Rötterna går längre tillbaka än 2001. Svensk kompetens inom optisk fiber hade byggts upp sedan 1970-talet och Institutet för Optisk Forskning och Ericsson hade under flera år samarbetat i Sundbyberg kring utveckling av specialfiber. Vid sekelskiftet gjordes flera stora fibersatsningar i Hudiksvall – både inom kommersiell tillverkning av telekomfiber och inom forskning, utveckling och tillverkning av specialfiber. I den miljön etablerades Fiberlab, med nya investeringar och lokal kompetensuppbyggnad kring avancerade optiska glasmaterial och specialfiber. Acreo invigde laboratoriet i september 2001 och blev 2016 en del av RISE.

I takt med att specialfiber fått fler industriella tillämpningar har också kraven förändrats – på kvalitet, reproducerbarhet, material, processer och förmågan att gå från utveckling till stabil tillverkning. Fiberlab har följt den utvecklingen och är idag både FoU-miljö och produktionsnära partner för industrin.

– Det som förändrats mest under de här 25 åren är kanske hur specialfiber används. Från att ha varit en teknik för ett fåtal avancerade nischer är den idag integrerad i industriella system i en helt annan omfattning. Det ställer också nya krav på både fibern och hur vi utvecklar och tillverkar den, säger Åsa Claesson, senior forskare på RISE som varit med sedan Fiberlab etablerades i Hudiksvall.

Satsning på extrudering och vidareförädling

En viktig milstolpe kom 2016, då Fiberlab flyttade till nya lokaler och de två dragtornen byggdes om till 17 meters höjd. Några år senare avvecklades den egna MCVD-kapaciteten och ersattes med investeringar i extrudering och kompetens inom polymera material och vidareförädling av fiber. 2023 tog Fiberlab nästa steg och byggde ett tredje dragtorn för FoU. Tornet är egenutvecklat, specialanpassat och byggt för att ge ännu större flexibilitet i utvecklingen av nya fibrer och fiberprocesser.

Samarbeten med industri och akademi har varit centrala för att utveckla nya användningsområden. Optisk fiber från RISE har genom åren möjliggjort fiberoptiska mätsystem för exempelvis smältverk, gruvor och transformatorstationer i samverkan med svensk industri.

– Vi har också under lång tid forskat kring funktionella fibrer och optofluidik tillsammans med KTH och Karolinska Institutet. Där använder vi specialdesignade fibrer med mikrostrukturer och vätskekanaler för att öppna nya möjligheter inom bland annat mikrofluidik, analys och medicinteknik, säger Åsa Claesson.

Efter 25 år fortsätter området att förändras snabbt. Distribuerade fiberoptiska sensorsystem, avancerad signalanalys och AI skapar nya möjligheter att mäta och tolka vad som händer längs långa infrastrukturer. Snabbt växande datamängder och utvecklingen av datacenter ställer krav på högre kapacitet och lägre latens. Försvar och säkerhet ökar behovet av robust och specialanpassad fiberteknik för krävande miljöer.

– Vår grunduppgift är egentligen densamma som för 25 år sedan: att ligga nära forskningen och industrins behov och utveckla och tillverka den specialfiber som framtidens system kräver, säger Åsa Claesson.

I Ludvika finns det över 120 års erfarenhet av innovation inom kraftöverföring. Här är man experter på konsten att överföra energi från källa till användningsplats. Ut från fabriken signerad Hitachi Energy rullar transformatorer som kan väga upp till 500 ton och shuntreaktorer stora som lastbilshytter. Produktionsmiljön är högteknologisk – och digitaliseringsresan pågår.  

– Genom diskussioner med RISE har vi fått upp ögonen för fiberoptik som teknik för att mäta kritiska parametrar. Fiberoptik kan ge oss betydligt mer information än traditionella sensorer, och dessutom i realtid. Det är avgörande när vi ska optimera våra processer och ta nästa steg i digitaliseringen, säger Christos Athanasopoulos, Principal Engineer på Hitachi Energys forsknings- och utvecklingsavdelning för genomföringar. 

