Fordonsindustrin genomgår stora förändringar. Förutom uppkoppling, självkörande och elektrifieringens utmaningar ställs stora krav på hållbarhet i ett helhetsperspektiv även i fordonsindustrin. RISE sätter nu upp en ny testbädd för tillverkning av hållbara kompositmaterial för framtagning av nya material, system och komponenter för framtidens fordon.
Efterfrågan på hybrid- och elbilar är stor medan övrig bilförsäljning sjunker. Det finns dock en stor utvecklingspotential för elbilsindustrin.
En av elbilarnas akilleshälar är tyngden. Tunga bilar drar mer el och räckvidden är en viktig faktor för konsumenten. De traditionella materialen kan snart inte gå ner mer i vikt utan att tumma på andra viktiga egenskaper. Därför tittar man mer och mer på fiberkomposit, berättar David Mattsson, affärsutvecklare på RISE.
Fiberkomposit skapar oändliga möjligheter
Fiberkompositer är inte som andra material då lösningen för varje produkt är unik. Förutom extrem lättvikt skapar fiberkomposit oändliga möjligheter. När design, materialval och tillverkningsteknik skräddarsys och optimeras för varje produkt kan resultat uppnås som få andra material kan mäta sig med. Med den senaste forskningen inom biomaterial kan fiberkompositen i förlängningen dessutom göras grön och förnyelsebar.
Avancerat kompositmaterial har länge använts inom bland annat flyg- och båtindustrin där kraven på både lättvikt och styrka är oerhört centrala. Tillverkningen av kompositmaterial är dock fortfarande kostsam och tekniken för att producera stora volymer har inte funnits.
– Om produktionen av kompositmaterial hade haft en annan kostnadsbild hade aktörerna inom fordonsindustrin påbörjat forskning, testning och användning av kompositmaterial för länge sedan. Fördelarna är så stora. En ökad grad av automation och utveckling av snabbare tillverkningsprocesser är en förutsättning för att kompositkomponenter ska få en större användning i fordon, berättar David Mattsson.
RISE anlägger testbädd
Tillsammans med Pitåe Science Park anlägger RISE nu en ny testbädd för tillverkning av hållbara kompositmaterial i Piteå. Nyttjandet av automation och avancerad produktionsteknik i komposittillverkningen gör att timkostnaden för det manuella arbetet, som trots allt krävs, har mindre påverkan på totalkostnaden.
– Kunskap och förutsättningar finns redan. Nu ska vi sätta processerna och rätt infrastruktur, säger David Mattsson.
Intresset för den nya testbädden är stort och några av de företag som redan visa intresse för anläggningen är Scania, Volvo Cars, Gestamp Hardtech, CEVT och Siemens. Testbädden kommer också att kunna användas av andra branscher som tittar på kompositproduktion för större volymer så som till exempel möbelbranschen.
Öppnar nya möjligheter
För traditionella material är produktdesignprocessen i mångt och mycket linjär eftersom materialegenskaperna och tillverkningsprocesserna är fasta. För kompositmaterial med mycket större flexibilitet i egenskaper och tillverkningsprocesser är produktutvecklingsprocessen mer återkopplad. Det är inte ett material med satta egenskaper. Du väljer egenskaper och designar ditt material, din process och produkt samtidigt.
– Komposit ger oändliga möjligheter och i och med att man inte behöver till exempel en motor som är kopplad till ett avgassystem så kan bilarna i framtiden se helt annorlunda ut mot idag, avslutar David Mattsson.
Vad är kompositmaterial?
Komposit är ett material som består av minst två olika material som kombineras för att skapa ett material med bättre egenskaper än de individuella komponenterna för sig. Högpresterande kompositer består vanligtvis av långa kontinuerliga fibrer (armering) av kol eller glas inbäddade i en polymermatris. Långa fibrer som är orienterade i den huvudsakliga lastriktningen erbjuder den mest effektiva lastöverföringen.
Unikt för kompositer är att material och produkt skapas samtidigt i tillverkningsprocessen. De många möjliga kombinationerna av material och produktionsteknik erbjuder därför stor frihet när det gäller utformningen av slutprodukter med möjlighet att helt integrera nya funktioner och där nyttan för valda egenskaper som lättvikt, styrka, styvhet och god beständighet kan maximeras.
