Simuleringar av tillverkningsprocesser i bilindustrin

Erik Lundholm, doktorand och ingenjör på Gestamp Hardtech, forskar på hur man kan simulera presshärdning, en tillverkningsteknik utvecklad i Luleå och flitigt använd i bilindustrin. Genom avancerade datormodeller kan hela härdningsprocessen av stålkomponenter förutspås, där värmeledning, materialets mikroskopiska struktur och dess mekaniska egenskaper samverkar.

Presshärdning är en metod där stål värms upp till över 900 grader Celsius, vilket förändrar dess mikroskopiska struktur och gör materialet extremt mjukt. När stålet formas och kyls ned snabbt, härdas det och blir ett mycket starkt och hållbart material, vilket gör det idealiskt för säkerhetskritiska komponenter i bilar. Tekniken, som utvecklades i Luleå på 1970-talet, har blivit en global standard inom bilindustrin.

Det som gör presshärdningen så intressant ur ett forskningsperspektiv är dess komplexitet. För att simulera hela processen behövs avancerade modeller som kan förutsäga hur värme sprider sig genom stålet, hur materialets struktur förändras på en mikroskopisk nivå, och hur dessa förändringar påverkar de färdiga komponenternas hållfasthet.

Erik Lundholms forskning är en del av PROChain-projektet, ett samarbete mellan universitetet och industrin. Hans arbete fokuserar på att förstå hur materialets tidigare tillverkningshistorik påverkar härdningen. Eftersom vissa egenskaper i stålet kvarstår från tidigare tillverkningssteg, även efter att det har värmts upp igen, måste dessa faktorer inkluderas i simuleringarna för att noggrant kunna förutsäga slutresultatet.

Forskningen är tvärvetenskaplig och kombinerar kunskaper inom programmering, materialvetenskap och hållfasthetslära. Med bättre simuleringsmodeller kan bilindustrin optimera sin produktion och utveckla ännu säkrare och mer hållbara komponenter för framtidens fordon.