Facebook


Instagram

Ny design på skärverktyg kan ge lägre flygpriser om tio år


2019-11-29

Doktoranden Nageswaran Tamil Alagans forskningsresultat kan ge vissa industriella skärverktyg en generell livstidsökning med 30 procent.
Bild: Högskolan Väst
Doktoranden Nageswaran Tamil Alagans forskningsresultat kan ge vissa industriella skärverktyg en generell livstidsökning med 30 procent.

Två-tre minuter. Så kort livslängd har skärverktyg vid tillverkning av vissa flygmotordelar. Men med ny verktygsdesign och effektivare kylning kan livslängden generellt sett öka med 30 procent. Det innebär minskat svinn, mindre miljöpåverkan och på sikt kanske även billigare flygresor. Doktoranden Nageswaran Tamil Alagan presenterade intressanta forskningsresultat på Högskolan Väst i fredags.

Flygindustrin är bara en av många branscher som kan ha nytta av Nageswarans forskning. Den är relevant överallt där man tillverkar produkter i superlegeringar. Förutom flygmotorers brännkammare används materialet också i gasturbiner för kraftvärmeverk.

Fördelen med superlegeringar är att de behåller sin mekaniska styrka och hårdhet vid extremt höga temperaturer och högt tryck. Men det är samtidigt ett svårbearbetat material. När man bearbetar en superlegering genereras värme som bidrar till högt slitagepå skärverktyget. Även om skärverktyget kyls för att minimera slitaget måste det generellt sett bytas ut var tredje minut – något som kostar både tid och pengar.


Testade ny design
Nageswaran har specifikt studerat hur kylningen kan förbättras när man svarvar i superlegeringen Alloy 718 med verktyg tillverkade av obelagd hårdmetall. Han har genomfört en rad experiment där man använt modifierade skärverktyg vid svarvning med högtryckskylning.

– Målet med mina studier var att se om skärverktygens livslängd kan ökas med hjälp av effektivare kylning. För att undersöka det tog jag fram en ny design på skärverktyget där ytstrukturen utvecklats, förklarar Nageswaran.

– Genom att kyla med skärvätska under högt tryck på verktygets spån- och släppningssida ökade livslängden med 12–25 procent. Det visade sig också att tekniken fungerade bättre vid låga skärhastigheter (45 m/min) än vid höga skärhastigheter (90 m/min).


En ny generation av skärverktyg
Nageswaran har även designat tre olika yttexturer på skärverktyg som tillverkats av Sandvik Coromant. Han har sedan testat dem i kombination med högtryckskylning.

– Jag har experimenterat med olika texturer på ytskiktet och jämfört dem med vanliga släta skärverktyg. Alla tre ytstrukturerna resulterade i mindre verktygsslitage. Den som gav bäst resultat, Gen II, minskade slitaget med hela 20–40 procent.

– Verktygsdesign är ett intressant område att forska vidare om. Därför startar nu ett nytt europeiskt forskningsprojekt, CRYOMACH, där vi undersöker hur yttexturer på skärverktyg i kombination med kryogen kylning kan bidra till effektiv kylning.


Två oväntade upptäckter
Under experimenten gjorde Nageswaran två nya upptäckter. Den första var att Leidenfrosteffekten uppstod när kylvätskan kom i kontakt med varma verktyg, det vill säga att ett isolerande lager förhindrade kylningseffekten. Den andra upptäckten var att kavitation uppstod; en typ av skada där gropar bildas i ytskiktet på obelagda hårdmetallverktyg när man använder kylning med högt tryck.

– Det är viktigt att undvika de här två effekterna. Om exempelvis Leidenfrosteffekten uppstår behöver man öka trycket på kylningen eller använda verktyg med struktur i ytskiktet.


Fascinerad av flyg
Det var drömmen om att bli astronaut eller flygpilot som ledde in Nageswaran på ingenjörsbanan.

– Jag har alltid varit fascinerad av flygplan och det här yrket blev min väg in i flygvärlden. Att forska om material för flygmotorer känns minst lika intressant som att arbeta som pilot.

Efter ingenjörsexamen inom aeroteknik vid Anna University i Chennai i södra Indien ville Nageswaran studera vidare i England. Men valet föll istället på en tvåårig masterutbildning i Aerospace Engineering i Madrid.

