Kursplan för Komponentdesign för demontering och återvinningsbarhet

Kursplanen innehåller ändringar
Se ändringar

Kursplan fastställd 2025-10-13 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnComponent design for disassembly and recyclability
  • KurskodTRA530
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTRACKS
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • InstitutionTRACKS
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 97252
  • Max antal deltagare30 (minst 10% av platserna reserveras för utbytesstudenter)
  • Min. antal deltagare8
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0125 Projekt 7,5 hp
Betygsskala: TH		 3,5 hp4 hp

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå

Särskild behörighet

Examen om minst 180 högskolepoäng inom teknik och/eller ingenjörsvetenskap eller motsvarande. Engelska-kunskaper motsvarande den svenska gymnasiekursen Engelska 6.

Kursspecifika förkunskaper

Förutom de allmänna förkunskaperna för att studera på avancerad nivå vid Chalmers, måste studenten säkerställa att nödvändiga kompetenser innehas eller inhämtas under kursens gång. Vi rekommenderar att studenter har en bakgrund inom materialvetenskap och teknik, maskinteknik, teknisk fysik eller motsvarande. Examinator formulerar och kontrollerar dessa kompetenser. Studenten kan bara bli antagen efter överenskommelse med examinator.

Syfte

Kursen ger en plattform för att arbeta med och lösa utmanande tvärvetenskapliga autentiska problem från olika samhällsaktörer såsom akademi, industri eller offentliga institutioner. Dessutom är syftet att studenter från olika utbildningsprogram ska öva på att arbeta effektivt i multidisciplinära utvecklingsteam.

Modul 1, Fogning för demonterbarhet
Modulen introducerar studenter till olika fogningstekniker med fokus på hållbar design och ingenjörsmetoder som kan bidra till ökad cirkularitet i materialflöden. Tyngdpunkten ligger på icke smältbaserade metoder såsom limning, mekanisk fogning och lödning/hårdlödning. Särskild vikt läggs vid möjligheten till demontering för återanvändning och återvinning. Studenterna får kunskap om hur fogningstekniker påverkar strukturell prestanda, återvinningsbarhet och kostnadseffektivitet, samt reflekterar över de kompromisser som kan krävas mellan tillverkningsbarhet, prestanda och demonterbarhet. Modulen uppmuntrar till ett kritiskt och praktiskt förhållningssätt vid val av fogningsmetoder baserat på materialegenskaper, mekanisk funktion och miljömässiga begränsningar.

Modul 2, Svetskonstruktion för hållbarhet
Modulen syftar till att ge studenter kunskap och färdigheter för att designa hållbara svetsade komponenter och konstruktioner genom att integrera teknisk kompetens, internationella standarder och hållbarhetsaspekter. Du kommer att lära dig att tillämpa principer för svetskonstruktion, utvärdera material och processer samt göra konstruktionsval som säkerställer kvalitet, hållbarhet och resurseffektivitet. Dessutom byggs en grundläggande förståelse för svetsprocesser, deras fysik och de vanligaste oförstörande provningsmetoderna (NDT). Genom att integrera hållbarhet och cirkularitet får studenterna analytiska färdigheter för att fatta välgrundade beslut inom svetskonstruktion och kvalitetskontroll.

Modul 3, Gjutkomponentsdesign för återvinningsbarhet
Modulen syftar till att ge studenter avancerad kunskap och praktiska färdigheter i att designa gjutkomponenter som möjliggör effektiv återvinning och bidrar till cirkulära materialflöden. Gjutning spelar en central roll i många industrier, men återvinningsbarheten kompromissas ofta av materialval, processvägar och konstruktionslösningar. Modulen behandlar dessa utmaningar genom att introducera relationerna mellan legeringssammansättning, gjutprocesser, komponentgeometri och återvinningsbarhet.

Studenterna får insikter i livscykeltänkande och gjuteriernas roll i den cirkulära ekonomin, samt lär sig att utvärdera gjutna produkter inte bara utifrån prestanda och kostnad utan även deras miljöpåverkan och potential för återanvändning. Modulen betonar designens avgörande roll för att möjliggöra högkvalitativa sekundära material och undvika downcycling, samtidigt som gällande regelverk och framväxande hållbarhetsstandarder behandlas.

