Högskolan i Skövde

Hylsan som undersökts är av material AISI 440B och hade till syfte att verka som en förstärkt slityta i en 3D-applikator för exempelvis tätningsmedel och lim. Hylsan ska förhindra slitage i svivelmekansimen i applikatorn, och härdas för att erhålla en hård yta som kan motstå de abrasiva ämnen som transporteras genom applikatorn. Hylsan har undersökts i syfte att hitta kritiska punkter som kan optimeras för en mer konkurrenskraftig produkt. Därav gjordes en oberoende analys för hylsans hållfasthet utan hänsyn till tidigare arbeten. Information kring hur produkten brukas var knapphändig avgränsades arbetet mot förslitningar och transporter. Därför studerades endast tillverkning, montering och konstruktion.

Haveriorsaker visade sig kunna vara mycket individuellt då det var svårt att bestämma när och hur ofta ett haveri kunde uppstå. Det var okänt hur lång tid produkten varit i bruk samt vilka material som flödat genom 3D-applikatorn i olika industrier. Det medförde att hylsans hållfasthet undersöktes med metoder som ”walk to gemba”, ”Finite Element Method” och visuell inspektion. FE-analysen granskade monteringsprocessens påverkan på hållfastheten samt ger en översiktlig bild av spänningsfördelningarna i hylsan. Den visuella inspektionen tillämpades för att erhålla en förståelse för sprickans uppkomst i hylsan samt att kartlägga sprickförloppet.

Resultatet av undersökning och analys gav att följande kritiska parametrar påvisats:

• Litteraturstudien visade att härdning och bearbetning av hylsan på olika sätt kan vara kritiska för hållfastheten
• Hylsans rundhet riskerar att variera otillåtet vid montering
• Limmet riskerar att inte fylla någon funktion
• Sprickor kunde härledas till att starta i hålen för den undersökta hylsan.
• Orsak till sprickuppkomst kunde ej fastställas.
• FE- analysen av monteringsförloppet visade inte på några försvagningar i konstruktionen, eftersom inga spänningar beräknades överstiga brottgränsen

Den avslutande diskussionen resulterade i ett antal förslag för fortsatta arbeten. Några förslag var att bland annat undersöka rundhetens påverkan i klämförband, utbyte av material och tribologi.

The examined sleeve is made of material AISI 440B and has the purpose of acting as a reinforced wear surface in a 3D applicator for example sealants and glue. The sleeve should prevent wear in the swivel mechanism of the applicator, and is therefore hardened to obtain a hard surface which can resist the abrasive substances flowing through the applicator. The sleeve has been investigated in order to find critical points that can be optimized for further competitive product. An independent analysis of the construction of the sleeve was therefore made without regard to previous work. Since the information regarding the use was scarce, the work was limited from studies of wear and transportation. Therefore, only manufacturing, assembly and construction were studied.

The causes of failure were proved to be very individual as it was difficult to determine when and how often a failure could occur. It was unknown how long the product has been used as well as what kind of materials has flown through the 3D applicator in different industries. This meant that the construction of the sleeve was examined through methods such as "walk to gemba", "Finite Element Method" and visual inspection. FE analyse examined the impact of the assembly process on the strength and provides an overview of the stress distributions in the sleeve. The visual inspection was applied to obtain an understanding of the origin of the crack in the sleeve as well as mapping the crack propagation.

The result of investigation and analysis showed that the following critical parameters were detected:

• The literature study showed that hardening and machining of the sleeve is critical in different ways for the strength
• The roundness of the sleeve risks varying impermissibly during assembly
• The adhesive risks to not performing any function
• The cracks could be derived to start in the holes of the examined sleeve.
• Causes of cracking cannot be determined.
• The FE analysis of the assembly process did not indicate any weakening in the construction and no stresses were calculated to exceed the breaking limit.

The concluding discussion resulted in a number of proposals for further work. Some suggestions (among other things) were to investigate the effect of roundness in interference-fit, exchange of materials and tribology.