Forskning som gör ny gjutteknik användbar för industrin

Fredagen den 23 september försvarade Mostafa Payandeh framgångsrikt sin doktorsavhandling om gjutning av aluminiumlegeringar. Resultatet av hans forskning kan bidra till utvecklingen av mer tids- och kostnadseffektiva processer för gjutning av komponenter till exempelvis bilindustrin och elektronikindustrin.

Gjutning av metallkomponenter är en väl etablerad metod för att tillverka delar till olika typer av produkter. Sedan en tid tillbaka pågår en intensiv utveckling av gjutprocessen, och flera nya metoder har tagits fram. En sådan metod är den så kallade semisolida gjutningen som på engelska kallas semi-solid metal (SSM) casting.

Med semisolid gjutning är det möjligt att gjuta metallkomponenter med komplex form i ett enda steg. Det innebär besparingar i både tid och pengar jämfört med traditionella metoder. Trots det har den nya metoden inte implementerats i någon större skala i industrin.

- Den främsta anledningen till det är att det saknas gedigen kunskap om hur processen egentligen fungerar. För att industrin ska börja använda nya gjuttekniker behöver de veta hur olika processparametrar påverkar egenskaperna hos de slutliga produkterna, säger Mostafa Payandeh.

Han har fokuserat sitt arbete på en specifik metod för semisolid gjutning som kallas RheoMetalTM-processen. Metoden utvecklades av en tidigare doktorand, Haiping Cao, och docent Magnus Wessén vid Tekniska Högskolan, Jönköping University i början av 2000-talet.

- Jag har utvecklat riktlinjer som hjälper gjuterier, processingenjörer och utvecklare att välja vilka parametrar de ska jobba med för att få vissa materialegenskaper. Jag har till exempel visat hur vissa utvalda parametrar påverkar egenskaperna hos materialet och hos den slutliga produkten, förklarar han.

Forskningsprojektet har utförts i nära samarbete med industrin, och forskningens inriktning har därför styrts av företagens behov. Resultaten är särskilt användbara för telekomindustrin.

- Gjutprocessen innefattar ett stort antal parametrar som styr vilka egenskaper den slutliga produkten får. Jag har fokuserat på parametrar som lätt kan justeras, till exempel temperatur och fyllningshastighet. Om det är alltför komplicerat och dyrt att göra ändringar i tillverkningsprocessen, kommer industrin inte att vilja införa de nya metoderna, säger Mostafa Payandeh.

Resultaten av Mostafa Payandehs forskning kommer att vara utgångspunkt för vidare forskning på det här området. Redan nu har Tekniska Högskolan två nya doktorander vars forskning bygger på hans forskningsresultat. En av dem kommer att studera korrosionsegenskaper och den andra kommer att undersöka utmattningsegenskaper – två områden som Mostafa Payandeh inte har tittat på i sin forskning.

- Mina resultat är ett viktigt första steg i att göra RheoMetalTM-processen användbar för industrin, avslutar han.

Titeln på Mostafa Payandehs avhandling är "Rheocasting of aluminium alloys: Process and components characteristics".