Nyhet -
Spetsforskning inom additiv tillverkning stärker Europas rymdindustri
Under Rymdforum 2025 i Trollhättan presenterar Högskolan Väst ny kunskap som inom några år kan effektivisera tillverkningen av komponenter i vätgasdrivna rymdraketer.
– Vår forskning inom pulverbäddsbaserad additiv tillverkning är en del av den europeiska rymdindustrins satsning för att stärka sin konkurrenskraft, säger Thomas Hansson som forskar på Högskolan Väst och GKN Aerospace.
– Det går att spara mycket material, tid och pengar genom att använda pulverbäddsbaserad additiv tillverkning (AM) för komponenter till vätgasdrivna raketmotorer. Men det krävs mer kunskap för att processen ska motsvara de högt ställda kraven, säger Thomas Hansson.
Vätgas är ett vanligt bränsle i rymdraketer. Det är också väl känt att metaller som utsätts för väte riskerar att bli spröda, något som måste hanteras när man konstruerar och dimensionerar raketmotorer. Den nickelbaserade superlegeringen Inconel 718 används ofta vid traditionell tillverkning av komponenter till vätgasdrivna raketmotorer, tack vare att industrin har lärt sig hantera legeringens känslighet för väteförsprödning.
– Men för att kunna producera komponenter mer effektivt med pulverbäddsbaserad AM behöver vi utveckla ny kunskap om fenomenet väteförsprödning vid användning av AM-processer, förklarar Thomas.
– Komponenterna utsätts för extrema temperaturer, belastningar och tryck i tuffa vätgasmiljöer. Vi behöver designa processen så att risken för sprickor och andra defekter till följd av försprödning i superlegeringen Inconel 718 elimineras.
Presenterar översikt på Rymdforum
Under Rymdforum presenterar forskare vid Högskolan Väst en översikt av hur AM kan användas inom rymdapplikationer och hur vätgasdriften påverkar metaller som superlegeringen Inconel 718. Här får publiken också veta mer om pågående forskningsprojekt som högskolans doktorander och seniora forskare arbetar med just nu.
Thomas har deltagit i forskning om vätets påverkan på metalliska material i 30 år. Genom en delad tjänst på GKN Aerospace och Högskolan Väst handleder och samordnar han nu två doktoranders arbeten.
Utvecklar provningsmetoder
– Robert Sundström är industridoktorand på Swerim och utvecklar provningsmetoder för metalliska material med fokus på superlegeringen Inconel 718 tillverkad med pulverbäddsbaserad AM. Han testar och utvärderar ett antal mekaniska provningsmetoder i nära samarbete med Swerim och GKN Aerospace.
Parallellt arbetar doktoranden Karthik Vaidyalingam Arumugam med att förstå och utvärdera hur de mekaniska egenskaperna hos AM-tillverkad Inconel 718 påverkas av vätgas och hur materialet kan förbättras genom att justera processparametrar.
Undersöker olika former av värmebehandling
– Karthik undersöker även hur man kan förbättra legeringens egenskaper genom att värmebehandla komponenten på nya sätt. När en komponent värmebehandlas kan mikrostrukturen hos superlegeringen förändras. För att skapa förståelse för helheten har Karthik stor nytta av de tester som görs löpande under projektet. Här är samarbetet mellan Robert och Karthik oerhört viktigt.
GKN Aerospace genomför redan idag tester med AM-tillverkade komponenter till motorer för rymdraketer som en del i det europeiska Ariane-programmet.
– Om forskningen uppnår våra mål planerar företaget att skjuta upp den första pulverbäddstillverkade komponenten i legering Inconel 718 redan 2027.
FAKTA
Tillverkningsindustrins intresse för additiv tillverkning av metaller är stort. Här är några av anledningarna:
- Man kan tillverka komponenter med mindre materialåtgång, till lägre kostnad och med högre funktionalitet än med konventionella tillverkningsmetoder.
- Vid tillverkning av små serier och komponenter med komplexa geometrier är pulverbäddsbaserad AM ett konkurrenskraftigt alternativ till dagens traditionella tillverkningstekniker. Tillverkaren kan reducera utvecklingstiden, göra snabba designändringar och minska antalet ingående komponenter genom att kombinera flera funktionaliteter i en komponent.
På Högskolan Väst bedriver vi forskning i samverkan med omvärlden för att skapa en bättre framtid.
