Innlegg

Hjelper Kongsbergindustrien med nye produksjonsmetoder

Kongsberg Innovasjon leder ReThink – et nasjonalt testsenter som skal sikre industrien på Kongsberg kompetanse om additiv produksjon. Nå har testsenteret fått, Digitread, med på laget. Selskapet skal bidra med verktøy og til å utvikle ny metodikk.

Denne saken ble først publisert på: digitread.com

Tradisjonelle produksjonsmetoder består gjerne av prosesser der materialer støpes, valses eller stanses ut før de enkelte komponentene settes sammen og blir til nye produkter. Additiv produksjon derimot, betyr å legge materialer lag på lag, som for eksempel når noe 3D-printes. Additive produksjonsmetoder gjør det mulig å produsere produkter man ikke kunne skape tidligere, nettopp fordi konstruksjonen bygges opp lagvis. Til tross for at kunnskapen om additiv produksjon har blitt bedre og prisene på 3D-printere har gått ned, har man enda ikke klart å utnytte denne teknologien i særlig grad industrielt. Det er få produkter vi omgir oss med som er tilvirket på denne måten.

Lars Lyshaug, Kongsberg Klyngen

Vil ha kunnskap

– Vi ser at additiv produksjon og tilvirkningsteknologi er et tog vi gjerne vil hoppe på fordi vi vil henge med i utviklingen som kommer. Det er viktig at industrien vår kan ta ut nytteeffektene av det, sier Lars Lyshaug i Kongsberg Innovasjon. Han leder prosjektet hvor bedriftene i Kongsberg Klyngen har gått sammen om å etablere et testsenter hvor de skal bygge opp kompetanse om hvordan nye moderne designverktøy, tilpasset additiv produksjon, kan tilføre industrien verdier.

– Derfor er vi ute etter å lære mer om radikal ny design og om hvordan komponenter og produkter kan fremstilles på helt nye måter enn de tradisjonelle måtene vi benytter i dag, fortsetter han.

Nye utfordringer krever nye tankesett

En omlegging til additiv produksjon vil kreve endringer i hvordan man er organisert, hvordan komponenter designes og om hvordan man tenker og utnytter de ulike løsningene for å dra nytte av alle mulighetene. At endring er nødvendig forklarer administrerende direktør i Digitread, Magnus Normann, på følgende måte:

– Hvis vi for eksempel tar utgangspunkt i deler som 3D-printes, så må delene herdes. Imidlertid kan herdeprosessen føre til at materialene blir bøyd. Dermed kan det hende at vi må designe noe som er bøyd for at det ferdige sluttproduktet skal bli rett. Dette betyr med andre ord at designeren må inneha spesielle kunnskaper om materialer og ta helt andre hensyn når noe skal designes for additiv produksjon, enn når han designer noe for andre produksjonsmetoder.

– Tidligere måtte vi legge stor vekt på selve produksjonen man skulle benytte når et produkt ble designet. Det måtte tas hensyn til om det skulle støpes, eller kanskje freses. Det blir mindre viktig å ta slike hensyn med additiv produksjon. I dag snakker vi om topologioptimalisering, en metode hvor vi lar designverktøyene optimalisere formen i forhold til hvilken funksjon som produktet skal utføre, forklarer Normann.

Enkelt forklart er det systemene som genererer den aller beste formen og som tar hensyn til spesifikasjoner som vektbelastning, trykk og temperaturer som produktet må tåle. Den enorme datakraften som finnes i datasystemene, kan bidra til å skape organiske former som er perfekte til å løse produktets funksjon og sørger for at topologien i produktet blir optimalt. En slik utvikling krever ikke bare gode tekniske verktøy. Vi trenger også at designerne tilegner seg nye kunnskaper, og adapterer en ny metodikk.

– For når produksjonsmåtene endres, må også designmetodikken forandres, tilføyer han.

