Academic literature on the topic 'Additiv tillverkning'

Additiv tillverkning, AM, är en teknik som utvecklas med stormsteg. Konventionella tillverkningsmetoder, som exempelvis svarvning eller formgjutning, är begränsade när det kommer till att ta fram produkter med komplexa geometrier och därför är AM ett bra komplement. Tidigare har dock andra materialegenskaper såsom brott- och sträckgräns varit något som kompenserats med inom AM. Men i den takt som AM utvecklas kan tekniken snart ersätta de flesta konventionella tillverkningsmetoderna helt. Syftet med denna rapport är att redogöra vad som är möjligt att producera med dagens AM och vad som kan förväntas i framtiden.Eftersom att komplexa former inte är ett problem med AM så går produkterna att ta fram i ett enda steg jämfört med när de tidigare blivit hopmonterade av flera mindre delar. AM i metall är något som är under snabb utveckling och i dagsläget finns det många metoder för detta, bland annat Selective Laser Sintering, Selective Laser Melting, Beam Metal Deposition, Electron Beam Melting och Binder Jetting. Metoderna använder olika typer av teknik för att skapa modeller och de har alla sina för- och nackdelar vad gäller kostnad, hållfasthet och arbetshastighet.Verktyg i alla dess former är exempel på produkter som kräver hög prestanda och lång livslängd. För att integrera de höga kraven på prestanda och möjligheterna till komplexa geometrier med AM så är det en spiralborr med invändiga kylkanaler som tas fram i denna rapport. De invändiga kylkanalerna skiftar i diameter för att optimera intaget av kylmedel samtidigt som trycket på utloppet ökar.Som tidigare nämnt finns det många metoder för AM i metall. Den metod som anses bäst lämpad för detta ändamål är Selective Laser Melting då denna metod skapar kompakta metallprodukter med hög hållfasthet. En 3D-modell av Spiralborren skapas i Solid Edge ST9 och modellen simuleras i ANSYS Workbench för att se hur kylkanalerna påverkar borren vid användning. Resultatet av simuleringen visar på att den totala deformationen blir 0,68μm och den maximalaspänningen blir 33,95MPa, båda uppstår i mitten på spiralborren. Varken totala deformationen eller spänningen i borren når alltså en kritisk gräns, och därför dras slutsatsen att detta är en konstruktion som skulle klara de krav som finns på en borr.Utvecklingen av nya metoder för AM i metall går snabbt och inom en snar framtid kommer de nya teknikerna ha så pass hög arbetshastighet och vara så pass priseffektiva att de kommer kunna ersätta de flesta konventionella tillverkningsmetoderna helt och hållet.
Additive manufacturing, AM, is a technique that is developing in an incredible pace. Conventional manufacturing methods, like lathe turning or casting for instance, are limited when it comes to creating products with complex geometries, in these cases AM is a good complement. Previously though, material characteristics like tensile strength and yield point is something that AM has been compensating with. But in the current rate of development, the AM-technique can soon replace most conventional manufacturing methods completely. The purpose of this project is to describe the possibilities in AM today and what could be expected in the future.Since complex geometries is not a problem with AM, the products can be produced in only one step compared to conventional methods where it often takes several steps to produce a product. AM with metal is something that is developing fast and there are already many different methods, for instance Selective Laser Sintering, Selective Laser Melting, Beam Metal Deposition, Electron Beam Melting and Binder Jetting. These methods use different techniques to create prototypes and they all have their pros and cons what matters cost, strength and working speed.Tools in all forms are examples of products that requires high performance and a long life-span. To integrate the requirement of high performance and the possibilities with complex geometries through AM, a twisted drill with internal cooling channels is produced in this project. The internal cooling channels are shifting in diameter to optimize the inlet of coolant and at the same time increase the outlet.As mentioned earlier there are many different methods for AM in metal. The method that is considered the best for this purpose is Selective Laser Melting since this method creates compact metal products with high strength. A 3D-model of the twisted drill was created in Solid Edge ST9 and was then analyzed in ANSYS Workbench to see the impact of the internal cooling channels during use of the drill. The results show that the total deformation is 0,68μm and maximum tension is 33,95MPa, both in the middle of the drill. Neither the total deformation or the maximum tension reaches a critical limit and therefor the drawn conclusion is that this model would reach the requirements given to a drill.The development of new methods in AM with metal is going fast and in a near future the new techniques will have increased in working speed so much and be price effective enough to replace most of the conventional manufacturing methods completely.