– Parallellt med studierna jobbade jag ett och ett halvt år på Rolls Royce-ägda företaget ITP Aero i Madrid. Samtidigt växte idén att gå vidare med en doktorandutbildning. När jag såg annonsen om Högskolan Västs doktorandtjänst med koppling till flygindustrin var det en perfekt lösning för mig. Jag fick platsen och startade på Högskolan Väst 2014.


Uppskattar nära samverkan med industrin
Nageswarans forskningsprojekt, PROSAM, är finansierat av Västra Götalandsregionen och genomfört i nära samverkan med GKN Aerospace i Trollhättan och Chalmers Tekniska Högskola.

– En stor fördel med att forska på Högskolan Väst är att jag kan arbeta nära flygindustrin. På GKN Aerospace kan jag se hur tillverkningsprocessen fungerar i verkligheten. Det är få universitet i världen som kan erbjuda en så nära samverkan med industriföretag.

Klicka här för att läsa Nageswaran Tamil Alagans avhandling i sin helhet.



Källa: Högskolan Väst


Skriv ut



Australien satsar miljarder på smart hållbar stad för förbättrad livskvalitet för medborgarna. Sverige är förebild inom flera viktiga områden.
Australien satsar miljarder på smart hållbar stad för förbättrad livskvalitet för medborgarna. Sverige är förebild inom flera viktiga områden.

Landvetter Södra Utveckling del av Business Swedens team för samarbete kring Australiens miljardsatsning på stadsutveckling

Business Sweden inleder partnerskap kring Australiens största investering någonsin i smarta städer då de satsar på utbyggnaden av Sydney i Western Sydney City Deal. ...

Läs mer
Zugol 550


Icelandairs mål för jämställdhet presenteras i Reykjavík och Berlin

Icelandair deltog i undertecknandet av ett jämställdhetslöfte som tagits fram...

Läs mer
Maxi Grip


Swedavia ger ut grönt obligationslån på 1 miljard kronor

Som en av de första flygplatsoperatörerna i världen ger Swedavia ut ett grönt...

Läs mer
Vattenfall
Anna Soltorp, hållbarhetschef på BRA.

Inrikesflygbolaget BRA fortsätter minska sina fossila utsläpp: ner 10 % år 2019

Flygbolaget BRA som har en 30-procentig marknadsandel av det svenska inrikesflyget, redovisar nu...

Läs mer

Ny direktlinje till Vilnius från Landvetter


airBaltic expanderar på Göteborg Landvetter Airport och startar en ny direktlinje till...

Läs mer

Neste förser KLM med ytterligare hållbart flygbränsle för flygningar från Schiphol

Flygbolaget KLM köper ytterligare hållbart flygbränsle (SAF) för flygningar...

Läs mer
Årets stipendiat Tahira Raza tillsammans med Henrik Runnemalm från GKN Aerospace.

Hon blev årets GKN-stipendiat

Fredagen den 6 december delades årets GKN-stipendie ut. Lycklig mottagare var Tahira Raza,...

Läs mer
Flygplanet har en high definition-kamera i aktern som visar bilder av planet under flygningen på skärmarna på alla stolsryggarna.

SAS presenterar första flygplanet av modellen A350

Det första av åtta Airbus A350 flygplan välkomnas till SAS idag, och från den...

Läs mer

SAS öppnar direktlinje till Haneda


SAS är glada över att få presentera en direktlinje till Haneda International...

Läs mer


Utredningar om Norrköpings flygplats framtida verksamhet

Under torsdagen presenterades flera utredningar för Rådhus AB:s styrelse som underlag...

Läs mer

Ny design på skärverktyg kan ge lägre flygpriser om tio år

Doktoranden Nageswaran Tamil Alagans forskningsresultat kan ge vissa industriella skärverktyg en generell livstidsökning med 30 procent.

Två-tre minuter. Så kort livslängd har skärverktyg vid tillverkning av vissa...

Läs mer


Mest lästa


















Pacetell
Unica Media AB © 2014
Org.nr 556961-2624
Unica Media AB
Hammarby Fabriksväg 23
120 30 Stockholm
Kontakt
info(at)infrasverige.se
Annonsering
annons(at)infrasverige.se