Metalliska Material

Projektinitiativ #65: Reliability of Metal Additive Manufacturing

Metal additive manufacturing (AM) has a short history in comparison to the more conventional metal forming processes such as casting, forging, machining, etc. Forming metals by casting has been in existence since 4000 BC. Conventional machining processes have existed since the middle of the 19th century. Even modern Computer Numerical Control (CNC) machining – which is considered to be a close competitor to metal AM - has been available since 1950. In view of the above remarks, it is reasonable to state that the conventional metal forming processes have been improved and optimized to a point where process reliability is to a large extent guaranteed. However, this is not the case for metal AM processes and it goes without saying that a reliable AM process is a prerequisite for its further adoption by the metal industry.

10 februari, 2017 • 3 minuters läsning

Sepehr Hatami presents the initiative during the 2017 conference

Repeatability, reproducibility and the overall reliability of metal AM processes are important questions which have not received adequate attention. A systematic approach is needed to map the sources of variation. The idea behind this project initiative is to use statistical tools to identify and classify causes of variation in every stage of the AM process and to determine their impact on the final product characteristics.

Once the critical sources of variation are identified and ranked, researchers will be able to focus their attention on the input factors and control parameters which have the highest impact on the product characteristics. The systematic approach proposed here is novel in the context of AM, where the greatest deal of effort is currently devoted to the optimization of individual (or small sets of) parameters, regardless of their possible interactions with other aspects of the manufacturing process.

The figure is based on a case study of parts produced by Selective Laser Melting process and shows the effect of different factors on the dimensional accuracy. Unexpectedly, the effect of the variation between each run is greater than all other factors.

Namn Sepehr Hatami
Organisation Swerea IVF AB

Kommentar #1

The AM technique has matured during the recent years and, in some applications, has become an alternative to traditional manufacturing. There are many challenges in additive manufacturing, see e.g. [1], and much research effort has been put into investigating the build process, powder composition and metallurgy for AM built products. From a mechanical designer's point of view there are still need for guidance of when and how to use AM components. One of the major challenges is to design AM built components that are supposed to carry significant loads. For carrying static loads, the AM built components can be expected to perform well, based on investigations presented in [2]. However, for carrying dynamic loads, phenomena like fatigue are critical for the useful life of components. The fatigue phenomenon is triggered by defects and is thus highly depending on rough surface, heat treatment, porosities and notches. Therefore, a large scatter in fa tigue performance has been observed for AM built components, see e.g. [2]. From a designer's point it is important to know the limits of AM for load carrying components and to be able to establish appropriate safety factors depending on, for example, the scatter in fatigue life and other sources of variation. I think that the proposed project idea can help to safely introduce AM components in cases where the mechanical properties are of major importance.

References:
1. Frazier, W.E. (2014): Metal Additive Manufacturing: A Review. J. of Materials in Engineering and Perform, Vol. 23, pp. 1917–1928. DOI:10.1007/s11665-014-0958-z
2. Lewandowski, J.J., and Seifi, M. (2016): Metal Additive Manufacturing: A Review of Mechanical Properties. Annual Review of Materials Research, Vol. 46, pp. 151-186. DOI: 10.1146/annurev-matsci-070115-032024

Namn Pär Johannesson

Organisation RISE Safety / Mechanics Research

Nyhet

Välkommen till TripleM!

TripleM är en ny journalistisk plattform för metall-, mineral- och gruvindustrierna. Vi följer tekniken, affärerna, forskningen och människorna som formar branschen, allt med ett nordiskt perspektiv, nyfikenhet och en ambition att förklara hur branscherna hänger ihop.

Mats Janson 10 september, 2026 • 2 minuters läsning

Idén bakom TripleM bottnar i det faktum att metaller finns överallt i våra liv. Och att kunskapen, arbetet och vägvalen bakom dem trots det sällan får det utrymme de förtjänar.

TripleM ska därför vara en plats för alla som arbetar i branschen och för dem som vill förstå den bättre. Vi vill inte bara berätta att en investering görs eller att en teknik utvecklas, utan också varför det spelar roll för produktionen, människorna och samhället runt omkring. Samtidigt är branscherna som vi bevakar stora och spretiga. Därför erbjuder vi möjligheten att skräddarsy vilken typ av nyheter och uppdateringar man vill ta del av.

Flera av oss som är med och lanserar TripleM har arbetat inom metall-, mineral- och gruvindustrierna med journalistik, kommunikation och affärsutveckling. Rent redaktionellt vill vi vara nära branschen och självständiga i vår bevakning. Samarbetspartner bidrar med kunskap, perspektiv och kontakter, men redaktionen bestämmer vad vi bevakar och publicerar. Vår uppgift är att ställa frågor, kontrollera uppgifter och skilja resultat från löften.