Nyckeln bakom framgång inom all form av ingenjörskap såväl som produktutveckling inom alla marknader är kapaciteten att tillverka nya och förbättrade produkter. Kraven och behovet av bättre och bättre produkter har medfört en konstant utveckling inom tillverkningssystem från de traditionella metoderna som smidning, borrning och gjutning, till de moderna additiva systemen.  Detta arbete, som skapades i samarbete med KTH:s institution för maskinkonstruktion, undersöker och utreder 5 av de 7 stora familjerna av additivt tillverkande system med syftet att försöka definiera den framtida potentialen för additiv tillverkning. I samband med detta presenteras även förslag på produkter eller yrken som möjliggörs av systemet som utreds för att på en ytlig nivå tydliggöra egenskaperna hos varje system.  Arbetet redovisar även produktframtagningen av en högt individanpassad produkt, skyddande skal för små modeller, motivering till val av möjligt system för produkten och resultatet av en iterativ process.  Utredningen, produktframtagningen samt expertåsikter ger en diskussion som betraktar både additiv tillverknings framtida potential såväl som en diskussion om hur denna potential påverkas av Covid-19 pandemin 2020.  Som slutsats är möjligheterna för additiv tillverkning mycket lovande med flera olika riktningar utvecklingen kan gå.
The key to progress within every form of engineering in addition to product development whihin all markets is the capacity to manufacture new and improved products. The demands and need flr better and better products has brought forth a constant evolution within manufacturing systems from the traditional methods as forging, drilling and casting, to the modern additive systems.  This work, created in association with KTHs Department of machine design, examines and investigates 5 out of the 7 major families of additive manufacturing with the purpose of trying to define the future potential of additive manufacturing. In addition, for each system, a possible product or profession is suggested, made possible by the system in question. This is done to clarify the characteristics of that system.  This work also demonstrates the product development of a highly customized product, protective shells for small models, motivation behind the additive system of choice and the result of the iterative design process.  The investigation, the product development as well as expert opinion resulted in a discussion that both considers additive manufacturing future potential as well as how this potential is affected by the Covid-19 pandemic of 2020.  As a conclusion is the future for additive manufacturing very promising with several different directions in which development can go.

3D-teknologin uppmärksammas alltmer inom bilindustrin. Additiv tillverkning har redanimplementerats i stor utsträckning på exempelvis prototypframtagning. Det krävs dock drastiskteknologisk förändring för att möta de krav som ställs från konsumenter och samhället.Syftet med arbetet är att undersöka och uppmärksamma 3D-skrivarens roll inom bilindustrin.Studien fokuserar på resurseffektiv produktion med hjälp av 3D-skrivare. Målet är att utvärderavad införandet av 3D-skrivare innebär för denna industri och samhället. Vidare analyseras fördelaroch nackdelar med hjälp av litteraturstudier och intervjuer. Dessutom utreds det vilken inverkan3D-skrivare kan ha på marknadsstrukturer samt på företagens externa och interna dynamik.Sammanfattningsvis undersöks den additiva tillverkningens potential och utmaningar inombilindustrin.Det finns inga stora mängder forskning inom området eftersom 3D-skrivare inom bilproduktionhar införts ganska nyligen och implementeringen fortfarande befinner sig på forsknings- ochprototypframtagningsnivå. I detta arbete strävas det efter att ge en omfattande bild av 3Dskrivarimplementeringpå alla processer inom produktionssektorn.En slutsats från studien är att tekniken medför ett paradigmskifte för bilbranschen. Det konstaterasdock av resultatet att 3D-skrivateknologin behöver utvecklas och förbättras för att den skaanvändas i större utsträckning. Därtill krävs det mer forskning inom ämnet och en satsning påinförandet av kurser och laborationer inom additiv tillverkning i universitet, som ett nödvändigtsteg mot att främja 3D-teknologins frammarsch inom produktion.
