Hoppa till huvudinnehåll
RISE logo

Entusiastbil får nytt liv med modern gjutteknik

För 3,5 år sedan knackade en bilentusiast på dörren hos försöksgjuteriet i Jönköping och bad om hjälp med att ta fram ett nytt motorblock till sin veteranbil. Efter många justeringar i CAD-filer och ett antal gjutningar finns det nu tre gjutna motorblock till en Mercedes-Benz typ 370S Mannheim från 1931 redo att låta en klassisk bilmodell leva vidare.

Det var i april 2016 som det trasiga motorblocket, tillhörande en Mercedes-Benz Mannheim, för första gången visades upp på RISE i Jönköping. Motorblocket var sprucket och hopsvetsat i omgångar och för att kunna använda det i bilen igen behövde det återställas.

– Vi hade precis startat upp ett projekt som handlade om digitalisering inom additiv tillverkning.  Syftet med projektet var bland annat att analysera svårigheterna med filformat och CAD inom digitalisering och då tyckte vi att motorblocket passade som en perfekt demonstrator i projektet, berättar Sten Farre, forskare vid RISE i Jönköping.


Blocket placerades i en högenergiröntgen XXL-CT
Foto: Lennart Stålfors

Motorblocket fraktades ner till det tyska forskningsinstitutet Fraunhofer EZRT där det finns en unik röntgenanläggning som kan skanna stora detaljer. Blocket placerades i en högenergiröntgen XXL-CT, och efter 11 timmar så fanns det totalt 350 000 bilder på motorblocket. Motorblocket hade delats upp i rutor om 0,6 x 0,6 mm i horisontalplanet och 0,5 mm i vertikalled. Filen skickades sedan till RISE där arbetet med att göra en CAD-fil påbörjades.

– Det är oerhört svårt att överföra röntgenbilder till ett CAD-format men i samarbete med ett utländskt företag som har en speciell mjukvara lyckades vi konvertera filen till ett CAD-format som vi sedan kunde använda för att skapa en modell som vi kunde bereda för gjutning, berättar Sten Farre.


Gjutformen tillverkades i en 3D sandprinter
Foto: Sofia Öggesjö
Gjutformen tillverkades i en 3D-sandprinter.

En gjutform tillverkades i en 3D sandprinter (3DSP) från ExOne med Binder Jet-teknik. Formen skapades som ett 3D-pussel som monterades ihop av 30 delar. Under hösten 2017 var det sedan dags för en första provgjutning.

Motorblocket göts i gråjärn GJL 250, troligen med högre styrka än i det gamla motorblocket vilket innebär att det klarar de belastningar som det ska utsättas för. Till motorblocket göts även ett topplock som hade 3D-skannats med en laser och därifrån fått fram en STEP-fil att arbeta med vid framtagningen av gjutformen i printern. Topplocket blev lyckat redan vid första gjutningen men för motorblocket krävdes det många justeringar och gjutningar mest för att det gamla motorblocket innehöll rester av kärnor som gav felaktiga geometrier när det skapades en CAD-modell.

– Vid kontrollmätningar efter första gjutningen kunde vi konstatera att det behövdes 60 justeringar, vid andra gjutningen upptäckte vi 16 avvikelser och nu vid sista försöket var det sex kvar. Dock bör de sista felen kunna justeras med hjälp av svetsning, berättar Sten Farre.


Motorblocket efter den första gjutningen
Foto: Sofia Öggesjö

Den använda metoden visar på möjligheten att återskapa svåra komplicerade geometrier på komponenter som kanske har suttit i en maskin så länge att det inte finns några ritningar kvar och komponenten havererar. I stället för att skrota hela maskinen och köpa en ny så kan den havererade komponenten återställas genom att skannas med CT (computer tomography) får fram en 3D-röntgenbild. Via olika mjukvaror kan sedan en CAD-modell erhållas som kan vara underlag för vidare tillverkning främst via additiv tillverkning, antingen direkt i polymermaterial, metall eller via hybridtillverkning där en gjutform printas (som i vårt fall) och där man sedan gjuter en lämplig legering.

– Förenklat kan man säga att vi kan hjälpa till att återuppliva gamla döda maskiner, säger Sten Farre. 

I försöksgjuteriet på RISE i Jönköping står det nu tre motorblock till en Mercedes-Benz Mannheim som förhoppningsvis kan rulla fram på de svenska vägarna till sommaren.



Sten Farre

Kontaktperson

Sten Farre

Senior Research Engineer

+46 10 228 49 07
sten.farre@ri.se

Läs mer om Sten