Et samarbeidsprosjekt

Avtalen mellom Kongsberg Klyngen og Digitread ble gjort mot slutten av fjoråret. Det er snakk om et løpende samarbeid som innebærer at Kongsberg Klyngen får tilgang til Siemens markedsledende designverktøy, og i tillegg bidrar Digitread med personell som skal hjelpe dem med å utvikle metodikk og arbeidsmetoder som setter industrien i stand til å lykkes.

– For oss har det vært viktig å plukke ut leverandører som er langt fremme rent teknologisk og som er opptatt av mer enn å bare selge programvare. Leverandører som ønsker å finne de beste løsningene og er samarbeidsorienterte. Valget falt også på Digitread, og Siemens’ programvare, fordi de leverer verktøy som industrien enten benytter delvis eller fullt ut i dag, sier Lars Lyshaug.

På testsenteret skal industrien kjøre prosjektene sine med bistand fra all kompetansen som senteret kan tilføre, blant annet gjennom samarbeidet med Digitread. Målet er at bedriftene deretter kan ta med seg erfaringene tilbake til egen virksomhet og videreutvikle teknologien og metodikken der.

– Vi er glade for dette samarbeidet og ser frem til å hjelpe industrien med verktøy som setter dem i stand til å designe på en måte som egner seg for additiv produksjon. Med den riktige metodikken tror jeg vi kan øke effektiviteten i norsk industri betraktelig. Det er viktig sett i forhold til den internasjonale konkurransen og er svært viktig for industrien på Kongsberg, understreker Normann.

Perspektivet er langsiktig

Kongsberg Klyngen har et langsiktig perspektiv på testsenteret og fra Senteret for Industrivekst (SIVA), har klyngen søkt om midler gjennom programmet Norsk Katapult:

– Hvis vi får disse midlene vil vi få en helt annen økonomisk ryggrad til å løfte prosjektet vårt. Vi samarbeider blant andre også med Manufacturing Technology Catapult Center på Raufoss, med Sintef og med Future Materials Catapult Center i Grimstad. Summen av alle disse faktorene kan løfte oss til et nivå der nedslagsfeltet vårt ikke bare blir lokalt, men nasjonalt, forklarer Lyshaug.

– Akkurat nå er vi inne i en oppstartsfase der vi arbeider med fire helt konkrete prosjekter som vi gransker for å finne ut om egner seg for topologioptimalisering og additiv design. Deretter går vi over i neste utviklingsfase, og den regner vi med å komme i gang med i løpet av våren, avslutter Lyshaug.

OM KONGSBERG KLYNGEN

  • NCE Systems Engineering, eller Kongsberg Klyngen, er et «Norwegian Centre of Expertise» med kjernekompetanse innen systems engineering
  • Klyngen består av en rekke høyteknologiske bedrifter med verdensledende markedsposisjoner i mange bransjer
  • Bedriftene i Kongsberg Klyngen er svært innovative og bruker cirka tre milliarder norske kroner hvert år til forskning, utvikling og innovasjon
  • Siden 2006 har NCE Systems Engineering hatt status som en global kompetanseklynge og virksomheten er en integrert del av Kongsberg Innovasjon

Tester tåleevnen til avanserte 3D-printede komponenter

ReThink – Norwegian Advanced Design and Innovation Center, arbeider nå med sitt første prosjekt. Prosjektet har som mål å kartlegge tåleevnen til vibrasjonsfiksturer fremstilt via additiv tilvirkning, også kjent som 3D-printing. Nylig ble en vibrasjonstest gjennomført hos Kongsberg Automotive, et av selskapene som står bak etableringen av ReThink.

– Som et nasjonalt kompetansesenter for design innen additiv tilvirkning er det meget spennende å komme i gang med vårt første prosjekt, sier Lars Lyshaug, leder for klyngeprosjekter i Kongsberg Klyngen.  

– Vi har nå gjennomført en test av et 3D-printet vibrasjonsfikstur, framstilt med topologi optimalisering, for å se om det tåler de store påkjenningene som oppstår under vibrasjonstest av produkter til bilindustrien. Denne testen kommer til å verifisere hvor bra de virkelige testforholdene kan representeres i en datamodell, sier han. 