3D technology gets increasing attention in the automotive industry. Additive manufacturing hasalready been implemented to a significant extent, for example on prototype production. On theother hand, a drastic technological change is needed for the automotive industry to handle thedemands of consumers and society.In this research, the 3D printer's role in the automotive industry is highlighted and investigated. Inthe study, the focus is on resource-efficient manufacturing using 3D printers. The goal is toexamine what the introduction of 3D printers means for this industry and the society. Furthermore,pros and cons are analysed and obtained with the help of literature studies and interviews. Inaddition, the impact of 3D printers on market structures and on the company's external and internaldynamics is investigated. In summary, the potential and the challenges of additive manufacturingin the automotive industry are examined.There is not a substantial amount of research in the field since 3D printers have been introducedquite recently to the car manufacturing and implementation is still at research and prototypeproduction level. Therefore, the aim with this work is to provide a comprehensive image of 3Dprinter implementation on all processes in the production sector.One conclusion from the study is that this technology can lead to a paradigm shift for theautomotive industry. However, 3D printing technology needs to be developed and improved tobecome more widely used. More research on the subject is needed and an effort to introducecourses and laboratory work in additive manufacturing at universities is necessary to promote 3Dtechnology's advancement in production.

Additiv tillverkning, eller 3D-printing som det i vardagligt tal brukar benämnas är en av 2000-talets stora trender inom tillverkning och utveckling. Tekniken har en tydlig del inom framtidens tillverkande industri och med dess stora flexibilitet som tillverkningsteknik har det en viktig del inom det som benämns som den fjärde industriella revolutionen, industri 4.0 (Additive Manufacturing at Industry 4.0, 2018). 3D-printing och additiv tillverkning bör i sig inte ses som en specifik teknik utan snarare en samling av tekniker. Samlingen av tekniker kan enklast förklaras som tillverkning där en geometri skapas genom addering av material sker i lager på lager med hjälp av en datorstyrd maskin. Den civila industrin är ledande för denna utveckling och det finns idag många exempel på lyckade kommersiella implementeringar av additiv tillverkning inom produktion och utveckling. Det finns flera faktorer som driver denna utveckling. Mest tydligt är möjligheten till att tillverka geometrier som tidigare inte varit möjliga eller mycket svårt med traditionella tillverkningstekniker. Det kan även handla om att göra lättare komponenter eller minska ledtider vid framtagning av komponenter och system. Försvarsindustrin ligger dock generellt efter i denna utveckling och FMV och Försvarsmakten är inget undantag. Det finns dock tydliga positiva egenskaper med additiv tillverkning som är unikt för en militär applikation. Till exempel möjligheten att kunna skapa bättre och mer flexibla underhållsberedningar samt den unika möjligheten att kunna tillverka komponenter i en isolerad miljö. Det finns dock många hinder för en implementering av additiv tillverkning inom FMV och Försvarsmakten. Systemsäkerhetsfrågor samt immaterialrättsliga frågor kopplat till 3D-printing av komponenter är ett sådant område. Dessa frågor kan hanteras om de behandlas på ett strukturerat sätt. Denna rapport behandlar därför additiv tillverkning generellt och presenterar metoder och processer för att skapa en bättre förståelse för hur additiva tillverkningstekniker kan implementeras inom FMV och Försvarsmakten i framtiden.
Additive Manufacturing, or 3D-printing as it is most commonly known is one of the major trends in production today. The technique has a certain part in the future of production industry and is one clear contributor to the fourth industrial revolution, industry 4.0 (Additive Manufacturing at Industry 4.0, 2018). 3dD-printing and additive manufacturing is not to be viewed as one specific technique. It should be considered as a collection of techniques which could be described as computer controlled and the geometries being fabricated by adding material in layers. The development of additive manufacturing is mainly lead by the civil industry and there are today many successful commercial implementations of additive manufacturing within production and development. There are a few key factors pushing this development. First is the fact that you with additive manufacturing might be able to manufacture geometries otherwise not possible with traditional techniques. It could also be producing lighter products or achieve shorter lead times for development of components and systems The development of additive manufacturing for Security and defense is however generally behind in area and the Swedish Armed Forces and Swedish Material Administration Department (FMV) is no exception. There are though some clear positive potentials with additive manufacturing specific to a military application. For example, the ability to create better logistic support and spare part management with the unique possibility to manufacture complex components in an isolated environment. There are many barriers before implanting additive manufacturing within the Swedish Armed Forces and FMV. System safety and legal questions connected to 3D-printing of components is one of the major areas that must be considered. These questions could however be dealt with if they are handled in a structured way. This report therefore covers additive manufacturing in general and presents methods and processes to create a better understanding of how additive manufacturing could be implemented within FMV and the Swedish Armed Forces in the future.

