Mekanik och material

Hur påverkar material och tillverkningsprocesser produkter?
Forskningen inom Mekanik och Material är nyckeln till att förstå vad som gör produkter starka, hållbara och effektiva. När en produkt skapas är valet av material och sättet det tillverkas (formas och bearbetas) på lika avgörande som själva designen. Det är här forskargruppen gör sitt forskningsarbete för att ta reda på hur dessa faktorer påverkar slutresultatet.

 Figur 1. Design, funktion, konstruktionsmaterial och tillverkningsmetod är alla lika viktiga för att undvika suboptimering i något steg. Därför representerar det gråmarkerade området den del där alla tre cirklar samverkar.

En stor del av arbetet handlar om att analysera hur materialets egenskaper förändras under tillverkningen. Faktorer som fukt, värme och mekanisk bearbetning kan skapa variationer som påverkar hur produkten fungerar i praktiken. Till exempel kan en liten förändring i tillverkningsprocessen göra skillnaden mellan en hållbar produkt och en som är icke hållbar ur socialt, ekonomiskt eller ekologiskt perspektiv.

Genom att kombinera kunskap om materialvetenskap, konstruktion och produktion kan forskarna identifiera utmaningar innan det blir problem. Målet är att skapa produkter som inte bara fungerar bättre utan också kan tillverkas på ett smartare och mer miljövänligt sätt.

Forskargruppen studerar även samspelet mellan material, produktkonstruktion, funktion och uppbyggnad, där geometrin spelar en avgörande roll för både prestanda och tillverkningsbarhet. Att optimera balansen mellan dessa faktorer är en central del av forskningsarbetet.

Resultatet av forskningen är produkter med förbättrade egenskaper, såsom högre styrka och lägre vikt. Genom att optimera materialanvändningen och förfina tillverkningsmetoderna bidrar forskningen dessutom till en minskad miljöpåverkan och lägre energianvändning. Målet är att utveckla innovativa och hållbara produkter som gynnar både människor och miljö.

Figur 2. Visar hur processen kan påverkas och påverka i de olika stegen, samt att varje del kan behöva itereras för att uppnå den önskade funktionen, med det önskade materialet och den mest effektiva tillverkningsmetoden.

Forskning som banar väg för bättre konstruktioner och hållbara produkter
Inom maskinteknikens värld pågår banbrytande forskning för att lösa komplexa utmaningar om hur produkter konstrueras, tillverkas och testas i praktiken. Här är några områden där forskningen verkligen gör skillnad

1. Materialteknik – kopplingen mellan form och funktion
Hur en produkts form och tillverkningsmetod påverkar dess inre struktur och hållfasthet är en central fråga. Forskare undersöker dessa samband för att ta fram nya materiallösningar och produktdesign som både är hållbara och optimerade för specifika tillverkningsprocesser. Denna kunskap används för att skapa allt från miljövänliga förpackningar till driftsäkra komponenter inom fordonsindustrin.

2. Röntgentomografi – en blick in i det dolda och mikroskopi – studier av små saker som kan spela stor roll
Med hjälp av datortomografi (CT, Computer Tomography) kan forskare undersöka produkters inre utan att skada dem. Tekniken gör det möjligt att analysera komplexa material och strukturer i detalj. Till exempel studeras kartong för att förstå hur dess inre uppbyggnad påverkar hållfasthet och funktion. Genom CT-metoder kan forskarna säkerställa att produkter är felfria och håller hög kvalitet – ända ner på mikroskopisk nivå. När materialanalyser kräver högre förstoring kan avancerade mikroskopimetoder som svepelektronmikroskopi nyttjas, vilka möjliggör materialstudier ned till nanonivå.

3. Framtidens tillverkningsprocesser
Forskningen utforskar moderna tillverkningstekniker som additiv tillverkning, formning av papper och kartong, samt trådformning. Målet är att förbättra dessa processer för att skapa mer hållbara och effektiva metoder.

Denna forskning bidrar till att forma framtidens produkter och produktionsmetoder. Genom att kombinera materialvetenskap, konstruktion, design och tillverkning skapar forskarna lösningar som är både hållbara och högpresterande. Resultatet är produkter som håller längre, kräver färre resurser och har en lägre påverkan på miljön.

Från robusta högpresterande fordon, avancerade lättviktsmaterial, till innovativa förpackningsmaterial – forskningen inom maskinteknik banar väg för en framtid där teknik och hållbarhet går hand i hand.