– Det sentrale er at vi bruker dataverktøy for å simulere alle delprosesser i et utviklingsløp for produkter og komponenter. På den måten vet vi at sluttproduktet møter de spesifikasjonene som produktet skal tilfredsstille, dermed effektiviserer vi utviklingsprosessen, understreker han.

Suksessfull vibrasjonstest

Alle produkter i bilindustrien blir påvirket av vibrasjoner i større eller mindre grad, for eksempel ved transport eller bruk. Vibrasjonstesting benyttes for å kartlegge et produkts evne til å tåle disse vibrasjonene over tid. Det å teste, verifisere og sammenligne det 3D-printede fiksturet og tilhørende enheter med dagens løsninger er en del av ReThink’s mål med prosjektet.

– Vi ser at fiksturet og produkter som er fremstilt via additive tilvirkning er både sterkere og lettere enn de vi har i dag. Dagens verifiseringstest bekreftet dette, sier Christer Kobbervik i Kongsberg Automotive.

– Fiksturet og produktet som fiksturet ble tilpasset for ble stresstestet på den samme måten som vi gjør med dagens løsninger og våre data samstemmer med det vi forutså, legger han til.

Her blir fiksturet, som er fremstilt via 3D-printing testet sammen med de to komponentene som den ble tilpasset for:

Uante muligheter

Kongsbergindustrien har lang erfaring innenfor avansert produksjon og har opparbeidet erfaring med forskjellige materialer og måter å produsere på over tid. Satsingen på design for additive tilvirkning gir helt nye og spennende muligheter.

– Det å kunne produsere ting vi aldri før har kunnet lage, med helt nye egenskaper, raskere, mer effektivt og med nøyaktig presisjon vil ha stor innvirkning på videre utvikling for hvordan vi produserer, forteller Peder A. Aune, Industrial Design Engineer på KDS. – Ved å benytte additiv tilvirkning ligger det ny innovasjon og et uoppdaget marked med uante muligheter, som kun stoppes av fantasien, sier han.

Veien videre

Fremover skal selskapene som tar del i ReThink jobbe videre med å utforske tåleevnen til avanserte 3D-printede fiksturer og andre komponenter og produkter.

– Vi er veldig spent på veien videre og hvilke resultater og data vi får fra verifiserings-prosjektet, sier Lars Lyshaug i Kongsberg Klyngen.

ReThink er et kompetansesenter i Kongsberg som har fokus på produkt- og systemdesign. Det er TechnipFMC, Kongsberg Gruppen, Kongsberg Automotive og GKN Aerospace som står bak etableringen av senteret. ReThink har lokasjon hos Kongsberg Innovasjon som også administrerer senteret.

Statsbudsjettet gir Kongsbergindustrien 2 millioner kroner for å satse på 3D-printing

Skal bygge kompetanse innen 3D-printing av avanserte høyteknologiske produkter

Sammen med Kongsberg Gruppen, TechnipFMC, GKN Aerospace og Semcon Devotek har Kongsberg Innovasjon søkt om midler til å opprette et kompetansesenter i Kongsberg for additiv produksjon (3D-printing). I dag kom nyheten om at statsbudsjettet bevilger 2 millioner kroner til realisering av dette.

– Additiv produksjon, eller 3D-printing, er teknologi med veldig stort potensiale, men krever også mye kompetanse fordi det er en relativt umoden teknologi, forteller Alf Pettersen, teknisksjef i divisjon Aerostructures i KDS, Kongsberg Gruppen.

– Vi satser på dette fordi det kan bety at vi i fremtiden kan designe produkter med et langt bedre vekt-styrkeforhold, og vi kan 3D-printe og produsere et helt produkt i en operasjon istedenfor enkeltkomponenter. Det vil være en langt mer effektiv måte å produsere produktene på, utdyper han.

Erlend Fjøsna, leder innen strategiske initiativer i TechnipFMC, forteller at det er spesielt viktig å utvikle evne og kompetanse til å designe og utforme produkter med den frihetsgraden som 3D-printing tilbyr.