Tillverkningsprocesser har stor påverkan på resurseffektivitet, företag kombinerar sina begränsade resurser för att höja värdet på råvaror och skapa intäkter. Genom att implementera moderna tillverkningsprocesser kan företag uppnå högre resurseffektivitet. Denna rapport undersöker några av dessa tillverkningsprocesser och dess tekniska egenskaper, rapporten utvärderar dess resurseffektivitet och lämplighet genom att visa de tekniska möjligheterna och begränsningar för båda processerna, Powder Bed Fusion (PBF) och Fused Deposition Modeling (FDM). Studien är baserad på en litteraturstudie och intervjuer med representanter från svensk additiv tillverkningsindustrin.PBF och FDM ger möjlighet att bearbeta både metall och polymerer och skapa komplexa geometrier som är svåra att uppnå med traditionell tillverkning. Processen från råvara till färdig detalj är likadan för både PBF och FDM till skillnad från andra former av tillverkning. Dock påverkar valet av material och process nivån på resurseffektivitet och kvalitet.Denna studie identifierar tre sätt på vilka FDM och PBF processer kan bidra till en högre nivå av resurseffektivitet. Dessa processer kan användas för att förbättra tids- och materialeffektivitet, resurseffektivitet kan också ökas genom att använda additiv tillverkning för tillföra ett unikt värde till en detalj eller råmaterial.Studien utvärderar fördelarna med FDM och PBF i konstruktionsfasen, dessutom utvärderas processtiden och tiden för efterbearbetning. Studien drar slutsatserna att processen sammanfogning av pulver genom sintring (SLS) är den mest tidseffektiva processen. Detaljer gjorde i PBF behöver efterbearbetning på grund av värmeutvidgning och detaljer gjorde i FDM behöver efterbearbetning på grund av sämre precision och stödstrukturer som måste avlägsnas. Rapporten ger konkreta exempel på materialeffektivitet i de olika processerna och identifierar värdeskapande faktorer så som precision, utbud av material och mekaniska egenskaper. Bästa mekaniska egenskaper uppnås med EBM, SLm och SLS har bredast materialvariation och FDM är billigast och mest lättillgänglig. Precisionen beror av tjockleken på tvärsnitten, SLm opererar med de tunnaste tvärsnitten och resulterar i högst precision. De tekniska uppgifterna som samlats in från litteratur och intervjuer tyder på att processerna kan med de rätta omständigheterna användas för att öka resurseffektivitet, men framgång beror på hur processerna används och i vilket syfte. Denna studie fungerar som en första översikt för tillverkare som är intresserade av att implementera PBF och FDM processer eller köpa produkter som tillverkas i någon av processerna. När det gäller det breda spektrum av tillämpningar och resultatet för slutgiltiga detaljer krävs ytterligare undersökningar av resurseffektivitet och kostnadseffektivitet som är nödvändiga för att utvärdera processerna till fullo.
