ​​Wed, 18 Aug 2021 00:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Mélanie-Despeisse---ny-docent-IMS.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/M%C3%A9lanie-Despeisse---ny-docent-IMS.aspxMélanie Despeisse - ny docent IMS<p><b>​Befordransföreläsningen var online den 24 augusti.</b></p><div><span></span>Mélanie Despeisse forskningsområde fokuserar på förhållandet mellan industri och miljömässig hållbarhet i varierande grad, från operativ resurseffektivitet i tillverkningsprocesser till företagens sociala ansvar i strategisk planering. Syftet med hennes forskning är att utveckla verktyg och metoder för att hjälpa företag att skapa ett hållbart samhällsvärde genom att genomföra begrepp som miljöeffektivitet och cirkularitet.<br /></div> <div><br /></div> <div><strong>Titel: Manufacturing strategies and practices for eco-efficient and circular industrial systems</strong></div> <div><br /></div> ​<span style="font-weight:700">​Sammanfattning (engelska)<br /></span><span style="background-color:initial">The external pressures to tackle environmental issues, such as climate change, are pushing governments and organisations to formulate ambitious environmental goals and strategies. Some companies have adopted greener approaches like eco-efficiency and circularity to reduce their impacts on the planet. However, these approaches are often considered as add-ons to business-as-usual and their implementation is still the exception rather than the norm. In this lecture, we will look at industrial systems through the lens of sustainable development and translate sustainability concepts into sustainable manufacturing practices. We will explore how new technologies can help us sense what humans cannot to unlock new levels of performance. Finally, we will discuss how to shift from &quot;doing less bad&quot; to &quot;doing more good&quot; for a more positive outlook on the future. </span><div><span style="background-color:initial"><br /></span></div> <div><a href="https://chalmersuniversity.box.com/s/4qbcjqztntq1w8ekijlikgxfzmt9u7c1" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Länk till presentation - PPT​​</a><br /></div> <div><span style="background-color:initial">​</span></div>Tue, 10 Aug 2021 11:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Chalmersstudenternas-protoyp-pa-skyddsvisir-testas-av-lakare.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Chalmersstudenternas-protoyp-pa-skyddsvisir-testas-av-lakare.aspxChalmersstudenternas prototyp testas av läkare<p><b>​När läkare undersöker patienters öron, svalg eller näshåla så använder de en lampa som sitter placerad med ett fäste runt huvudet. Med covid-19 kom ett kraftig ökat behov av skyddsvisir och dessa behövde kombineras med lamporna. Visiren, som togs fram ganska snabbt, har dock inte fungerat helt tillfredsställande. Studenter vid civilingenjörsprogrammet Teknisk design fick därför i uppdrag att komma med förbättringar, och de lyckades så bra att visiren nu testas i vården. </b></p> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/IMS/Slutkoncept%20fäste%20vid%20sladd_750px.jpg" alt="Prototyp visir" class="chalmersPosition-FloatLeft" style="margin:5px;width:290px;height:189px" />Det har tidigare gjorts en del försök att förbättra skyddsvisiren så att de ska passa med lamporna, men resultaten har inte varit helt tillfredsställande Öron-näsa-halsmottagningen på NÄL i Trollhättan gav därför en grupp studenter vid Chalmers i uppdrag att ta fram ett skyddsvisir som kunde uppfylla användarkraven. Projektet gjordes inom ramen för studenternas kandidatarbete och är en del i studenternas utbildning. Kandidatarbetena görs på det tredje året i civilingenjörsutbildningar och är ofta relaterade till verkliga problem i samhället och industrin.</div> <div> </div> <div>– Projektet har utgått från ett aktuellt behov som under året har blivit påtagligt i vården. Det blir väldigt tydligt att ett arbetssätt där behoven ligger i fokus är viktigt för att komma fram till en bra lösning. Vi är väldigt nöjda med sättet studenterna har tagit sig an projektet och ser fram emot att kunna testa konceptet vidare, säger Åsa Lenberg läkare på NÄL i Trollhättan</div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">En annorlunda lösning gav oväntat bra resultat <br /></h2> <h3 class="chalmersElement-H4">Hur ni arbetat med att ta fram det här skyddsvisiret?</h3> <div>– Först gjorde vi en gedigen användarstudie för att få en tydlig bild av problemet. Sen är det ju ett antal krav som uppdragsgivaren vill ska uppfyllas. Till exempel så måste visiren ge ett bra stänkskydd, men också ha en god komfort och vara lätta att använda. Sen hade vi en process där vi lade fram massor med olika idéer och tog fram prototyper utifrån detta, säger Alvina Ståhl.</div> <div> </div> <div>– Grundidén med vår lösning, till skillnad från de tidigare lösningarna, där visiret antingen sitter innanför eller utanför lampan, är att visiret fästs på lampan. Det eliminerar repor på visiret, och skapar god plats till munskydd och glasögon om det behövs. Det minimerar också uppkomsten av imma, säger Gustav Brogren. </div> <div> </div> <div>– Själva lamporna är väldigt dyra och visiren måste också kunna bytas på ett smidigt sätt av läkarna själva. Vi har tagit fram laserskurna PET-visir med hål som kan träs på den befintliga lampan. Detta hålls sedan samman med en ring av flexibel polymer. Vi har också hårda lister uppe och nere för stabilitet och passform, säger Maja Kristensson.   </div> <div> <img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/IMS/Slutkoncept%20sned%20vy%20(CUDA)_500px.jpg" alt="Prototyp visir" class="chalmersPosition-FloatLeft" style="margin:5px;width:325px;height:325px" /><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/IMS/Slutkoncept%20sned%20vy%20(Storz)_500px.jpg" alt="Prototyp visir" class="chalmersPosition-FloatRight" style="margin:5px;width:325px;height:325px" /><br /><br /><br /><br /></div> <h3 class="chalmersElement-H3"><br /></h3> <h3 class="chalmersElement-H3"><br /></h3> <h3 class="chalmersElement-H3"><br /></h3> <h3 class="chalmersElement-H3"><br /></h3> <h3 class="chalmersElement-H3"><br /></h3> <div><p class="chalmersElement-P"><br /></p> <p class="chalmersElement-P"><em>Visiren sitter här på lampor från två olika fabrikat. Foto: Adam Udén</em> <br /></p></div> <h3 class="chalmersElement-H3">Hur kom ni fram till just den här lösningen?