– Dette må vi lære oss for å kunne dra nytte av det og være i forkant. Denne typen produksjonsteknologi har såpass stort potensial at det å gå fra idé til å teste produkter kan ta en tiendedel av tiden det tar per i dag, forteller Fjøsna.

– Det at vi får disse midlene nå gjør at vi får støtte til å tilegne oss kunnskap om den designkompetansen man trenger innenfor additiv produksjon, slik at man for utnyttet denne produksjonsmetoden i utvikling av nye produkter med nye funksjoner, legger Thor André Dugstad, avdelingsleder for produksjon og test i Semcon Devotek, til.

Foto: 3D-printing av metall er allerede i gang, Kongsbergmiljøet skal nå bygge kompetanse for å kunne 3D-printe hele produktenheter i fremtiden, utvide kunnskap om egenskaper og funksjonalitet som kreves for å produsere produkter ved hjelp av 3D-printing samt muliggjøre en kortreist produksjon.

Sammen er de sterkere

Det vil være Kongsberg Innovasjon som leder prosjektet med å få realisert et kompetansesenter for 3D-printingsteknologi. Denne typen oppdrag går under selskapets rolle med å bygge samt styrke bedriftsklyngen på Kongsberg og sørge for økt konkurransekraft gjennom raskere innovasjon, smart bruk av ny teknologi og videreutvikling av delingskultur.

– Pengene fra statsbudsjettet skal i første omgang benyttes til å jobbe for å realisere et kompetanse- og testsenter her i Kongsberg. Dette skal bidra til at industrien her kan bygge verdifull kompetanse som på sikt kan realisere 3D-printing av avanserte høyteknologiske produkter, forteller Svein-Olav Torø, daglig leder i Kongsberg Innovasjon.

– Det å bygge opp et slikt senter skal styrke kompetanse for å utvikle og designe konkurransedyktige produkter i fremtiden, legger Torkil Bjørnson, leder for klyngeprosjekter i Kongsberg Innovasjon (NCE Systems Engineering), til.

– Samarbeid om dette er viktig, det gjør at vi kan bygge kompetanse som alle kan dra fordel av, sier Bjørnson.

Fjøsna i TechnipFMC mener det er verdifullt å spille på lag med de andre teknologiselskapene i byen og at Kongsberg Innovasjon bidrar til å muliggjøre dette.

– Det er veldig positivt fordi det hjelper oss til å bygge industriklyngen vår videre. Kongsberg Innovasjon forvalter fellesskapet i klyngen av bedrifter og sikrer en god kobling mellom bedriftene, akademia og andre samarbeidsparter, sier han.

Norge må satse for å henge med

Det satses stort på additiv produksjon internasjonalt og det at Kongsbergmiljøet nå har kommet i gang er viktig. Norge har hengt noe etter og det trengs å satses for å sørge for at norsk næringsliv har kompetanse og kunnskap på området.

– Senteret skal sørge for å drive med både kompetanseutvikling, opplæring, sertifisering, testing og i tillegg ser vi på egne utdanningsløp, sier Torø.

Ole Hoen, teknisk leder i GKN Aerospace, er opptatt av at bedriftene på Kongsberg fortsetter å være gode på det de allerede er gode på.

– Vi har vært og er gode på teknologi, vi ønsker å fortsette å lede an på dette området. Da er det viktig at vi tilpasser oss utviklingen. Vi må hevde oss i den internasjonale konkurransen, tilegne oss kunnskap innen egenskaper og funksjonalitet tilpasset denne type produksjon og jobbe sammen for å redusere risiko og akselerere dette, sier han.

Muliggjør kortreiste produkter

Additiv produksjon muliggjør kortreiste produkter ved at man unngår å flytte produksjonen til lavkostnadsland.

– Additiv produksjon gir nye muligheter. Ved bruk av denne typen teknologi kan man ha produksjon i høykompetansesteder, da får man konkurransedyktige produkter, forteller Fjøsna i TechnipFMC.

Dette er første gang Kongsbergindustrien får bevilget penger direkte fra statsbudsjettet.

Les mer