Manufacturing processes have great impact on resource effectiveness, companies combine their limited resources to add value to raw material and create revenue. By implementing modern manufacturing processes companies may achieve greater resource effectiveness. This report explores some of the additive manufacturing processes and their technical characteristics, by viewing the technical possibilities and limits of the Powder Bed Fusion (PBF) and Fused Deposition Modeling (FDM)-processes the report evaluates their resource effectiveness and eligibility. The research is based on a literature study and interviews with representatives from the Swedish additive manufacturing industry. The PBF and FDM enable manufacturers to process both metals and polymers and create complex geometries that are difficult to achieve with traditional manufacturing. The process from raw material to finished part is similar for PBF and FDM and unlike any other form of manufacturing. However, the choice of material and process affect the level of resource effectiveness and part quality. This research identifies three ways in which FDM and PBF processes may contribute to a higher level of resource effectiveness. The processes may be used to improve time and material-effectiveness, resource effectiveness may also be increase by using the processes to add unique value to parts or raw material. The research evaluates the benefits of the FDM and PBF processes in the designphase, furthermore processtime and time for post processing are evaluated. The research concludes that SLS is the most time effective process. PBF parts need post processing due to poor surfaces, SLm need post processing due to thermal stress and FDM need post processing due to poor precision and support structure removal. The report gives concrete examples of material effectiveness in the different processes and identifies value-creating factors such as precision, range of material and mechanical properties. Manufacturers achieve best mechanical properties with the EBM process, SLm and SLS processes provide the widest range of materials while FDM processes is the cheapest and most available. The precision is based on layer thickness, SLm operates with the thinnest layers ant therefore also provides the most accurate parts. The technical data collected from literature and interviews indicate that the processes may be used to increase resource effectiveness given the right circumstances, however the resource effective success depends on how the processes are used and to what end.This research serves as a first overview for manufacturers interested in implementing PBF and FDM processes or buying products manufactured in any of the processes. With respect to the wide range of applications and final part result, further investigations of resource effectiveness and cost effectiveness are necessary to fully evaluate the processes.

Användningen och intresset för additiv tillverkning (AM) har ökat markant de senaste åren och det finns en teori kring att tillverkningsmetoden kan vara det nästa steget i den industriella revolutionen. Eftersom AM fortfarande befinner sig i utvecklingsstatidet går det att anta att tekniken ännu inte uppnått sin fulla potential och att det kan komma att finnas möjligheter att implementera tekniken i fler branscher och företag. Detta skulle innebära en bredare marknad för AM. Syftet med examensarbetet var att undersöka vilka möjligheter och hinder som finns för ökad användning av AM i Sverige. Studien genomfördes genom kvalitativa intervjuer med åtta olika verksamheter tillhörande den svenska industrin och en litteraturgenomgång för att presentera nuläget för AM i svensk industriell marknad. Resultatet av datainsamlingen analyserades med modellerna PEST, 4P och slutligen SWOT. De fördelar som har setts med användningen av AM har varit minskade ledtider, minskade kostnader för tillverkning av produkter och verktyg, minskat materialspill och en optimal designprocess med ökad kreativitet. De begränsningar som finns i tekniken i dagsläget är att priset för material och maskiner är dyrt. Vidare anses även kvalitet på slutdetalj, begränsad byggvolym och opålitliga processer vara problematiska. De möjligheter som finns beror huvudsakligen på den forskning som görs. Förutsättningarna för AM i svensk industri kommer att bero på hur tekniken kommer att utvecklas. De hinder som finns är kopplat till kompetensbrist och att det inte finns befintliga standarder för material eller process inom AM.
Within the industrial sector, an increased interest and usage of Additive Manufacturing (AM) throughout the decade has been formed. The layer-upon-layer building technology has been seen and recognized as one of the next industrial revolutionizing methods of production. As the technology is still in the trending and uprising phase it should be considered that its full potential has not yet been achieved, as large opportunities for implementation of AM exist and that new companies and markets have a growing interest in this technology. Through this study a market research was conducted to identify and present what opportunities and obstacles there are for an increased usage of AM in Sweden. A literature study on the Swedish market has been made to present the market as of today. Eight qualitative interviews have also been conducted with companies within the industrial sector to identify the areas of use within AM for production. The concepts and models used to analyze these questions was PEST, Marketing Mix and SWOT. The concluded results for advantages in using AM are shortened lead times, reduced costs of production of components and tools, reduced material waste and optimization of design processes with increased creativity. The concluded challenges are expensive materials and machine, the quality of finished components, limited printing volume due to the 3D-printers and reliability of printing processes. The finalized opportunities that are presented in this work are that AM is dependent on how much research on the subject and factors around it is done. How AM will be applied in the coming future revolves around the advancement in the technology. The obstacles that are found in this study are lack of competence and lack of standard for materials and processes within AM.

