Industrialisering af stor-skala AM og kvalitetssikring af AM-produkter
Additive manufacturing, AM via 3D laser cladding af metaller, hvor metallag påføres lagvis, rummer et stort potentiale for integration i industrielle produktionssystemer og fremstilling af komponenter i stor-skala. Fordelene knytter sig til langt større produktionshastighed, mere kosteffektivt materialeforbrug, produktion i meter-skala fremfor cm-skala og mulighed for at kombinere forskellige materialer og egenskaber. Additive manufacturing (AM) eller 3D-print i metaller er udpeget som et af de bærende elementer i den fjerde industrielle revolution, Industri 4.0. Der findes efterhånden en række forskellige AM teknologier på det danske marked, men teknologien ’3D laser cladding’ er endnu kun at finde i udlandet og på et relativt umodent stadie. Aktivitetsplanen vil modne 3D laser cladding-teknologien i samarbejde med de udenlandske aktører og udrulle den på markedet i Danmark, således at dansk industri kan få gavn af de fordele, teknologien bringer med sig. Fordelene knytter sig bl.a. til langt større produktionshastighed, mere kosteffektivt materialeforbrug, produktion i meter-skala fremfor cm-skala (nuværende AM teknologier i DK fokuserer på cm-skala produktion) og mulighed for at kombinere forskellige materialer og egenskaber. Herudover rummer teknologien også et væsentligt økonomisk potentiale for industrien ifm. re-manufacturing, hvor defekte høj-værdi komponenter ikke kasseres, men repareres og ofte tilmed opnår forbedrede egenskaber. Omfattende industrielt optag af AM teknologierne (både de eksisterende og 3D laser cladding) fordrer dog en grundlæggende tiltro til produkterne og deres kvalitet. Aktivitetsplanen omfatter derfor et komplet projekt, som ikke blot dækker udrulning af 3D laser cladding-teknologien indenfor fremstilling og reparation, men også karakterisering, kvalitetssikring og efterbehandling af AM produkter generelt.
De nye teknologiske serviceydelser vil således omfatte rådgivning ifm. anvendelse af 3D laser cladding-teknologien (herunder pilotproduktion), såvel som nye metoder til kvalitetssikring af AM producerede produkter mhp. at lette og fremme det industrielle optag. Målgruppen er bred, og omfatter alt fra kraftværker (renovering af aksler), transportsektoren (opbygning af blade på turboladere, renovering af bremseklodser på tog) over food- og pharmakomponenter (varmevekslere til mejeriprodukter og plaststøbeværktøjer), til store komponenter til kemisk procesindustri, aerospace og vindenergi. Kort sagt har teknologien relevans for alle industrier, hvor der anvendes komponenter i metal (og hvor prisen på produktionen af disse har væsentlig betydning for den samlede økonomi for systemet, hvori komponenten indgår).
Konkurrencedygtige og pålidelige materialevalg til fremtidens energiforsyning (ENFOS)
Omstillingen fra fossil energi til grøn energi introducerer nye udfordringer for materialer og udstyr. Systemer udsættes for stadigt mere aggressive kemiske miljøer ved høje tryk og temperaturer. Øget procesoptimering og fokus på konkurrenceevne bidrager også til øget pres på de nye teknologier.FORCE tilbyder i dag viden og faciliteter, der med stor succes hjælper danske virksomheder til at vælge og dokumentere materialer til energisektoren.
Erfaringen fra samarbejde med virksomheder har vist, at der også er behov for at kunne teste sammensatte produkter, fx nyt måleudstyr, hvor der indgår kombinationer af metaller, polymerer og elektronik til styring og overvågning. Afprøvning og dokumentation adskiller sig væsentligt fra almindelige materialetest, og behovet kommer fx fra virksomheder, som ikke har erfaring i at leve op til de høje krav, de nye energiteknologier stiller.