</h3> <div>– Att visiret skulle sitta på lampan var inte självklart från början utan den idén hängde med lite för att den var annorlunda. Den fick heller inte så höga poäng utifrån de utvärderingsmatriser vi ställde upp, men det berodde till viss del på felaktiga antaganden från vår sida. När vi testade att bygga en enkel prototyp genom att borra ett hål i visiret och satte den på lampan så funkade det jättebra, säger Marcus Lidman.</div> <div> </div> <div>– Ja, vi kände nog alla nästan direkt att vi hade hittat en bra lösning då. Vi gjorde också användartester som bekräftade att vi var rätt ute. Alla läkare som vi har varit i kontakt med tyckte att vårt visir har känts bättre, stabilare och säkrare än samtliga lösningar som testats tidigare, säger Jens Junkers. </div> <div> </div> <h3 class="chalmersElement-H3">Hur var det att jobba med ett riktigt problem?</h3> <div>– Superkul! Det har märkts att det har varit på riktigt för läkarna har varit väldigt engagerade. Det är ju också väldigt roligt att få bidra med något som hjälper dem i deras arbete. Västra Götalandsregionen verkar också ha varit mycket nöjda med resultatet och det har varit roligt att jobba med dem. Vi tror att skyddsvisir kommer att fortsätta användas även efter pandemin . Det verkar som att synen på skyddsutrustning har ändrats en del under den här tiden. Det känns jättekul att få vara med och ta fram en riktigt produkt som blir så omtyckt att den tas in i verksamheten på det här sättet, säger Adam Udèn.</div> <div> </div> <div>Alla i gruppen menar att det har fungerat bra att jobba tillsammans trots de inte har kunnat träffa varandra på samma sätt som tidigare. Vilket de alla menar till stor del beror på en bra gemenskap i klassen och att de känner varandra mycket väl.</div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">Mer om kandidatarbetet</h2> <div><a href="https://hdl.handle.net/20.500.12380/302842">Länk till hela arbetet: Produktutveckling av visir anpassat till pannlampa​ ​</a></div> <div><br /></div> <div>Konceptet studenterna på <a href="/sv/utbildning/program-pa-grundniva/Sidor/Teknisk-design.aspx" title="Länk till programmet Teknisk design på Chalmers">Teknisk design​</a> har tagit fram kallas för PÅL (Pannlampa och visir med hål), och bygger på att ett visir med hål <a href="/sv/utbildning/program-pa-grundniva/Sidor/Teknisk-design.aspx"></a>träs på den befintliga lampan. Lösningen består av fyra delar. Ett visir, en flexibel ring och två hårda böjda lister. Lösningen påverkar inte befintlig utrustning och visiret kan monteras på under 30 sekunder. Konceptet kan enkelt anpassas till olika typer av pannlampor genom att förändra formen på den flexibla ringen. De böjda listerna är universella och fungerar i kombination med flera modeller av pannlampor.</div> <div><br /></div> <div>De primära användarna av produkten har varit öron-näsa-hals-läkare, men produkten skulle kunna appliceras även inom till exempel kirurgi som använder liknande utrustning. Behovsstudien genomfördes på NÄL sjukhus i Trollhättan.</div> <div><br /></div> <div><h2 class="chalmersElement-H2">Kontakt</h2> <div><a href="/sv/personal/Sidor/andreas-dagman.aspx">Andreas Dagman</a>, programansvarig Teknisk Design</div> <div>Elin Ståhl, Innovationsplattformen, Västra Götalandsregionen</div></div> Thu, 01 Jul 2021 10:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Maral-Babapour-Levi-priset.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Maral-Babapour-Levi-priset.aspxChalmersforskare får ingenjörernas arbetsmiljöpris 2021<p><b>​Maral Babapour är årets mottagare av Sveriges Ingenjörers arbetsmiljöpris – Levipriset. Hon prisas för sin forskning om hur aktivitetsbaserade kontor påverkar individer och grupper ur ett verksamhetsperspektiv.</b></p><div>​Maral Babapours forskning om aktivitetsbaserade kontor har tidigare blivit mycket uppmärksammad, och hennes doktorsavhandling är en av Chalmers mest nedladdade. Maral tilldelas nu också Levi-priset som är Sveriges Ingenjörers arbetsmiljöpris till minne av professor emeritus Lennart Levi. </div> <div><br /></div> <div>– Jag är otrolig glad och tacksam för att ha fått det ärofyllda Levipriset. Just nu forskar jag om konsekvenserna av pandemi-året för arbetsmiljö, teknikanvändning, arbetsplatsutformning, och hållbar utveckling kopplat till kontorsarbete, säger Maral Babapour.<br /><br /></div> <div><h2 class="chalmersElement-H2">Juryns motivering</h2></div> <div>&quot;I sin avhandling visar Maral varför vissa aktivitetsbaserade kontor fungerar och andra inte. Resultatet påvisar framgångsfaktorer och brister kopplat till design av arbetsplatser, samt designprocessen, det vill säga framtagningen av kontorskoncept. Marals forskning omfattar ett område som är synnerligen aktuellt och hennes kompetens och slutsatser efterfrågas av arbetsgivare, fackförbund och intresse-organisationer. Marals avhandling är en av de mest nedladdade publikationerna på Chalmers.&quot;</div> <div><br /></div> <div><h2 class="chalmersElement-H2">Kontakt och mer info</h2> <div>Maral Babapours avhandling: <a href="https://research.chalmers.se/publication/509482" title="Marals avhandling">The Quest for the Room of Requirement - Why Some Activity-based Flexible Offices Work While Others Do Not<br /></a></div> <div><a href="https://research.chalmers.se/publication/509482"><br /></a></div> <div>Läs mer från Sveriges ingenjörer: <a href="https://www.sverigesingenjorer.se/aktuellt-och-press/nyheter/210611-levipriset-2021/" title="Artikel Sveriges ingenjörer">https://www.sverigesingenjorer.se/aktuellt-och-press/nyheter/210611-levipriset-2021/</a><br /></div> <div><br /></div> <div>Kontakt: <a href="/sv/personal/Sidor/maral.aspx" title="Kontakt Maral">Maral Babapour</a><br /></div></div>Mon, 14 Jun 2021 00:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Design-för-en-energiresilient-vardag-.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Design-f%C3%B6r-en-energiresilient-vardag-.aspxDesign för en energiresilient vardag<p><b>​Vårt ökande beroende av elektriska och uppkopplade produkter är ohållbart ur resurssynpunkt och gör oss sårbara i ett framtida energisystem där mer förnybara källor och klimatförändringar ökar sannolikheten för effektbrist och strömavbrott. För att kunna hantera störningar i elleveranser, samtidigt som vi lever ett gott och meningsfullt vardagsliv, krävs kunskap, nya designriktlinjer för produktframtagning och energioberoende alternativ.