The thesis project has been carried out in collaboration with Saab training and simulation in Huskvarna, which manufactures military training products. The aim of the project was to investigate the possibility of using additive manufacturing as the method for future manufacturing for the small arms transmitter bracket (SAT-bracket, a bracket for gun) to reduce lead time, cost and weight. A physical product has been developed through the Selective Laser Melting technique (SLM), where the least possible amount of support structures has been achieved for the selected build orientation. To be able to optimize the design with the help of lattice structures, knowledge of the technology has been acquired through information searched on scientific texts and websites. Identification of strengths and weaknesses in the development process and the possibility of using a more favorable material for the application were documented to be evaluated against a traditionally manufactured component. The final designs have been modeled using two different design methods, both in which had reduced the weight between 28-44% where the stiffness is in the likes of the reference product. The conclusion drawn from the work is that additive manufacturing is a manufacturing method   that for the SAT-bracket is a favorable alternative for smaller production volume.

Additiv tillverkning har stor potential för framtida betongkonstruktion. Inom industrier såsom fordonsindustrin, läkemedelsindustrin och flygplansindustrin existerar redan additiva tillverkningsmetoder i kommersiellt syfte men kompatibilitet med utvecklade byggstandarder samt svårigheter att balansera nödvändiga materialegenskaper har gjort att utvecklingen inom byggindustrin går resulterat i att utvecklingen efterfrågade egenskaperna. Vid additiv tillverkning skapas objekt genom att material placeras i lager skiktvis. Objekten skapas först digitalt som ett 3D-objekt där det sedan delas upp i horisontella skikt. Sedan följer en 3D-skrivare en förprogrammerad bana där den placerar materian tills objektet nått sin slutgiltiga form. Trots de stora utmaningarna så för additiva tillverkningsmetoder i byggindustrin med sig potentiella fördelar som överväger svårigheterna; komplexa designer till låg kostnad, inget materialspill, snabb byggtid, mindre arbetskraft, mindre miljöpålastningar m.m. Konventionell betong är oanvändbar då betong för additiva tillverkningsmetoder kräver egenskaper som inte har efterfrågats tidigare. Det ska vara flytande nog för pumpning men samtidigt fast nog för stapling. Betongens öppethållandetid krävs vara konstant för att undvika att betongen börjar hårdna innan den skrivs ut. Rapporten avser att bidra till utvecklingen av betongblandningar anpassade för de additiva tillverkningsmetoderna i byggindustrin. Detta åstadkoms genom framtagning och analys av nya typer av betong. Det saknas standardiserade och beprövade metoder för bedömning av betong anpassat för additiva tillverkningsmetoder. Hur tillverkningsmetoden påverkar miljön undersöks med målet att sänka miljöpålastningarna. En god betongblandning för additiva tillverkningsmetoder grundar sig inte endast på dess konstruktionsmässiga syfte, utan också på vilken typ av munstycke som används. På grund av detta är det i dagsläget omöjligt att skapa en universell blandning som är anpassad för samtliga munstycken och skrivarsystem. Betongen kräver en hög cementandel som leder till högre koldioxidutsläpp, andelen betong som krävs är dock lägre på grund av inget materialspill. Tillsatsmaterial används för att sänka cementandelen och nå en mer sammanhållen betongblandning. De slutgiltiga betongblandningarna har utrymme för förbättringar. Vidare justering av vct, tillsatsmaterial, armering och tillsatsmedel bör göras för utveckling av betong för additiva tillverkningsmetoder.