Det er aktivitetens mål at bidrage til den grønne omstilling som fremhæves i FORSK2025 , hvor materialemæssige udfordringer udgør en væsentlig barriere. FORCEs investering i testfaciliteter til barske miljøer (FACT-Lab) er her et vigtigt springbræt for at kunne tilpasse og udvikle nye services der fremmer denne udvikling. Mens Resultatkontraktaktiviteten Materialer i barske miljøer (2016-2018) var rettet mod offshore-sektoren (både fossil og grøn energi), er målgruppen i nærværende aktivitetsplan leverandører til nye energiteknologier med fokus på energityper, som har fælles udfordringer, herunder dyb geotermi, saltkraft, biogas, elektrolyse og batterier. Den bærende aktivitet er at udvikle nye værktøjer til Fit-for-purpose dokumentation, herunder:
Specialtests (fx korrosionstest i gasser, elektrokemiske test, autoklavetest), fuldskala/produktprøvning samt at gennemføre demonstrationsopgaver med udvalgte virksomheder. Vi tager udgangspunkt i aktuelle forskningsprojekter om geotermi og elektrolyse samt vores omfattende erfaring fra olie- og gasbranchen. Materialeudfordringerne, som vi tackler her, har fælles træk med andre energiteknologier i den grønne omstilling, fx biogas, saltkraft og batterier. Aktiviteten tilgodeser således flere brancher på samme tid med materialerådgivning og specialtest som det gennemgående tema. Rådgivning og nye specialtests vil hjælpe danske virksomheder med kvalifikation af produkter og designs til anlæg for grøn energiteknologi samt problemløsning. Det vil øge vores parathed overfor den mangfoldighed af udstyrsleverandører, som venter på at, de nye energiteknologier modnes. Og i sidste ende vil det forbedre konkurrenceevnen hos danske SMV’er og bidrage til et større flow af ny teknologi til den grønne omstilling.
Fremtidens medicinske udstyr
or at dansk medikoindustri også i fremtiden står stærkt på de internationale markeder, har virksomhederne behov for adgang til specialiserede, komplementære kompetencer, services og infrastruktur. Aktivitetsplanen henvender sig til producenter og udviklere af medicinsk udstyr med antimikrobielle egenskaber, implantater og andet medicinsk udstyr og til producenter af nye metoder til diagnostik. Formålet med aktivitetsplanen er med afsæt i state-of-the-art teknologisk infrastruktur at udvikle nye specialiserede serviceydelser inden for overfladebelægninger, 3D-print og antimikrobielle løsninger til medicinsk udstyr og molekylærbiologiske metoder til diagnostik for at dække medikovirksomheders behov for specialistrådgivning, produkt- og procesudvikling, som ikke er tilgængelige på det kommercielle marked i dag. SMV’er i medikosegmentet efterspørger nye teknologier i forhold til overfladefunktionaliteter og har behov for sparring i forbindelse med nedbrydning af barrierer for anvendelse af 3D printteknologi, ligesom der er stort fokus på udvikling af nye antimikrobielle løsninger. Derudover vil indsamling, analyse og modellering af sundhedsdata i fremtiden være retningsgivende for udvikling af nyt medikoudstyr, for udvikling af bedre diagnostik og i sidste ende for valg af behandling af borgere/patienter. Specifikt vil der i aktivitetsplanen blive udviklet nye ydelser inden for:
• Udvikling af materialer til medicinsk udstyr baseret på funktionelle belægninger, overflademodifikationer kombineret med anvendelse af 3D printede komponenter.
• Udvikling af medicinsk udstyr med antimikrobiel effekt til forebyggelse og bekæmpelse af infektion og kontaminering.
• Udvikling af ny, præcis diagnostik med henblik på udvælgelse af individuel behandling til patienter.
Aktivitetsplanen henvender sig særligt til ca. 150 danske producenter og udviklere af medicinsk udstyr med antimikrobielle egenskaber, implantater og andet medicinsk udstyr og til producenter af nye metoder til diagnostik.
Planens væsentligste aktiviteter er nedenstående 3 aktiviteter samt effektiv formidling:
Aktivitet 1: Materialer til medicinsk udstyr:
• Udvikling af nye belægninger til dentale applikationer herunder opbygning af specifik viden omkring PVD-belægning af hvidlige overflader til dentalsegmentet.
• Forøget forståelse af PVD-belægninger, der forbedrer elektroders egenskaber til nervestimulering.
• Opbygning af kompetencer og udvikling af services inden for 3D-print af medicinsk udstyr og implantater.
Aktivitet 2: Antimikrobielle løsninger:
• Etablering af in vitro modeller til udvikling af medicinsk udstyr med antimikrobielle egenskaber.
• Etablering af kompetencer inden for isolering, udvælgelse, produktion og formulering af bakteriofagbaserede infektionsbekæmpende produkter til fx sår, lunge- og mave-tarminfektioner.
• Etablering af kompetencer vedrørende adgang, samling, analyse og evaluering af sundhedsdata til brug i forbindelse med udvikling af innovativt medicinsk udstyr til fx inficerede sår.
Aktivitet 3: Avanceret diagnostik:
• Udvikling af nye diagnostiske komponenter og metoder, fx til stratificering af kræftpatienter.
Aktivitet 4: Formidling:
De tekniske aktiviteter suppleres af en fokuseret formidlingsindsats, som både tilgodeser medikokunders ønsker om blåstempling af services ved peer review, adresserer planens specifikke målgruppe og giver gode muligheder for direkte interaktion med potentielle kunder og andre interessenter.
