Säkerhet kräver robusta konstruktioner. Cirkularitet kräver produkter som går att ta isär. Överallt där dessa krav möts uppstår samma utmaning: hur kombinerar man dem utan att kompromissa?
Ett batteripack i en elbil ska klara vibrationer, fukt och krockkrafter under hela sin livstid. Det kräver starka fogar och täta höljen. Men samma konstruktion som gör det säkert under drift kan göra det mycket svårt att ta isär för reparation eller återvinning.
Detta dilemma – hur man kombinerar prestanda med demonterbarhet – är inte unikt för batterier. Det uppstår överallt där säkerhet, hållbarhet och cirkularitet behöver förenas. Robotik och automatisering kan vara nyckeln till att lösa det.
– Robotik gör det möjligt att både konstruera och verifiera lösningar för cirkulär produktion. Genom att kombinera sensorer, bildanalys och AI kan vi börja förstå hur produkter kan byggas så att de också går att ta isär, säger Oscar Andersson, forskare på RISE.
Robotik gör det möjligt att både konstruera och verifiera lösningar för cirkulär produktion. Genom att kombinera sensorer, bildanalys och AI kan vi börja förstå hur produkter kan byggas så att de också går att ta isär.
Från designhandbok till praktisk testning
Inom projektet DIJON (Disassembly of joints for circular battery packs) utvecklas metoder för hur batteripack kan utformas och sammanfogas för att underlätta service, reparation och återvinning. Arbetet, som drivs i samverkan mellan RISE och industri- och forskningspartners, ska resultera i en designhandbok som ger konstruktörer praktisk vägledning enligt principerna för Safe and Sustainable by Design (SSbD).
– Handboken ger principerna för hur man designar för demontering. Nästa steg är att kunna verifiera det i praktiken: går det här faktiskt att ta isär på ett effektivt sätt? Vilka verktyg behövs? Hur lång tid tar det? Vilka moment kan automatiseras? Det är frågor vi behöver kunna svara på innan industrin fattar beslut om produktdesign eller relaterade investeringar. Därför skapar vi nu en testmiljö som kan svara på de här frågorna, säger Oscar Andersson.
Volvo Cars, som är en av partnerna i DIJON, lyfter också vikten av att utveckla mer effektiva och skalbara arbetssätt för framtida återvinning.
– Batteriåtervinning är helt central för framtiden i en cirkulär bilindustri och för att lyckas behöver vi utveckla metoder som gör återvinningen mer automatiserad och mer effektiv. Det är ett område där praktisk kunskap verkligen gör skillnad, säger Anna Hägg, Technical Expert, Battery Sustainability på Volvo Cars.
En testbädd för verkliga utmaningar
RISE har sedan tidigare en testmiljö där industriella utvecklingsprojekt och storskalig 3D-printing med industrirobot bedrivs. För att svara på frågorna kring demontering och automatisering utvecklas nu testbädden RAIDS (Robot Automated Industrial Disassembly System). Den tar avstamp i den tidigare testmiljön, och när kapaciteten utökades med en andra robot skapades nya möjligheter att utveckla och testa cirkulära produktionsprocesser baserade på resultaten från DIJON.
Med två samverkande robotar kan företag undersöka hur olika konstruktioner påverkar demonteringsprocessen och hur variation i produktskick kan hanteras. En verktygsväxlare gör det möjligt att snabbt byta mellan processer som printning, skruvning, fräsning, nitning eller scanning för att jämföra metoder och identifiera de mest kostnadseffektiva.
– Med den nya testbädden kan vi arbeta snabbare och hantera större och mer komplexa geometrier än tidigare. En robot kan till exempel hålla komponenten medan den andra printar, vilket gör det möjligt att kombinera material på nya sätt, integrera sensorer och utföra efterbehandlingar som värmebehandling eller fräsning direkt i processen, säger Krister Essvik, forskare på RISE som tillsammans med Oscar Andersson leder arbetet med RAIDS.
– Vid batterihantering kan robotarna ta över arbetssteg som innebär kontakt med restladdning eller kemikalier, vilket gör processen både säkrare och mer kontrollerbar. Vi kommer också att använda sensorteknik, AI och bildanalys för att stödja automatiserad demontering – tekniker som bidrar till mer konsekventa processer och kan sänka kostnader genom att minska behovet av manuell programmering, fortsätter Krister.
Uppskalning kräver mer än robotar
Att gå från test och demonstration till produktion handlar inte bara om att investera i utrustning. Det kräver att flera delar fungerar tillsammans: tekniken måste vara robust och anpassningsbar, operatörer behöver förstå hur systemen fungerar och när de behöver ingripa, och organisationen måste kunna hantera nya arbetssätt och säkerställa att kunskap överförs mellan utveckling och drift.
När automatiserade processer möter produktionens verklighet uppstår ofta situationer som inte förutsågs i testmiljön. Hur hanteras variation? Vilka beslut kan operatörer fatta själva och när behöver en process stoppas? Det här samspelet mellan människa, teknik och organisation är ofta avgörande för om en automatiseringslösning levererar de förväntade vinsterna.
– I testmiljöer som RAIDS kan sådana frågor identifieras innan större investeringar görs, vilket minskar risken för oväntade hinder i övergången till produktion, fortsätter Oscar Andersson.
Potential bortom batterierna
Kapaciteten genom RAIDS sträcker sig från småskalig testning till komponenter i megacastingformat, med de första fullskaliga testerna planerade till våren 2026. Tekniken och kunskapen som utvecklas för demontering av batteripack har potential långt utanför batteriindustrin. Komplexa produkter inom fordonsindustri, maskintillverkning och andra sektorer ställs inför samma utmaning: att kombinera robusta konstruktioner med krav på hållbara och resurseffektiva livscykler.
– Genom att kombinera materialkunskap med praktisk testning av robotiserade processer kan industrin utveckla och verifiera lösningar för cirkulära produkter – från konstruktion och design till montering, demontering och återvinning. Robotiken är idag en nyckel till att göra cirkularitet praktiskt och ekonomiskt genomförbart, avslutar Oscar Andersson.
Safe and Sustainable by Design (SSbD) är ett ramverk framtaget av EU för att säkerställa att hållbarhet och hälsomässiga och miljömässiga risker beaktas redan i produktutvecklingen. Målet är att material, processer och produkter ska vara utformade för att minimera påverkan på både människor och miljö genom hela livscykeln.
DIJON (Disassembly of joints for circular battery packs) är ett samverkansprojekt där RISE arbetar tillsammans med Volvo Cars, Polestar, ABB, Atlas Copco, Stena Recycling, Högskolan Väst och Swerim för att utveckla metoder för cirkulär design av batteripack. Projektet finansieras av Vinnova inom FFI.