3D writing of concrete has great potential for future building engeneering. Other industries such as the automotive industry, pharmaceutical industry, aerospace industry, etc. have already additive manufacturing methods for commercial purposes. The reason for this is the high standards set in the construction industry as well as difficulties to balance the demanded properties. At the additive manufacturing creates objects through that the matter be placed in the warehouse incrementally. The objects are first created digitally as a 3D object, which is then divided into horizontal layers. Then a 3D printer follows a pre-programmed path where it places the material until the object has reached its final form. . Despite the major challenges so for additive manufacturing methods in the construction industry, with potential benefits that outweigh the difficulties; complex designs for low cost, no material waste, fast build time, less labor, , less environmental degradation, etc. Conventional concrete is unusable when the concrete for additive manufacturing methods require properties that have not previously been demanded. It should be fluid enough for pumping but at the same time rigid enough for stacking. The concrete opening time is required to be constant in order to avoid that the concrete starts to harden before it is printing. The report intends to contribute to the development of concrete adapted for additive manufacturing methods in the construction industry. This is accomplished through the development and analysis of new types of concrete. There are no standard and proven methods for assessing concrete adapted for additive manufacturing methods. How the manufacturing method affects the environment is examined with the aim of reducing environmental impacts. A good concrete mix for additive manufacturing methods is based not only on its structural purpose, but also on the type of nozzle used. Because of this, it is currently impossible to create a universal mix that is adapted for all of the nozzles and the printer system. The concrete requires a high cement share which leads to higher carbon dioxide emissions, but the percentage of concrete required is lower due to no material play. Additives are used to lower the cement share and achieve a more cohesive concrete mixture. The final concrete mixtures have room for improvement. Further adjustments of vct, additives, reinforcement and chemical admixtures should be made for the development of concrete for additive manufacturing methods.

I dag växer marknaden för additiv tillverkning. Tillverkningsprocessen används för att skapa komplexa prototyper och färdiga komponenter. De främsta områdena idag är inom medicinska implantat och flygindustrin men marknaden växer ständigt och tekniken tar mark i andra områden. Ett område som har stor potential är kylsystem. Att kombinera kylsystem med additiv tillverkningsteknik ger möjligheter att förbättra rörströmningen och värmeutbytet vilket minskar kylkomponenternas volym.I den här rapporten redovisas hela utvecklingen av ett valt kylarkoncept som revideras med relevanta beräkningar och idealiseringar till ett slutkoncept. Konceptet drar nytta av additiv tillverkningsteknik med metallpulver istället för traditionella metoder som fräsning. I rapporten undersöks också möjligheten att kombinera olika material som metall och polymer. Även möjligheten att ha olika strukturer för samma material undersöks.Resultatet av konceptutvecklingen blev en renderad konceptbild och en prototyp av kylarblocket med ett rörsystem som ger jämn kylning och som lämpar sig för additiv teknik. Modellen blev också kompakt och har låg massa jämfört med ett traditionellt block. Undersökningen för att se om det går att blanda material visar på att det går att fästa polymerer på metall men metoden lämpar sig inte för additiv tillverkning och ingen av tillverkarna av maskinerna visar på en teknik att blanda olika material.
The market for additive manufacturing is growing. The manufacturing process is used to create complex prototypes and completed components. The main areas of today are implants and aerospace industries but the market is constantly growing and is taking ground in other areas. One that has great potential is watercooling systems. The combination of cooling systems and additive manufacturing techniques provides a great opportuny to improve the fluid flow and heat exchange.This report shows the development of a chosen cooling concept. The cooling concept is revised with relevant calculations and it is also idealized for a final concept. The concept takes advantage of additive manufacturing with metal powder instead of traditional methods such as milling. The report also examines the possibility of combining different materials such as metal and polymer. Also the ability having different structures of the same material is examined.The result of the conceptual development contents a rendered concept image and a prototype of the cooling system. The prototype provides an equal cooling of the surface. The cooling system is also suitable for additive technology. The survey for mixing materials shows that it is possible to attach polymer with metal but the method is not suitable for additive manufacturing. None of the manufacturing companies shows a method to mix the materials.

