3DP I SVERIGE: Joakim Karlsson är industridoktorand på SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut. Det projekt han arbetar med syftar till att förbättra en av de tekniker som används för att producera metallföremål, Electron Beam Melting, eller EBM. Målet är att dels göra produktionsprocessen billigare, dels att anpassa tekniken så att den kan producera applikationer med finare detaljer.
– Idag används EBM-tekniken mer för stora, bulkiga delar, säger Joakim Karlsson. I vårt projekt vill vi öka upplösningen och se hur materialen fungerar med tekniken. Här handlar det om hållfasthet och hur materialet beter sig i mindre applikationer som ofta har tunna väggar och belastas hårt utifrån sin storlek. Det material vi fokuserar på är en klassisk titanlegering som används inom medicinteknikbranschen.
– Utmaningarna i mitt projekt handlar om att skala ner processen i tillverkningen till mycket små detaljer samt att förstå relationen mellan processparametrar och materialets egenskaper.
– Hittills har jag hunnit titta på ett alternativ till en ny råvara. Här är jag verkligen något på spåren. Dessutom har vi använt nya digitala tekniker för att undersöka de mekaniska egenskaperna i materialet, alltså hur starkt materialet är. Med hjälp av utrustning på SP har vi kunnat se om det finns sprickor mellan de olika lagerna man bygger upp materialet med. Glädjande kan jag säga att materialen vi får fram är utmärkta ur hållfasthetssynpunkt.
– Det slutliga målet är att kommersiellt kunna tillverka tandbroar och kronor som är anpassade för patienten och som har optimala materialegenskaper. Med EBM-tekniken hoppas vi på att minimera produktionskostnaderna jämfört med traditionella tillverkningsmetoder.
Började med Boeing
Under en vistelse i USA bodde Joakim Karlsson hos en släkting som arbetade som materialvetare hos Boeing. Där fick han följa med och se på när släktingen utvecklade delar till en Boeing 787. Det var ett besök som satte tydliga spår.
Universitetsutbildningen blev inte helt oväntat inom materialvetenskap på Chalmers i Göteborg. I samband med att han skulle bestämma sig för sitt exjobb gjorde han det tillsammans med en klasskamrat som sommarjobbat på Arcam. Joakim och klasskamraten fick bra kontakt med företaget och fick möjlighet att slutföra sitt exjobb på Arcam. En, minst sagt, bra start på karriären.
– Under exjobbet hos Arcam fick vi också möjlighet att arbeta i tio veckor på Oak Ridge National Laboratory, utanför Knoxville, Tennessee. Här fick jag möjlighet att arbeta med den särskilda EBM-teknik som Arcam använder samt se närmare på en titanbaserad lättviktslegering för Arcams räkning i en anrik forskarmiljö.
Har hunnit halvvägs
Joakim Karlsson har arbetat med EBM-projektet sedan hösten 2010 och är ungefär halvvägs. Hans forskning ingår i ett större projekt med flera finansiärer och samarbetspartners. Huvudfinansiär är Stiftelsen för Strategiskt Forskning (programmet ProViking). Uppsala universitet är projektledare. Även SP och Arcam deltar samt ett företag i Kristianstad som heter Dentware. Dentware använder idag 3D-printteknik för att ta fram tandkronor och broar anpassade för patienten. Projektet består även av en andra del som syftar till att göra tandersättningar antibakteriella. Här arbetar en doktorand på Uppsala universitet som bedriver forskning inom detta område.
Över Atlanten igen
Under våren kommer Joakim att åka över till USA för att få ny input i sin forskning. Vid North Carolina State University, NCSU, i Raleigh, North Carolina, har man bedrivit forskning med EBM-teknik sedan 2003. Här ska Joakim arbeta i en grupp som drivs av svenskättlingen Dr Ola Harrysson.
– Universitetet köpte Arcams första S12-maskin samt deras första A2-maskin. Universitetet har åstadkommit en hel del inom medicinteknik. De har bland annat gjort en skräddarsydd benprotes till en hund där de lyckats optimera inläkningen av protesen.
– Under min vistelse ska vi fortsätta arbeta inom mitt doktorandprojekt och öka upplösningen på de ytor som vi producerar. Jag vill dra nytta av deras arbete med EBM-tekniken. De har arbetat mycket med processparametrar och har lång erfarenhet av det. Sedan är det också en klar fördel att de har arbetat med inriktning mot just medicinteknik.
MER INFO:
Joakim Karlsson är forskare inom materialapplikationer inom additiv tillverkning ock kommer vara en av sju talare på konferensen 3dp Dental.
För att läsa mer om konferensen 3dp Dental klicka här >>
[divider scroll_text=””]
PRENUMERERA PÅ VÅRT NYHETSBREV