</b></p><div>Kungl. Ingenjörsvetenskapakademin uppmärksammar forskningsprojektet Design för en energiresilient vardag på sin topp 100-lista över projekt som har potential att skapa samhällsnytta. I projektet undersöker man hur övergången till ett förnybart energisystem kan underlättas genom nya möjligheter att hantera energibrist, vara förberedd för strömavbrott och generellt minska hushållens energiförbrukning. Idag saknas det ganska mycket kunskap kring hur man ska gå tillväga vid ett strömavbrott. Vi har också vant oss vid att söka efter information på nätet, vilket gör oss sårbara om vårt wi-fi slutar att fungera.</div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Design%20and%20Human%20Factors/HelenaStromberg_BW_400x500px.jpg" alt="Helena Strömberg" class="chalmersPosition-FloatRight" style="margin:0px 10px;width:160px;height:208px" /><br /></div> <div>– När vi har gjort intervjuer så tänker många att det är ganska enkelt att klara av en variabel energitillgång, men när de fick testa i iscensatta experiment så uppkom det en massa konkreta problem, men också många lösningar och strategier för hur man skulle klara av till exempel ett strömavbrott, säger Helena Strömberg, forskningsledare. <br /></div> <div><br /></div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">Ett energiresilient samhälle är mer resurseffektivt </h2> <div>Vi är idag beroende av en väldigt tillförlitlig el- och internetförsörjning. En konsekvens av det är att dagens produkter också är designade utifrån dessa förutsättningar. Det innebär att vi i en krissituation riskerar att inte kunna använda produkterna eller behöva använda produkter som aldrig eller sällan används annars. En ständig tillgång till el innebär oftast också att vi använder mer energi än vad vi behöver. För att öka energiresiliensen i samhället så forskar man kring hur vardagsprodukter kan designas för att minska hushållens sårbarhet vid till exempel ett strömavbrott, och bidra till en mer flexibel efterfrågan på energi. </div> <div><br /></div> <div>I projektet utvecklas designriktlinjer och lösningsprinciper för hur till exempel alternativa kraftkällor kan integreras i el-produkter, men också hur hushåll kan få kunskap kring energioberoende alternativ, eller ifrågasätta normer kring energianvändning och vad det innebär att klara sig själv. Med dessa kunskaper kan hushållens energiresiliens öka i både vardag och i kris, och ge inspiration till mer resurseffektiva lösningar redan idag. Exempel på energiresilienta produkter kommer att tas fram, testas, och utgöra grunden i en utställning som väcker tankar om energiresiliens. Projektet kommer även att ta fram riktlinjer för energiresiliens i produkter så att teknikbranschen kan applicera dessa i framtida produkter.</div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">Kontakt</h2> <div><a href="/sv/personal/Sidor/helena-stromberg.aspx">Helena Strömberg</a></div> <div><br /></div> <h2 class="chalmersElement-H2">Finansiärer</h2> <div>HSB Living lab</div> <div>Energimyndigheten</div> <div> </div> Mon, 10 May 2021 13:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Geometrisakring.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Geometrisakring.aspxGeometrisäkring av laser-behandlade metallkomponenter<p><b>​Vaishak Ramesh Sagar, Produktutveckling IMS, försvarar sin doktorsavhandling.Vaishak tillhör forskargruppen Geometrisäkring &amp; Robust Konstruktion. Hans forskning fokuserar på lasertillverkning av metall och hur den påverkar den geometriska kvaliteten. Vaishaks forskning inom Smart Assembly kommer att bidra till utvecklingen av metoder och verktyg som stödjer design för tillverkning och montering.​ </b></p><strong>Disputation</strong><div>​<span style="background-color:initial">Vaishak Ramesh Sagar</span><br /></div> <div>2021-06-03</div> <div><a href="/en/departments/ims/calendar/Pages/Geometry-Assurance.aspx" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/ichtm.gif" alt="" />Länk till presentation​</a></div> <div><strong>​</strong><div><strong><br /></strong></div> <div><strong>Abstract (engelska)</strong><div><div>In every manufacturing process, the part being manufactured varies from the desired geometry. As a consequence, the product’s performance and aesthetic properties can get affected. To minimize the effects, it is critical to identify and deal with the geometric variation sources in the early phases of the product development process.</div> <div>For novel laser-based manufacturing processes such as laser heat treatment of sheet metals, laser-assisted metal additive manufacturing, knowledge on geometric variation sources is limited. Also, the methods and tools in practice today may not be readily applicable to support in analyzing and minimizing the effect of variation.</div> <div>The research presented in this thesis has focused on developing knowledge to provide insights into the effect of the aforementioned manufacturing processes on geometric variation and, thereby, assist in establishing methods and tools for the geometry assurance process. A set of geometric variation contributors are identified and solutions to minimize the effect on geometric variation are prescribed. Moreover, simulation methods are presented that enable accurate decision-making and demonstrate integration into the virtual product development setup. In summary, this thesis demonstrates the significance of considering geometry assurance in the product development process of laser processed metal components.</div></div></div></div> <div><br /></div> <div><strong>Kontakt</strong></div> <div><div><a href="https://www.linkedin.com/in/vaishaksagar" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />LinkedIn​</a></div> <div><a href="https://research.chalmers.se/en/person/vaishak" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Läs avhandlingen på Chalmers Research</a></div> <div><a href="/en/staff/Pages/vaishak.aspx" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/ichtm.gif" alt="" />Profil på Chalmers.se</a></div></div> <div><br /></div> ​Thu, 06 May 2021 13:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Tillampningar-av-dynamisk-modellering-inom-krossningsprocesser.