Sajten är vårt första steg med intervjuer, fördjupningar och forskningsbevakning. Under hösten växlar vi upp med poddar och nyhetsbrev, en bit i taget för att varje del ska bli genomarbetad och användbar. Längre fram vill vi även skapa fler möjligheter för människor i branschen att mötas och utbyta kunskap.

Nu vill vi gärna höra från dig vad som behöver förklaras bättre? Vem borde vi träffa? Vilka frågor saknar du i bevakningen?

Välkommen till TripleM, vi ser fram emot att lära känna dig!

Tipsa oss!
Har du tips, idéer och tankar kring vad vi på TripleM ska skriva om?
Här hittar du kontaktuppgifter.

Nyhet

Slites kalktillstånd står fast

Heidelberg Materials har fått ett lagakraftvunnet tillstånd för fortsatt och utökad kalkstensbrytning i Slite under 30 år. Högsta domstolen tar inte upp överklagandena. Därmed är tillståndsfrågan avgjord, men bolagets planerade CCS-anläggning är fortfarande pausad i väntan på en finansieringslösning.

Redaktionen 10 september, 2026 • 2 minuters läsning

Högsta domstolen meddelade den 7 september att den inte beviljar prövningstillstånd för överklagandena av Heidelberg Materials täkttillstånd i Slite på Gotland.

Mark- och miljööverdomstolen hade redan i november 2025 beslutat att inte pröva överklaganden från bland andra föreningen Urbergsgruppen och ett antal markägare. När ärendet inte heller tas upp av Högsta domstolen står mark- och miljödomstolens ursprungliga avgörande fast och vinner laga kraft.

Tillstånd för 30 års brytning

Mark- och miljödomstolen vid Nacka tingsrätt beviljade tillståndet i maj 2025. Det gäller i 30 år och omfattar fortsatt och utökad brytning av kalk- och märgelsten i File hajdar-täkten samt märgelsten i Västra brottet.

Heidelberg Materials får också uppföra anläggningar för sortering, krossning och transport av materialet samt leda bort inläckande dag- och grundvatten från täkterna. Kalkstenen används som råvara vid bolagets cementfabrik i Slite.

Tillståndet innehåller ett stort antal villkor om bland annat yt- och grundvatten, naturvärden, buller, vibrationer, damning och kemikaliehantering. Domstolen beviljade även Natura 2000-tillstånd och dispens från vissa bestämmelser i artskyddsförordningen.

Domstolen bedömde att täktverksamheten inte äventyrar den allmänna dricksvattenförsörjningen eller vattenuttag ur enskilda brunnar i täkternas närhet. Om verksamheten ändå skadar brunnar inom det fastställda påverkansområdet ska Heidelberg Materials ordna en alternativ dricksvattenförsörjning.

Bolaget ska investera 1,5 miljarder

Heidelberg Materials uppger att omkring 1,5 miljarder kronor ska investeras i skydds- och kompensationsåtgärder för vatten och natur på Gotland.

I åtagandena ingår enligt bolaget insatser som ska stärka dricksvattenförsörjningen. De planerade åtgärderna beräknas fördubbla den lokala kapaciteten för dricksvatten. Ett kontroll- och uppföljningsprogram ska användas för att följa effekterna och vid behov justera åtgärderna tillsammans med tillsynsmyndigheterna.

Investeringens storlek och den beräknade fördubblingen av dricksvattenkapaciteten är uppgifter från Heidelberg Materials. Effekterna har ännu inte uppnåtts utan är beroende av att åtgärderna genomförs och fungerar som planerat.

CCS-projektet är fortfarande pausat

Det långsiktiga täkttillståndet är en förutsättning för Heidelberg Materials planer på att bygga en anläggning för avskiljning och lagring av koldioxid, CCS, vid cementfabriken.

HD-beskedet innebär däremot inte att CCS-projektet har återstartat eller att finansieringen är klar. Utvecklingsarbetet är fortfarande pausat medan bolaget arbetar vidare med finansieringsfrågan.

Heidelberg Materials står fast vid ambitionen att genomföra satsningen. Enligt bolagets egen beräkning skulle anläggningen kunna minska Sveriges samlade klimatutsläpp med upp till fyra procent. Uppgiften är en prognos och inte ett uppmätt resultat.

Tillståndet undanröjer därmed den rättsliga osäkerheten kring den långsiktiga råvaruförsörjningen till cementfabriken. Det återstår fortfarande ett separat investerings- och finansieringsbeslut innan CCS-planerna kan förverkligas.