Francisco Penayo, R&D Specialist på Hitachi Energy: 

– Att bli mer datadriven i produktionen kräver just den här typen av data. Vi kan inte använda AI eller andra maskininlärningsverktyg utan modeller, och modellerna bygger på data som hämtats från tillverkningsprocessen. 

Fiberoptik banar väg för smartare produktion 

Inom produktionen av transformatorer och högspänningskomponenter har det länge varit standard att använda termoelement för temperaturmätning, men fiberoptik ger fler möjligheter. Tekniken bygger på att ljus leds genom tunna glasfibrer, vilket möjliggör mycket precisa mätningar även i svåråtkomliga miljöer.  

Eftersom fiberoptiska sensorer inte är känsliga för elektromagnetisk strålning, fungerar det bra att använda dem i högspänningsapplikationer. Utöver temperatur kan fiberoptiska sensorer mäta fukt och vibrationer. Detta möjliggör för Hitachi Energy att få en nyanserad bild av vad som sker inne i produktionslinans olika delar.  

– Vi använder informationen för att förbättra våra simuleringsmodeller. Det leder till bättre design, bättre testresultat och i slutändan mer hållbara produkter. Om det här utvecklas väl finns det planer på att integrera fiberoptik direkt i våra produkter, till exempel i transformatorer och genomföringar. På så sätt kan vi inte bara optimera produktionen, utan också hjälpa våra kunder att optimera användningen och driften, säger Francisco Penayo. 

”RISE har djup kunskap” 

Maximilian Patzauer är forskare och projektledare och utgör en del i fiberoptikteamet på RISE. Han lyfter att fiberoptiska sensorer har funnits länge, men för högspänningsprodukter är de fortfarande relativt nya. RISE roll i samarbetet, menar Maximilian Patzauer, har handlat mycket om att öppna dörrar och visa vad som är möjligt – sedan är det upp till Hitachi Energy att välja vilka lösningar man ska gå vidare med.   

– Hitachi Energy är världsledande på sina produkter och tillverkningen är väldigt avancerad, men med stora och dyra processer kommer också en press på att inget får gå sönder. Man vill inte sätta in sensorer som skulle kunna påverka negativt. Kunden måste se till att digitaliseringsstegen är tillräckligt stora för att göra skillnad, men samtidigt gå försiktigt fram, säger Maximilian Patzauer.  

Tillsammans med RISE har Hitachi Energy bland annat gjort två förstudier där parterna har testat fiberoptiska sensorer, för fuktmätning exempelvis. I dag samarbetar företaget direkt med RISE för att utveckla nästa generations fiberoptiska mätteknik. RISE-teamet har gjort tester och mätningar på plats hos Hitachi Energy i Ludvika såväl som i det egna labbet. RISE har även hållit skräddarsydda föreläsningar och workshops för Hitachi på temat fiberoptik. 

– RISE har djup akademisk kunskap, jobbar målinriktat i projekt och är vana att leverera. Vi har direktkontakt med experterna på RISE och diskuterar löpande. Det gör samarbetet både snabbare och bättre, säger Francisco Penayo på Hitachi Energy.  

Fiberoptik är en viktig nyckel 

Hitachi Energy i Sverige, med 7 000 medarbetare varav närmare 5 000 i Ludvika, är just nu inne i en stark tillväxtfas. Målet är att vara totalt 8 000 medarbetare till år 2030. För att klara tillväxten krävs inte bara större produktionskapacitet – utan också effektivare och smartare tillverkning. 

– Vi investerar flera miljarder i Ludvika de kommande åren. Ska vi lyckas växa hållbart måste vi utnyttja våra resurser bättre och då behöver vi utöka användningen av data. Fiberoptik är en viktig nyckel, säger Francisco Penayo.