Det er nu syv år siden, SPX FLOW første gang fik svejset en særligt slidstærk metallegering på en plade af rustfrit stål, som er en del af en trykbeholder i deres procesanlæg til fødevareindustrien. ”Den holder stadig. Vi kan ikke måle nogen slitage,” konstaterer Knud Thorsen, Mec. Engineer + IWE, Global R&D Technology i SPX FLOW.

Det er ellers ikke småting, som pladen bliver udsat for. Det vil sige – det er det faktisk! Nogle flydende fødevarer indeholder abrasive partikler, altså små partikler med en slibende effekt. Det kan f.eks. være kakaomælk, hvor der er sandpartikler fra høsten af kakaobønner. Det er helt normalt og uproblematisk for den menneskelige organisme. Det samme kan man ikke sige om beholderen. ”Fødevaren bliver ledt ind i beholderen med høj hastighed. Resultatet kan sammenlignes med, at overfladen konstant bliver sandblæst,” forklarer Knud Thorsen.

Minimering af nedetid for SPX FLOWs kunder

Tidligere var resultatet da også, at der blev slidt hul i beholderen. Ofte allerede efter et år, selvom procesanlægget som helhed er bygget til at holde til kunne køre i døgndrift i 30 år. Det var en præmis, som kunderne var bekendt med og accepterede, og løsningen var som regel, at procesbeholderen blev udskiftet med en ny for at minimere nedetiden for anlægget. Alternativet var at afmontere og sende beholderen til reparation hos SPX FLOW i Silkeborg. En sådan reparation kunne tage uger at få udført og sendt tilbage, afhængig af hvilken verdensdel procesanlægget stod i.

”Uanset løsningen vil man som fødevareproducerende virksomhed helst undgå at have smede gående og reparere på sit procesanlæg,” siger Knud Thorsen.

Alt i alt har den slidstærke metallegering, som FORCE Technology svejser på med 3D laser cladding, derfor stor værdi for SPX FLOWs kunder. Og dermed for SPX FLOW.

”I dag har alle vores specialprocesbeholdere, som kan blive udsat for abrasivt slidende fødevarer, påført denne metallegering. Og det er vores kunder ganske tilfredse med, og de vil gerne betale for få denne forbedring med,” siger Knud Thorsen.

FORCE Technology sørgede for dokumentation

Noget andet, som har stor værdi for SPX FLOW, er FORCE Technologys håndtering af den nødvendige dokumentation af metallegeringen. Da SPX FLOW i sin tid kom til FORCE Technology med problemet med procesbeholderne, var det med et krav om, at overfladebelægningen først og fremmest skulle være meget slidstærk over for abrasiv slitage. Den skulle være 100 procent massiv og uden nogen form for porer eller revner af hensyn til hygiejnen. Desuden måtte den påførte overflade på ingen måde måtte kunne falde af gennem hele beholderens levetid og kontaminere fødevaren. Sidst, men ikke mindst skulle den påførte overflade kunne godkendes i henhold til reglerne for fødevarekontaktmaterialer i både EU og USA.

”Dertil kom trykbeholdergodkendelsen af svejseproceduren, som er særdeles omstændelig – specielt i Nordamerika. De amerikanske ASME VIII-trykbeholderregler kan være noget af en jungle at finde vej igennem, og det var på et tidspunkt næsten ved at få hele projektet til at gå i stå. Men det lykkedes for FORCE Technology at finde en brugbar vej i henhold til ASME VIII,” siger Knud Thorsen.

Han er i det hele taget tilfreds med det mangeårige samarbejde med FORCE Technology, som han betegner som førende på sit felt. ”Jeg har selv en baggrund som svejseingeniør og har gennem årene gentagne gange haft stor gavn af FORCE Technologys ekspertise inden for svejseteknologi samt korrosion og metallurgi. Vi har til tider også haft glæde af FORCE Technologys laboratorier til at dykke dybere ned i forskellige specialcases,” fastslår Knud Thorsen.