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Tillampningar-av-dynamisk-modellering-inom-krossningsprocesser.aspxTillämpningar av dynamisk modellering inom krossningsprocesser<p><b>​Marcus Johansson, Doktorand vid Produktutveckling IMS, försvarar sin doktorsavhandling.Marcus forskning behandlar utveckling och användande av tidsdynamiska simuleringsmodeller för beskrivning av processutrustning inom gruvindustrin. Speciellt fokuseras det på hur dessa modeller kan nyttjas för att förbättra styrningen av dagens processer. Huvudmålet med forskningen är att skapa mer effektiva processer som leder till minskat resursbehov.</b></p>​<div><b></b><span></span><div><b><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Övriga/div%20nyheter%20o%20kalender/Marcus%20Johansson/M_Johansson_porträtt%20för%20sharepoint.jpg" class="chalmersPosition-FloatLeft" alt="" style="margin:5px;width:233px;height:310px" /><br /><br />Marcus johansson</b></div> <div><b>Examination</b></div> <div>2021-05-21 09:00 -- 12:00</div> <div><div>Opponent: Prof. Stefan Heinrich, TUHH (Germany)​</div> <div>Examiner: Magnus Evertsson, IMS</div> <div>​<br /></div> </div></div> <div><br /></div> <div><a href="https://research.chalmers.se/publication/523537" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Läs avhandlingen</a></div> <div><div><a href="https://chalmers.zoom.us/j/68369274786" target="_blank" style="outline:0px"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Länk till presentation​</a></div> <div><span></span><span></span><div> <span style="background-color:initial">Password: 533154</span></div></div></div> <div><br /></div> <div><br /></div> <div><br /></div> <div><br /></div> <div><br /></div> <div><strong style="background-color:initial">Populärvetenskaplig sammanfattning (engelska)</strong><br /></div> <div><div><span style="background-color:initial">Metals, minerals, and construction products are critical for our high living standard and continue to transition to a more environmentally sustainable life. To mine for minerals and turn them into metals and other valuable products requires many resources. The consumed energy by the mining industry could be up to 20% of a country’s total energy usage. Reducing rocks from large blocks to a fine powder is the process used to liberate the metals and minerals from the waste rock. This process could be made more efficient. One approach is to make the machinery and processes operate better to consume less resources and deliver a better product. A tool to help aid in making the processes more efficient is a virtual copy of the process. The virtual copy acts as a risk-free environment where possible improvements can be tested.</span></div> <div>In this thesis, the building blocks of these virtual copies are developed and elaborated on. The building blocks are referred to as models. The models can be simulated and connected to replicate large industrial sites, both existing sites and before the sites are built. How should these processes be designed? How should they be operated? How can the models be developed? These questions, among many others, are investigated in this thesis. This thesis includes multiple new models and a range of use cases for them, ultimately to make mining and crushing processes more efficient and secure that metals and minerals are sustainably available for future generations.</div> <div><br /></div></div> <div><strong>Kontakt</strong></div> <div><a href="https://www.linkedin.com/in/marcus-johansson-02928631/" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Marcus Johansson på Linkedin</a></div> <div><a href="/sv/institutioner/ims/forskning/produktutveckling/Sidor/maskinelement.aspx" target="_blank"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/ichtm.gif" alt="" />Chalmers Rock Processing Research Group (CRPR)​</a><br /></div> ​Mon, 26 Apr 2021 10:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Maskinstudenter-utvecklar-produkter-mot-demens-.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Maskinstudenter-utvecklar-produkter-mot-demens-.aspxMaskinstudenter utvecklar produkter mot demens<p><b>​Under andra året på civilingenjörsprogrammet Maskinteknik ges kursen Integrerad konstruktion och tillverkning. Där arbetar studenter i grupp med att ta fram konceptförslag för att utveckla en befintlig produkt, eller hitta en helt ny lösning utifrån ett behov. Man utgår från riktiga produkter och verkliga behov hämtade från näringslivet och samhället för att det ska bli så realistiskt som möjligt. I år handlade en av problemformuleringar om något som kanske inte vanligtvis förknippas med maskinteknik, nämligen att motverka demens.</b></p><div>​Erney Mattsson är överläkare och ledare för en kurs, som kallas ”Experts in Teams” inom Innovation in Healthcare, vid Norges teknisk-naturvitenskaplige universitet (NTNU) i Trondheim. Innovation in Healthcare är ett temaområde där studenter från olika discipliner blandas slumpmässigt och som tillsammans får lösa problem oavsett medicinsk kunskap.</div> <div> </div> <div><br /> </div> <div> </div> <div>– Den här mångfalden av olika kunskaper och ingångar har gjort att vi fått fram helt unika produkter. På samma sätt är jag övertygad om att maskinstudenterna på Chalmers är väl lämpade för medicinsk utveckling eftersom de har helt öppna ögon och kunskaper för att ta fram prototyper och potentiella lösningar, säger Erney Mattsson.