Genom att integrera teoretiska principer med fallstudier och praktiska designövningar utvecklar studenterna förmågan att kritiskt granska befintliga gjutkomponenter och föreslå innovativa lösningar som förbättrar återvinningsbarheten utan att kompromissa med funktionaliteten. Modulen förbereder därmed studenterna för att aktivt bidra till hållbar ingenjörspraxis och forma framtidens återvinningsbara gjutning i industriella tillämpningar.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • behärska problem med öppna lösningsutrymmen, vilket inkluderar att kunna hantera osäkerheter och begränsad information.
  • leda och delta i utvecklingen av nya produkter, processer och system med ett helhetsperspektiv genom att följa en designprocess och/eller en systematisk utvecklingsprocess.
  • arbeta i multidisciplinära team och samarbeta i grupper med olika sammansättningar.
  • visa insikter om och hantera ingenjörslösningars påverkan i ett globalt, ekonomiskt, miljömässigt och samhälleligt sammanhang.
  • muntligt och skriftligt förklara och diskutera information, problem, metoder, design-/utvecklingsprocesser och lösningar.
Ytterligare lärandemål Modul 1: Fogning för demonterbarhet
  • Diskutera fogningslösningar som är mer lämpade för demontering i design och tillverkning, och jämföra dem med smältbaserade metoder som svetsning.
  • Utvärdera limning, mekanisk fogning, mjuklödning och hårdlödning med avseende på material, krav och kostnad.
    • Identifiera lämpliga limbaserade fogningstekniker och diskutera ytbehandlingar för olika tekniska tillämpningar.
    • Jämföra mekaniska fogmetoder (t.ex. nitning, clinching, falsning) och bedöma deras för och nackdelar för hållbar design.
    • Förstå grundläggande principer för hårdlödning, inklusive metallurgi och fogutformning.
  • Välja lämpliga fogmetoder vid fogning aluminium till aluminium och aluminium till andra metaller.
  • Kommunicera tekniska val i multidisciplinära sammanhang med hänsyn till hållbarhet, tillverkningsbarhet, prestanda och cirkularitet.
Ytterligare lärandemål Modul 2, Svetskonstruktion för hållbarhet:
  • Jämföra vanliga svetsprocesser och material med fokus på svetsbarhet, effektivitet och hållbarhet.
  • Förstå den grundläggande teorin för bärverk och hållfasthetslära relevant för svetskonstruktion.
  • Klassificera svetsar och tolka svetsritningar för olika fog- och svetstyper.
  • Redogöra för svetsimulering och hur svetsning påverkar material, inklusive restspänningar och deras inverkan på mekaniska egenskaper.
  • Beskriva vanliga oförstörande provningsmetoder (NDT) för att upptäcka svetsdefekter.
  • Föreslå lämpliga konstruktions- och svetslösningar under olika belastningsförhållanden med hänsyn till kvalitetskrav, hållbarhet och resurseffektivitet.
Ytterligare lärandemål Modul 3, Gjutkomponentsdesign för återvinningsbarhet
  • Förklara globala återvinningstrender och deras konsekvenser för gjutindustrin.
  • Utvärdera legeringssystem och deras återvinningsbarhet med hänsyn till kontamineringsrisker, materialseparation och omsmältningsbeteende.
  • Bedöma hur olika gjutprocesser och konstruktionslösningar påverkar återvinningsbarhet och resurseffektivitet.
  • Tillämpa principer för design för återvinning (DfR), inklusive materialmärkning, digitala produktpass och ekodesignverktyg.
  • Analysera sektorsspecifika fallstudier och jämföra konventionell kontra återvinningsbar gjutdesign.
  • Föreslå gjutkomponentslösningar som balanserar tillverkbarhet, prestanda, kostnad och återvinningsbarhet.
  • Tolka relevanta återvinningsstandarder, koder och regelverk som påverkar gjutdesign.

Innehåll

Innehåll Modul 1, Fogning för demonterbarhet:

Modulen introducerar sammanfogning av metallkomponenter som en aspekt av hållbar design, med fokus på alternativ till högtemperaturprocesser såsom smältsvetsning.
  • Limning behandlas i termer av fogdesign, limtyper, fogkonfigurationer och nödvändiga ytbehandlingar.
  • Mekaniska sammanfogningsmetoder såsom clinching, falsning, nitning, mekanisk låsning och gängade fästelement undersöks med avseende på materialkompatibilitet, strukturell prestanda, kostnad och återvinningsbarhet - särskilt för aluminium-till-aluminium och aluminium-till-andra-metall-förband.
  • Grunderna i lödning och hårdlödning, inklusive grundläggande definitioner, överväganden kring fogdesign samt centrala metallurgiska principer relevanta för lågtemperatursammanfogning.
Genomgående ligger fokus på att utvärdera sammanfogningsstrategier utifrån materialegenskaper, hållbarhet och praktisk tillämpning.