This thesis project was conducted as a case study at Scania CV, a manufacturer of trucks, buses and industrial and marine engines. The project aimed to investigate how topology optimization can be used to design end products for metal additive manufacturing (AM). The main research questions for the project was: How can topology optimization be used to design parts for metal additive manufacturing? Which gave rise to further research questions: Which parts are suitable for metal additive manufacturing? Which factors has to be considered when designing end products for metal additive manufacturing? The main benefits of additive manufacturing revealed in the literature were short lead time, possibility to manufacture complex geometries and consolidate multiple parts into a single part. The applications of metal additive manufacturing found in the literature included prototypes and end products as well as tools and spare parts. Small, complex geometries which are expensive to manufacture traditionally due to expensive tooling or low volumes are most likely to be suitable for metal additive manufacturing. Parts where trade-offs have to be made between manufacturing cost and performance could also be interesting to investigate for AM. The build size of the selected machine is a limiting factor when choosing parts and the build direction of the part, the need for support material during manufacturing and post processing are important to consider when designing parts for metal AM. The case study was performed based on Design for Additive Manufacturing (DFAM), a method for designing parts for AM. DFAM consists of deciding the specifications for the part, consolidate parts if possible, optimize the geometry of the part and make sure it is possible to manufacture. Two parts were optimized with topology optimization during the case study and the resulting geometries were imported to Catia in order to create CAD-models. The results from the case study showed it was possible to automatically create CAD-models based on the resulting geometries from topology optimization. However the automatic CAD-models are not suitable for manufacturing of end parts. But the case study indicates a weight reduction of about 30 % seems to be possible for topology optimization combined with AM even for parts already optimized for low weight but adapted for traditional manufacturing methods. Reducing the overall weight of trucks is important since the carrying capacity is important for customers when choosing vehicles for transportation and the gross vehicle weight is regulated by laws. This makes topology optimization and metal AM a highly interesting area for further investigation. As for now, small, complex parts which are traditionally expensive to manufacture are most likely to be profitable for manufacturing of end parts with metal AM.
Arbetet har utförts som en fallstudie på Scania CV som tillverkar lastbilar, bussar samt industri- och marinmotorer. Syftet med projektet var att undersöka hur topologioptimering kan användas för konstruktion av slutprodukter som ska tillverkas med additiv tillverkning (AM) i metall. Utifrån det togs tre frågeställningar fram som låg till grund för projektet. Huvudfrågeställningen var Hur kan topologioptimering användas vid konstruktion av artiklar för additiv tillverkning i metall? För att kunna svara på det krävdes mer kunskap om additiv tillverkning vilket ledde till följande två frågeställningar: Vilka produkter är lämpliga för additiv tillverkning i metall? samt Vilka faktorer behöver tas hänsyn till vid konstruktion för direkttillverkning av slutprodukter i metall med additiv tillverkning? De största fördelarna med additiv tillverkning som framkom i litteraturen var korta ledtider, möjlighet att tillverka komplexa geometrier och slå samman flera delar till en enda. Användningsområden för additiv tillverkning var allt från prototyper till serietillverkning samt tillverkning av verktyg och reservdelar.  De artiklar som är lämpliga att tillverka med AM är de som är dyra att tillverka traditionellt på grund av komplex geometri, dyra verktyg eller låga volymer. Men även artiklar som får ge avkall på funktion för att tillverkas eller har långa ledtider och höga lagerkostnader. Andra faktorer som är viktiga att tänka på är byggytans storlek för den maskin som ska användas samt vilken byggriktning som väljs, behovet av stödmaterial vid tillverkning och efterbearbetning av utskriven detalj. En fallstudie genomfördes baserat på Design for Additive Manufacturing som är en metod för att konstruera artiklar för AM. Metoden går ut på att bestämma vad komponenten ska ha för funktioner och prestanda, slå samman eventuella delkomponenter, optimera utformningen och sedan kontrollera att den är möjlig att tillverka. Under fallstudien undersöktes två fästen med topologioptimering och resultaten importerades till Catia för att skapa CAD-modeller. Resultatet påvisade att det är möjligt att skapa en automatisk CAD-modell i Catia utifrån resultatet från topologioptimeringen. Däremot blir resultatet inte tillräckligt bra för att i nuläget kunna använda den automatiska modellen för tillverkning av slutprodukter. Resultatet från fallstudien tyder dock på en viktminskningspotential runt 30 % även för redan lättviktsoptimerade artiklar anpassade för andra tillverkningstekniker vid anpassning till AM. Eftersom lastkapaciteten är en avgörande faktor för kundens val av fordon samt för att uppfylla gällande lagstiftning kring fordonets totalvikt och minska miljöpåverkan så är lättviktsoptimering av alla ingående komponenter ett viktigt utvecklingsområde. Därmed är även topologioptimering och AM intressant att undersöka vidare. För att AM i dagsläget ska vara lönsamt för tillverkning av slutprodukter rekommenderas i första hand små, geometriskt komplexa artiklar som är dyra att tillverka traditionellt på grund av exempelvis höga verktygs- eller bearbetningskostnader eller små volymer.