</div> <div><br /></div> <div> </div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Produktutveckling/ErneyMattsson_image.jpg" alt="Erney Mattsson" class="chalmersPosition-FloatLeft" style="margin:5px 15px;width:170px;height:215px" />Erney är en av projektställarna i kursen och han tar fram olika medicinska problemformuleringar. Tidigare projekt har bland annat resulterat i ljudisolerade vikväggar och värmefiltar. Produktkoncepten som togs fram var lösningar på reella behov inom sjukvården där man haft integritetsproblem, och svårigheter med att hålla patienterna rätt tempererade. Några av projekten har varit så framgångsrika att de har resulterat i examensarbeten. Erney har själv god praktisk erfarenhet att tillsammans med ingenjörer utveckla medicintekniska produkter. Bland annat ett samarbete med matematikprofessorn Torbjörn Lundh som resulterat i ett patent på ett konstgjort blodkärl, en så kallad kärlprotes. </div> <div><br /></div> <div> </div> <div>– För mig är skillnader en stor styrka och det var något jag verkligen upptäckt när jag arbetat tillsammans med ingenjörer. Jag tror att det här arbetssättet kommer bli allt vanligare, menar Erney. </div> <div><br /></div> <div> </div> <div><h2 class="chalmersElement-H2">Olika problem kan lösas med samma process</h2></div> <div>Projektuppgifterna i kursen varierar från år till år då de alla är hämtade från verkligheten. Det kan handla både om att förbättra en befintlig produkt eller ha en mer öppen lösning på ett aktuellt behov. En av årets projektuppgifter handlar om att utveckla en produkt som motverkar demens. Det här är kanske inte något som man tänker är traditionellt kopplat till Maskinprogrammet, men studenterna har använt samma konstruktionsmetodiska process som vid vilken annan typ av produktutveckling som helst. Det här arbetssättet ger värdefulla erfarenheter och insikter om hur produktutveckling och gruppdynamik går till i verkligheten. Projektgrupperna har arbetat med att ta fram koncept för hur man kan möta behovet av, i det här fallet, kognitiv stimulans. </div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Produktutveckling/funktionellt-diagram.jpg" alt="Funktionellt diagram" style="margin:5px" /><br /><em>Ovan: Ett funktionellt diagram som kan appliceras på all produktutveckling.</em><br /><br /></div> <div>De flesta av grupperna som arbetade med att motverka demens kom fram till någon form av app-lösning där man både kan testa och utveckla sin kognitiva förmåga.  Men några grupper hade också mer fysiska produkter så som en kognitivt utmanande kortlek och en ”hjärnkalender” med uppmaningar och tips på daglig fysisk och kognitiv aktivitet.</div> <div><div><p class="chalmersElement-P"><br /></p></div></div> <div> </div> <div>Elin Skönborg kommer från Stockholm och gick estetiskt program på gymnasiet. Elin kände att hon ville läst något mer tekniskt och det blev till slut civilingenjörsprogrammet Maskinteknik och Chalmers efter ett år på tekniskt basår. </div> <div><br /></div> <div> </div> <div>– Jag trivs bra på Maskinteknik och jag har lärt mig väldigt mycket. Det är så mycket arbete bakom produkter som man inte tänker på. En sådan här kurs är utmanande eftersom vi från början inte har så mycket kunskap om demens och lösningen är ganska så öppen. Men vi har använt oss av de verktyg vi fått på kursen och blivit mer bekväma ju mer vi har arbetat med problemet. Det har också varit kul att arbeta i grupp med andra som man inte känner, säger Elin.</div> <div> </div> <div>Johan Brasch kommer från Värnamo och ville läsa något som var brett och ganska konkret och praktiskt vilket ledde till Maskinteknik på Chalmers.</div> <div><br /></div> <div> </div> <div>– Vi hade det svårt i början eftersom det här projektet var lite annorlunda jämfört med ett ”vanligt” mekaniskt problem. Men vi skalade ner på ett sätt som passade oss och körde på med de metoder vi fått lära oss och då gav det sig till slut. Jag tyckte det var intressant att se att man kan tackla olika problem med de här metoderna genom att arbeta målmedvetet och systematiskt. Visst var det svårt till en början att lösningen kunde vara så öppen, men att utveckla en befintlig produkt innebär andra typer av svårigheter, säger Johan. </div> <div><br /></div> <div><h2 class="chalmersElement-H2">Helhetslösningar kräver samarbete över ämnesgränserna <br /></h2></div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/Produktutveckling/ErikHultén_400x600px.jpg" alt="Erik Hultén" class="chalmersPosition-FloatRight" style="margin:15px;width:245px;height:371px" />Erik Hulthén, koordinator för civilingenjörsprogrammet Maskinteknik, menar att det är bredare än vad man generellt tror. </div> <div><br /></div> <div> </div> <div>– Produkter består av så mycket mer än tekniska detaljer. Vi måste kunna utforma helhetslösningar där det ingår att identifiera kunden och dennes behov. I och med det så kommer lösningarna ofta också att gå över ämnesgränserna.  Vi behöver generellt bli bättre på att överbrygga mellan olika discipliner i produktframtagning, menar Erik.</div> <div> </div> <div>Samarbetet med Erney Mattsson kom till efter att Erik besökt NTNU och såg hur tvärvetenskapligt de arbetade med medicintekniska lösningar, och att det också gav goda resultat. </div> <div><br /></div> <div> </div> <div>– Erney är en intressant projektställare eftersom hans bakgrund på NTNU ger annorlunda ingångar för hur man kan tänka vid sådana här projekt. Jag tror att vi kommer att få se fler typer av sådana här samarbeten i framtiden. Medicinteknik är ett område som det finns all anledning för maskinare att arbeta mer med, säger Erik. <br /></div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">Mer om kursen Integrerad konstruktion och tillverkning </h2> <div>Kursen syftar till att ge kursdeltagarna en djupare inblick och erfarenhet av moderna arbetssätt och metoder för projektledning och produktutveckling. I kursen tränas ingenjörsmässig problemlösning och studenterna stimuleras att tillämpa sina analytiska kunskaper i så realistiska sammanhang som möjligt.</div> Thu, 22 Apr 2021 10:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/styrkeomraden/material/nyheter/Sidor/2021-tandemseminarier.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/styrkeomraden/material/nyheter/Sidor/2021-tandemseminarier.aspx​Här är årets tandemseminarier​<p><b>Här presenteras 2021 samtliga Tandemseminarier, både kommande och de som varit. Samtliga  seminarier går att se i efterhand via tjänsten Chalmers Play. Länk till inspelning hittar du på den här sidan.​ ​</b></p><div><b style="background-color:initial">Kommande seminarier:<br /><br /></b><a href="/sv/styrkeomraden/material/kalendarium/Sidor/TANDEM-WEBINAR-–-Materials-for-futures-batteries.aspx"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/ichtm.gif" alt="" /><b style="background-color:initial">25 november, </b><span style="background-color:initial;font-weight:700">11 am. Place: Online, Zoom. </span><b style="background-color:initial">Tandem Webinar – Materials for future batteries</b></a></div> <div><b>​</b></div> <div><b style="background-color:initial">Ta del av seminarierna i efterhand via Chalmers Play:</b><br /></div> <div><div><br /></div> <div><span style="font-weight:700;background-color:initial">25 February: TANDEM SEMINAR  –  MATERIALS FOR HEALTH</span><br /><span style="background-color:initial">Materials for Health, 25 February, 2021.  