Innehåll Modul 2, Svetskonstruktion för hållbarhet:

Studenterna introduceras till vanligt förekommande svetsprocesser, material och deras svetsbarhet, med särskild tonvikt på att välja hållbara och effektiva lösningar. Modulen behandlar de kompetenser som krävs av svetsansvariga, svetsingenjörer och svetskonstruktörer i enlighet med ISO 14731. Olika typer av svetsdiskontinuiteter granskas, och vikten av kvalitetskrav i svetsning behandlas utifrån ISO 3834.

Grundläggande begrepp inom statik och hållfasthetslära relevanta för svetskonstruktion ingår, tillsammans med konstruktionsöverväganden som främjar hållbarhet och resurseffektivitet. Modulen behandlar även svetskvalitetsklasser enligt ISO 5817, olika fog- och svetstyper samt tolkning av svetsritningar.

En central del av Modulen är svetskonstruktion under både statisk och utmattningsbelastning, med fokus på hur konstruktionsval påverkar produktens livslängd och hållbarhet. Lärandet förstärks genom praktiska exempel och uppgifter, medan gästföreläsningar från industrin ger ytterligare perspektiv på hållbara metoder inom svetskonstruktion.

Modulen introducerar även svetsdefekter och oförstörande provningstekniker, samt termisk modellering och restspänningar.

Innehåll Modul 3, Gjutkomponentsdesign för återvinningsbarhet:

Modulen är uppdelad i fem avsnitt:
  • Avsnitt 1: Introduktion till återvinningsbarhet i gjutning - Globala återvinningstrender, livscykeltänkande, legeringsklassificeringar, cirkulär ekonomi, hållbarhetsmått och fallstudier.
  • Avsnitt 2: Materialval och legeringskompatibilitet Legeringselement och återvinningsbarhet, kontamineringsrisker, låglegerade kontra flerfasiga system, monomaterialdesign, återvinningskoder och internationella standarder.
  • Avsnitt 3: Gjutprocessens inverkan på återvinningsbarhet - Processjämförelser, sandens, bindemedlens och beläggningars roll, kärndesign, defektkontroll, omsmältningsenergi och utmaningar vid storskaliga gjutningar.
  • Avsnitt 4: Design för återvinning - metoder och verktyg - DfR kontra återanvändning, materialmärkning och spårning, digitala produktpass, ekodesignprogramvara och hybrida återvinningsstrategier.
  • Avsnitt 5: Integrerade fallstudier och framtida trender - Sektorsspecifika analyser, regelverkslandskap, framväxande återvinningsteknologier och visioner för cirkulära ekosystem för gjutna komponenter.

Organisation

Kursen genomförs av ett lärarlag och projektuppgifter som löses i grupp. Kursen kompletteras med undervisning och inlärning vid behov av de färdigheter som är nödvändiga för projektet. Projektgruppen inkluderar universitetslektorer/examinatorer, en grupp universitets¬handledare samt externa bihandledare och gästföreläsare från industrin.

Kursen betonar en aktiv dialog både mellan deltagarna och mellan deltagare och lärare. Den integrerar teori med professionell praktik genom en kombination av fysiska träffar, online-workshops och självstyrt lärande via lärplattformen Canvas. Mellan träffarna och workshoparna deltar studenterna i föreläsningar, litteraturstudier, analyser och reflekterande övningar samtidigt som de nätverkar och samarbetar med sina kurskamrater.

Litteratur

Ytterligare artiklar från internationella tidskrifter kommer delas på Canvas. Med input från lärarlaget kommer studenterna att utveckla förmågan att identifiera och skaffa relevant litteratur genom hela sitt projekt.

Examination inklusive obligatoriska moment

Modul 1, Fogning för demonterbarhet, 2.5 HEC
  • Deltagande, inklusive förberedande quizzar
  • Projektpresentationer
  • Muntlig examination
Modul 2, Svetskonstruktion för hållbarhet, 2.5 HEC
  • Deltagande, inklusive förberedande quizzar
  • Projektpresentationer
  • Muntlig examination
Modul 3, Gjutkomponentsdesign för återvinningsbarhet, 2.5 HEC
  • Aktivt deltagande
  • Projektpresentationer
  • Hemuppgifter

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om riktat pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.

Kursplanen innehåller ändringar

  • Ändring gjord på kurstillfälle:
    • 2025-11-04: Examinator Examinator Johan Ahlström (jnah) tillagt av UOL
      [Kurstillfälle 1]