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



Visionsbild över den nya byggnaden som ska ge plats för flygledarutbildningen.
Visionsbild över den nya byggnaden som ska ge plats för flygledarutbildningen.

Malmö Arena Tower blir ny bas för flygledarutbildning

Framtidens flygledare som utbildas på Entry Point North, kommer att ha Malmö Hyllie som sin bas. Den internationella flygledarutbildningen EPN drivs idag från lokaler på...

Läs mer
Zugol 550
Johan Sjöstrand, en av de piloter som deltog i insatsen i måndags när de mindre skopande flygplanen aktiverades för första gången.

MSB:s första skarpa insats med nya resursen - möt piloten som flög planet

Johan Sjöstrand var med om en historisk händelse i måndags.
Då deltog han...

Läs mer
Vattenfall


Karlstad Airport blir beredskapsflygplats

Trafikverkets översyn visar att nuvarande beredskapsflygplatser är viktiga, men att de...

Läs mer
Norwegians linjer från Stockholm Arlanda från 1 juli 2020.

Norwegian återupptar 76 linjer och sätter ytterligare 12 plan i drift

Norwegian återupptar 76 flyglinjer från och med första juli. Linjerna omfattar...

Läs mer


Januaripartierna föreslår en miljard kronor till luftfartsverksamheter

Regeringen, Centerpartiet och Liberalerna föreslår ett tillskott på 900 miljoner...

Läs mer


Så minskade Örnsköldsviks flygplats på permitteringsgraden

Flygplatsen i Örnsköldsvik har inte lika mycket trafik som vanligt men personalen har...

Läs mer
Stockholm Arlanda Airport.

Swedavias finansiella ställning stärks genom ägartillskott på 3 150 miljoner

Swedavias ägare, den svenska staten, föreslås lämna ett ägartillskott...

Läs mer
I dag har de mindre skopande flygplanen aktiverats för första gången. MSB bistår med denna förstärkningsresurs till en skogsbrand i Örbyhus.

De mindre skopande flygplanen deltar i en skarp insats för första gången

I dag har de mindre skopande flygplanen aktiverats för första gången. MSB...

Läs mer
Från och med den 10 augusti utökar Air Leap sitt linjenät från Bromma med destinationerna Göteborg, Malmö och Ängelholm.

Air Leap utökar med tre nya destinationer från Bromma Flygplats

Från och med den 10 augusti utökar Air Leap sitt linjenät från Bromma med...

Läs mer
Inne i  LaGuardia.

Skanska når milstolpe på flygplatsen LaGuardia – bolagets största projekt någonsin

Skanska har färdigställt och öppnat den nya ankomst- och avgångshallen...

Läs mer


Mest lästa



















Pacetell


Terrigio
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