Organizer: Chalmers Area of Advance Mater</span><span style="background-color:initial">ials Science.<br /></span>In this webinar we  have two presentations dedicated to materials for health.  One on the design of bioinks for 3D-printing of cell-laden constructs and one on the development of novel medical device surfaces to prevent infections.<br /><div><ul><li>Moderator: Maria Abrahamsson, Director of Materials Science Area of Advance </li> <li>Bi<span style="background-color:initial">oink</span><span style="background-color:initial"> Design for Printing of Unified, Multi-material Constructs, Sarah Heilshorn, Professor of Materials Science and Engineering and, by courtesy, of Bioengineering and of Chemical Engineering, Stanford University.</span></li> <li>Ma<span style="background-color:initial">terials preventing biomaterial associated infection. Martin Andersson, Professor of Chemistry and Chemical Engineering, Applied Surface Chemistry.Chalmers University of Technology.</span></li></ul></div></div> <div><a href="https://play.chalmers.se/media/Tandem+Seminar+%e2%80%93+Materials+for+Health/0_c67wpmkf"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Chalmers Play: Tandem Webinar – Materials for Health</a></div> <div><br /></div> <div><div><span style="background-color:initial"><span style="font-weight:700">26 March: </span></span><span style="font-weight:700">TANDEM SEMINAR  –  MATERIALS FOR SOLAR ENERGY</span></div> <div>Materials for Solar Energy, 26 March, 2021. <span style="background-color:initial">Organizer: Chalmers Area of Advance Mater</span><span style="background-color:initial">ials Science.<br /></span>In this webinar we have two presentations dedicated to materials for solar energy conversion, specifically how we can manipulate the solar spectrum to make better use of it, will be covered. <span style="background-color:initial"><br /></span></div> <div><ul><li>Moderator: Professor Paul Erhart Condensed Matter and Materials Theory, Department of Physics, Chalmers.</li> <li>S<span style="background-color:initial">cienceDeveloping</span><span style="background-color:initial"> solid-state photon upconverters based on sensitized triplet–triplet annihilation, Angelo Munguzzi, Associate Professor - Università Degli Studi Milano Bicocca - Materials Science Department.​</span></li> <li>T<span style="background-color:initial">oward</span><span style="background-color:initial"> solid state singlet fission: Insights from studies of Diphenylisobenzofuran−Semiconductors and Pentacene-decorated gels, Maria Abrahamsson, Professor of Physical Chemistry at the Department of Chemistry and Chemical Engineering at Chalmers University of Technology​.</span></li></ul></div> <div><a href="https://play.chalmers.se/media/Tandem+Seminar+%e2%80%93+Materials+for+Solar+Energy/0_r16vpsvj">Chalmers Play: Tandem Webinar – Materials for Solar Energy</a></div></div> <div><br /></div> <div><div><span style="font-weight:700;background-color:initial">27 April:</span><span style="background-color:initial"> </span><span style="background-color:initial;font-weight:700">TANDEM SEMINAR</span><span style="background-color:initial"> </span><span style="font-weight:700;background-color:initial">– MATERIALS FOR BATTERIES</span><br /></div> <div>It’s time for our third Tandem Webinar held by Chalmers Area of Advance Materials Science. </div> <div><span style="background-color:initial">In </span><span style="background-color:initial">t</span><span style="background-color:initial">his</span><span style="background-color:initial"></span><span style="background-color:initial"> </span><span style="background-color:initial">tandem</span><span style="background-color:initial"> </span><span style="background-color:initial">seminar we have </span>wo presentations dedicated to materials for batteries. Two hot topics will be covered, one on the use of digital twins for battery manufacturing and one on development and advanced modelling of battery electrolytes – from DFT to artificial intelligence. <br /><div><ul><li>Moderator: Professor Leif Asp, Co-Director Area of Advance Materials Science</li> <li>D<span style="background-color:initial">igital Twin of Battery Manufacturing, Alejandro A.Franco, Professeur des Universités, Université de Picardie Jules Verne, Junior Member of Institut Universitaire de France.​ </span></li> <li><span style="background-color:initial"></span><span style="background-color:initial"></span>Advanced Modelling of Battery Electrolytes – From DFT to Artificial Intelligence, Patrik Johansson, Professor, Material Physic, Department of physics, Chalmers University of Technology.</li></ul></div> <span style="font-weight:700">Chalmers Play </span><a href="https://play.chalmers.se/media/Tandem+seminar%E2%80%93+Materials+for+batteries/0_4txfkqw8"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Tandem Webinar <span style="background-color:initial">– Materials for batteries</span></a></div> <div><br /></div> <div><span style="font-weight:700">4 May:  TANDEM WEBINAR – DESIGN FOR NEW SUSTAINABLE THERMOPLASTICS AND THEIR NANOCOMPOSITES</span><br /></div> <div>It’s time for our fourth Tandem Webinar held by Chalmers Area of Advance Materials Science. </div> <div>In this tandem seminar, we have two presentations dedicated to sustainable materials engineering. Two hot topics will be covered, one on the transfer of Chemistry from flask to extruder and one on the design of reactive extrusion methods for lignocellulosic nanocomposites towards large scale applications. This collaboration has been selected in 2020 by Genie Initiative at Chalmers.<br /><div><ul><li>Moderator: Professor Leif Asp, Co-director Area of Advance Materials Science</li> <li>T<span style="background-color:initial">ransfer of Chemistry from flask to extruder. Rosica Mincheva, Research assistant at Laboratory of Polymeric and Composite Materials - University of Mons. </span></li> <li>D<span style="background-color:initial">esign of reactive extrusion methods for lignocellulosic nanocomposites towards large scale applications.  Giada Lo Re, Associate Professor, Engineering Materials, Department of Industrial and Materials Science, Chalmers University of Thecnology.