De fleste virksomheder vil gå langt for at undgå et højt materialespild. Det behøver Terma ikke. Det rækker at tage til Lindø på Fyn. Her kan FORCE Technology producere en særlig komponent til kampflyet F-35 Lightning II ved hjælp ved hjælp af additive manufacturing (AM)-teknologi.

“Hidtil er vi startet med 219 kg stål, som vi så har bearbejdet til en komponent på syv kg. Med additive manufacturing kræver det kun ti kg pulver,” siger Philippe Lovejoy-Courrier, der er Senior Specialist i Innovation Lab, Smart Manufacturing hos Terma.

Additive manufacturing reducerer ikke alene materialeforbruget. Det er også væsentligt hurtigere at producere komponenten. Med traditionel spåntagende bearbejdning tager det 55 timer. Dertil kommer efterbearbejdningen. Med additive manufacturing kan den produceres på 4,5 timer.

Kort produktionstid giver potentielt kort leveringstid, og når komponenten ydermere kan produceres on-demand, behøver Terma ikke have dyrt 15-5PH-stål på lager, hvilket giver et bedre cashflow.

Særdeles høje kvalitetskrav

Komponenten indgår som førnævnt i kampflyet F-35 Lightning II. Med andre ord er kvalitetskravene særdeles høje, og Terma har da også udsat komponenten, der er produceret med additive manufacturing, for omfattende udmattelsestest.

“Resultaterne er lovende, så næste skridt er at gå i dialog med kunden,” (Lockheed Martin, red.) siger Philippe Lovejoy-Courrier.

Komponenten kan blive startskuddet til, at Terma producerer andre komponenter i 15-5PH-stål med additive manufacturing. “Det er udfordrende at bearbejde den type stål. Generelt kan man sige, at laser cladding giver god mening ved hårde metaller og høje materialeomkostninger,” siger Philippe Lovejoy-Courrier.

Storskala 3D-print af støbeforme

Apropos dyre materialer er Terma og FORCE Technology også i gang med andet projekt, som er blevet muligt med den nye Multiprocess Large Scale 3D-printer på Lindø. “Vi ser på, om det kan lade sig gøre at printe støbeforme i højnikkellegeringen Invar. I dag producerer vores underleverandør støbeformene ved at svejse tykke plader sammen for derefter at fræse støbeformene ud. Vi taler om to-tre tons råmateriale pr. støbeform til en kilopris på 200-300 kr., og det er også dyrt i lønomkostninger og tager lang tid. Det ikke er unormalt med et halvt års leveringstid. I stedet kunne det være rart at have en tønde pulver stående på Fyn, så støbeformene kunne produceres hurtigere og billigere,” siger Philippe Lovejoy-Courrier og fortsætter: “Ingen har før printet støbeforme i Invar, så det er innovativt, men også udfordrende, for støbeformene er tre-fire kvadratmeter store.”

Førende i Skandinavien

Philippe Lovejoy-Courrier bringer også et tredje materiale i spil, når han taler om potentialet i 3D-print.

“Stål udgør under én procent i vores produktion. Vi anvender først og fremmest aluminium. Derfor er det interessant for os, at der udvikles højstyrkelegeringer i aluminium på pulverform. Det har ikke været muligt før nu, hvor der er kommet nogle nye pulvertyper, som vi ser på sammen med FORCE Technology. I første omgang vil vi fremstille nogle prøvestænger og trække dem over for at undersøge udmattelsesegenskaberne,” siger Philippe Lovejoy-Courrier.

Dermed fortsætter Terma og FORCE Technology et mangeårigt samarbejde, som han er glad for. “Man er i gode hænder hos FORCE Technology. De har alle de relevante kompetencer i huset, og det tager aldrig lang tid at få en kompetent vurdering – f.eks. hvis vi har lavet en udmattelsestest af et materiale, og ikke forstår resultatet. De er de bedste inden for metallurgi, og ingen andre i Skandinavien mestrer den type additive manufacturing, som vi får lavet på Lindø,” understreger Philippe Lovejoy-Courrier.