3D-printning för ett mer motståndskraftigt elnät

Om projektet

Ett robust elsystem förutsätter att kritiska komponenter och reservdelar finns tillgängliga när de behövs. Vid omfattande störningar, avbrott i internationella leveranskedjor eller i värsta fall krig kan tillgången till reservdelar bli en avgörande faktor för hur snabbt elförsörjningen kan återställas.

I detta projekt undersöker RISE hur additiv tillverkning, ofta kallad 3D-printning, kan användas för att stärka elnätssektorns beredskap. Genom att möjliggöra lokal och flexibel tillverkning av reservdelar kan beroendet av globala leveranskedjor minska samtidigt som ledtiderna för kritiska komponenter kan kortas.

Projektet fokuserar på reservdelar för högspänningsutrustning i elnätet och omfattar spänningsnivåer mellan 10 och 130 kV.

Bakgrund

Erfarenheter från internationella kriser och angrepp mot energiinfrastruktur visar att återställningsarbetet ofta begränsas av tillgången till utrustning och reservdelar. Samtidigt utvecklas additiv tillverkning snabbt och används redan inom flera industrisektorer för att tillverka eller reparera komponenter med kort varsel.

Trots detta saknas idag kunskap om vilka reservdelar inom elnätssektorn som lämpar sig för 3D-printning, vilka krav som behöver uppfyllas och hur en sådan produktion skulle kunna organiseras i praktiken under en kris.

Mål

Projektets övergripande mål är att identifiera möjligheterna att tillverka kritiska reservdelar för högspänningsutrustning i Sverige med hjälp av 3D-printning.

Arbetet ska bland annat:

• identifiera vilka reservdelar som är mest relevanta att producera med additiv tillverkning,
• kartlägga tekniska krav, standarder och begränsningar,
• bedöma vilka egenskaper som kan accepteras för tillfälliga nödkomponenter i ett krisläge,
• beskriva arbetsflöden för digitalisering, tillverkning, efterbearbetning och validering,
• ta fram underlag för framtida fullskaliga tester och demonstrationsprojekt.

Genomförande

Projektet kombinerar kompetens inom elkraftsystem, högspänningsteknik och additiv tillverkning.

Arbetet omfattar bland annat:

• analys och prioritering av kritiska reservdelar,
• genomgång av befintliga konstruktioner och standarder,
• utvärdering av lämpliga material och tillverkningstekniker,
• studier av hur reservdelar kan digitaliseras genom exempelvis 3D-scanning,
• utveckling av processer för snabb reservdelstillverkning i kris- och krigssituationer.

Projektet ska också belysa hur nationella kapaciteter för additiv tillverkning skulle kunna användas som ett komplement till traditionell lagerhållning och etablerade försörjningskedjor.

Förväntade resultat

Projektet kommer att leverera en prioriterad lista över reservdelar och komponenter som bedöms vara mest lämpliga för 3D-printning. Resultaten kommer även att inkludera rekommendationer kring kravställning, provning och standarder samt en beskrivning av hur tillverkning av reservdelar kan genomföras i praktiken under störda förhållanden.

På längre sikt kan resultaten bidra till ökad robusthet och återställningsförmåga i det svenska elsystemet genom att skapa förutsättningar för nationell och flexibel reservdelsförsörjning.