</span></li></ul></div> <span style="font-weight:700">Chalmers Play:</span> <a href="https://play.chalmers.se/media/t/0_r6e0lqq0"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />Tandem Webinar – Materials for ​new sustainabkle thermoplastic and their nanocomposite</a><br /></div></div> <div><br /></div> <div><div><span style="font-weight:700">17 September: TANDEM WEBINAR </span><span style="background-color:initial"><span style="font-weight:700">– </span></span><span style="background-color:initial"><span style="font-weight:700">High Entropy Alloys, Opportunities and Challenges</span></span></div> <div><span></span></div> <div><span style="background-color:initial">In </span><span style="background-color:initial">this webinar we have two presentations dedicated to high entropy alloys, or compositionally complex alloys. We will cover th</span><span style="background-color:initial">e research frontier topic in the metallic materials community from two complementary aspects, one from experimental aspect focusing more on alloy development and structural/functional properties, and one from theoretical aspect addressing to functionality by design.</span><br /></div> <div><br /></div> <div><ul><li>Moderator: Professor Leif Asp, Co-Director Area of Advance Materials Science</li> <li>A<span style="background-color:initial">lloyed</span><span style="background-color:initial"> pleasure: high entropy alloys, Professor Sheng Guo, Department of Industrial and Materials Science at Chalmers. </span></li> <li>Q<span style="background-color:initial">uantum-mechanics maps high entropy alloys, Professor Levente Vitos, Computational Material Design and head of Applied Materials Physics group at the Department of Materials Science and Engineering KTH.</span></li></ul></div> <div><span style="font-weight:700;background-color:initial">Chalmers Play:</span><a href="https://play.chalmers.se/media/t/0_r6e0lqq0" style="outline:0px"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" /></a><span style="background-color:initial"> </span><a href="https://play.chalmers.se/media/Tandem%20Webinar%20%E2%80%93%20High%20Entropy%20Alloys%2c%20Opportunities%20and%20Challenges/0_ds5c6fgd">​Watch Tandem Webinar – High Entropy Alloys, Opportunities and Challenges​</a></div></div> <div><br /></div></div>Fri, 09 Apr 2021 15:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/styrkeomraden/material/nyheter/Sidor/Tandem-seminar-Materials-for-solar-energy.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/styrkeomraden/material/nyheter/Sidor/Tandem-seminar-Materials-for-solar-energy.aspxTitta på seminariet: Materials for solar energy<p><b>​Här är inspelningen av webbinariet: Materials for Solar Energy. Webbinariet hölls den 26 mars, 2021. Arrangör: Chalmers styrkeområde Material.</b></p>​<a href="https://play.chalmers.se/media/Tandem+Seminar+%e2%80%93+Materials+for+Solar+Energy/0_r16vpsvj"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/icgen.gif" alt="" />​Titta på webbinariet på Chalmers Play: Tandem Webinar – Materials for Solar Energy​</a><div>​<div><span style="background-color:initial">In this webinar we have two presentations dedicated to materials for solar energy conversion, specifically how we can manipulate the solar spectrum to make better use of it, will be covered. </span><div><span style="font-weight:700">Program:</span></div> <div><ul><li>Moderator: Professor Paul Erhart Condensed Matter and Materials Theory, Department of Physics, Chalmers.</li> <li>S<span style="background-color:initial">cience </span><span style="background-color:initial">Developing solid-state photon upconverters based on sensitized triplet–triplet annihilation, Angelo Munguzzi, Associate Professor - Università Degli Studi Milano Bicocca - Materials Science Department.​</span></li> <li>T<span style="background-color:initial">oward solid state singlet fission: Insights from studies of Diphenylisobenzofuran−Semiconductors and Pentacene-decorated gels, Maria Abrahamsson, Professor of Physical Chemistry at the Department of Chemistry and Chemical Engineering at Chalmers University of Technology​.</span></li></ul></div> <div><a href="/en/areas-of-advance/materials/Calendar/Pages/Tandem-Seminar-–-Materials-for-Solar-Energy.aspx"><img class="ms-asset-icon ms-rtePosition-4" src="/_layouts/images/ichtm.gif" alt="" />Read more about the webinar in the calendar</a></div></div></div>Thu, 01 Apr 2021 10:00:00 +0200https://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Stort-genombrott-for-”viktlos”-energilagring.aspxhttps://www.chalmers.se/sv/institutioner/ims/nyheter/Sidor/Stort-genombrott-for-%E2%80%9Dviktlos%E2%80%9D-energilagring.aspxStort genombrott för ”viktlös” energilagring<p><b>Forskare på Chalmers har i experimentella studier tillverkat ett strukturellt batteri som är tio gånger bättre än alla tidigare. Det innehåller kolfiber som parallellt fungerar som elektrod, strömledare och bärande material.  Batteriet öppnar dörren för så kallad ”viktlös” energilagring i till exempel fordon och farkoster.</b></p><div> Batterierna i dagens elbilar utgör en stor del av fordonens vikt, och de fyller inte heller någon bärande funktion. Ett strukturellt batteri kan däremot fungera både som batteri och vara en del av strukturen i till exempel en bilkaross. Det kallas för viktlös energilagring eftersom batteriets massa ”försvinner” när batteriet blir en del av den bärande konstruktionen. Beräkningar visar att man med den här typen av multifunktionella batterier kraftigt skulle kunna reducera vikten på en bil.</div> <div> </div> <div><br /> </div> <div> </div> <div>Utvecklingen av strukturella batterier bygger på <a href="https://news.cision.com/se/chalmers/r/kolfiber-kan-lagra-energi-i-karossen%2cc3179311" title="tidigare forskning om strukturella batterier">tidigare forskning</a> där man upptäckte att vissa typer av kolfiber, förutom att vara styva och starka, också visat sig ha god förmåga att lagra elektrisk energi kemiskt. Dessa upptäckter utsågs 2018, av ansedda Physics World, till ett av årets tio största genombrott. </div> <div><br /></div> <div> </div> <div>Det första försöket att göra ett strukturellt batteri gjordes redan 2007 vid Army Research Laboratory i USA, men det har hittills visat sig svårt att tillverka batterier med både goda elektriska och mekaniska egenskaper. Nu tar dock utvecklingen ett rejält kliv framåt när forskare på Chalmers, i ett samverkansprojekt med KTH, kan visa upp ett strukturellt batteri med kombinerade egenskaper som vida överstiger något som tidigare har tillverkats, vad gäller elektrisk energilagring, styvhet och hållfasthet. Om man ser till den multifunktionella prestandan så är den 10 gånger högre än hos andra strukturella batterier. </div> <div><br /></div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/MoB/JohannaXu_LeifAsp20210303_05_webb.jpg" alt="Johanna Xu och Leif Asp granskar ett strukturellt batteri" style="margin:5px" /><br /><em>Doktor Johanna Xu med en nytillverkad strukturell battericell i Chalmers kompositlab, som hon visar för Leif Asp. Cellen består av en kolfiberelektrod och en litiumjärnfosfatelektrod separerade med en glasfibertextil, allt impregnerat med en strukturell batterielektrolyt för kombinerad mekanisk och elektrisk funktion. Bild: Marcus Folino</em><br /><br /></div> <div> </div> <div>Batteriet har en energitäthet på 24 Wh/kg, vilket innebär ungefär 20 procents kapacitet jämfört med jämförbara litiumjonbatterier på marknaden idag. Men eftersom vikten på produkterna kan reduceras kraftigt så kommer inte heller lika mycket energi att krävas för att driva till exempel en elbil. Om man kan använda sig av en lägre energitäthet så ökar också säkerheten. Med en styvhet på 25 GPa så kan det strukturella batteriet mäta sig med flera andra konstruktionsmaterial. <br /></div> <div> </div> <div><br /></div> <div> </div> <div>– Tidigare försök att göra strukturella batterier har resulterat i celler med endera goda mekaniska eller goda elektriska egenskaper. Här lyckas vi, genom att utnyttja kolfibrer, demonstrera ett strukturellt batteri med konkurrenskraftig energilagringsförmåga och styvhet, säger Leif Asp, professor vid Chalmers och ledare för projektet.</div> <div> </div> <div><br /></div> <h2 class="chalmersElement-H2"> Superlätta laptops och elcyklar kan snart vara verklighet</h2> <div>Det nya batteriet har en negativ elektrod av kolfiber, och en motelektrod gjord av en litiumjärnfosfatbelagd aluminiumfolie. De separeras av en glasfiberväv i en elektrolytmatris. Trots att man lyckats skapa ett strukturellt batteri som är tio gånger bättre än alla tidigare så valdes inte materialen för att slå rekord, utan för att ge ökad förståelse för effekterna av materialarkitektur och separatortjocklek. </div> <div><span><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/MoB/JohannaXu_LeifAsp20210303_webb_3.jpg" alt="Strukturellt batteri" class="chalmersPosition-FloatLeft" style="margin:20px 5px;width:710px;height:399px" /></span> </div> <div>Nu är man redan i gång med att nytt projekt, finansierat av Rymdstyrelsen, där man ytterligare ska öka det strukturella batteriets prestanda. Aluminiumfolien kommer att ersättas med en kolfiber som lastbärarande material i den positiva elektroden. Det kommer att ge både ökad styvhet och energitäthet. Glasfiberseparatorn kommer att ersättas med en ultratunn variant vilket kommer att ge en mycket större effekt, vilket också innebär snabbare i- och urladdning. Det nya projektet förväntas vara klart inom två år.</div> <div><br /> </div> <div>Leif Asp, som leder även detta projekt, bedömer att ett sådant batteri skulle kunna nå en energitäthet på 75 Wh/kg och en styvhet på 75 GPa. Det innebär att batteriet blir ungefär lika starkt som aluminium fast med en jämförelsevis mycket lägre vikt.</div> <div><br /></div> <div><img src="/SiteCollectionImages/Institutioner/IMS/MoB/LeifAsp20210303_06_webb6.jpg" alt="Leif Asp" class="chalmersPosition-FloatRight" style="margin:5px 45px;width:193px;height:242px" />– Nästa generations strukturella batteri har mycket stor potential. Om man ser till konsumentteknik så kommer det vara fullt möjligt att inom några år kunna tillverka bärbara datorer, smarta telefoner eller elcyklar som väger hälften så mycket som idag, och är mycket mer kompakta. En smartphone skulle till exempel kunna byggas mycket tunn, säger Leif Asp.</div> <div><br /></div> <div>På längre sikt kan man definitivt tänka sig att elbilar, elflygplan och satelliter konstrueras och energiförsörjs av strukturella batterier. <br /><br />– Det är egentligen bara fantasin som sätter gränserna. Vi har fått väldigt mycket uppmärksamhet från många olika typer av företag i samband med att vi publicerar våra vetenskapliga artiklar inom området. Så det märks att det finns ett stort intresse för lättviktsmaterial med multifunktionella egenskaper, säger Leif Asp.</div> <div><br /></div> <div>Läs artikeln i den vetenskapliga tidskriften Advanced Energy &amp; Sustainability Research: </div> <div><a href="https://doi.org/10.1002/aesr.202000093" title="A Structural Battery and its Multifunctional Performance">A Structural Battery and its Multifunctional Performance</a></div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">Mer om: Forskningen kring strukturella batterier</h2> <div>Det strukturella batteriet använder kolfiber som negativ elektrod. Som motelektrod används en litiumjärnfosfatbelagd aluminiumfolie. Kolfibern agerar värd för litiumet och lagrar på så sätt energin. Eftersom kolfibern även leder elektronerna minskar behovet av strömtilledare av till exempel koppar eller silver, vilket reducerar vikten ytterligare. Både kolfibern och aluminiumfolien bidrar till det strukturella batteriets mekaniska egenskaper. De två elektrodmaterialen hålls separerade av en glasfiberväv i en strukturell elektrolytmatris. Elektrolytens uppgift är att transportera litiumjonerna mellan batteriets båda elektroder, men att också överföra mekaniska laster mellan kolfiber och övriga delar. </div> <div><br /></div> <div>Projektet drivs i samverkan mellan Chalmers och KTH, Sveriges två största tekniska universitet. Batterielektrolyten har utvecklats på KTH.</div> <div><br /></div> <div>Projektet involverar forskare från fem olika discipliner; materialmekanik, materialteknik, farkostteknik, tillämpad elektrokemi och fiber- och polymerteknik. Finansiering har kommit från EU-kommissionens forskningsprogram Clean Sky II, och US Airforce. </div> <div> </div> <h2 class="chalmersElement-H2">För mer information, kontakta:</h2> <div>Leif Asp, professor i material- och beräkningsmekanik, Chalmers, 031-772 15 43, <a href="mailto:leif.asp@chalmers.se">leif.asp@chalmers.se</a></div>Mon, 22 Mar 2021 07:00:00 +0100