VSR – næste generation

Gennem et succesfuldt Elforsk-projekt har vi påvist reduktion af energiforbrug med op mod 99% ved brug af VSR til materialenormalisering i stedet for varmebehandling (TSR). Som påpeget af de involverede industrivirksomheder skal projektet her automatisere, dokumentere teknologien og tilpasse den til industriens typiske emnestørrelser.

Projektet har gennem akustisk emission (Barkhaus Noise) været med til at dokumentere VSR-teknologiens effekt.

Projektbeskrivelse

Gennem akustisk emission (Barkhaus Noise) skal projektet dokumentere VSR-teknologiens effekt. Ved eksempelvis revnedannelse i et kugleleje, udsendes der lys med en frekvens på omkring 700-900.000 Hz (over hørbart område). Det samme ventes at ske ved normalisering af metaller, hvor ændring i metalgitteret forventes at udsende lys i samme frekvensområde. Antagelsen bakkes op af en række eksperter fra SDU, AAU, Kistler og Swerea KIMAB. 

Anden del af projektet skal dels effektivisere VSR-behandlingen og reducere omkostningerne for den enkelte, behandlede komponent og dels udvikle en reproducerbar proces med ensartet resultat på tværs af de samtidigt behandlede emner. Det indbefatter videreudvikling af fysisk udstyr i samarbejde med en række virksomheder, der stiller emner til rådighed for test og evaluering. Projektet inkluderer bl.a. 1) udvikling af emnespecifikke fiksturer, 2) systemer for procesovervågning med multiple sensorer samt 3) softwarebaserede resultat-udlæsningsfunktioner.

Anvendelsen af den afprøvede, lavfrekvente teknologi (<133Hz) er begrænset til emner >40 kg. Her er stort potentiale i den danske industri, men potentialet for emner under 40 kg er endnu større. Gennem High Frequent VSR tilpasses teknologien til dansk industriproduktion med emnestørrelser på 0,5-40 kg. Tilpasningen åbner for en betydelig reduktion af industriens energiforbrug. Gennem projektet arbejdes med såvel teknologi- og metodeudvikling samt industrirettet instruktionsmateriale.

Resultater

Projektet er bygget op omkring identifikation af virksomheder, som har emner i en størrelse der er egnet til at udvikle og teste VSR-teknologien af frem mod en anvendelsesform der er økonomisk fordelagtig ved anvendelse til mindre emnestørrelser - herunder dokumentation af VSR-behandlingens effekt.

For at kunne opnå dette bringes forskellige tekniske systemer og udstyr i brug. DAMRC har bl.a. undersøgt og anvendt akustisk emission og Røntgen Diffraktion til at kortlægge spændinger i emnerne, for derved at undersøge om disse metoder kan anvendes til dokumentation af spændingerne.

Der er anvendt Modal Analyse (Taptest) – udstyr og software til at dokumentere egenfrekvensen på emnerne. Det har ikke været muligt med akustisk emission eller Røntgen Diffraktion at opnå svar der giver mulighed for at koble VSR-behandlingen direkte med spændingsforandringer. Derudover er der blevet dokumenteret hvilke fejlkilder der kan være i forbindelse med udførelsen af VSR. Dette kan være både tilspænding, opstilling, og emnets egenfrekvens. Dette er gjort med henblik på at skabe reproducerbarhed, ved de tests der er lavet til fordel for kommende projekter.

Efter undersøgelsen af forskellige dokumentations metoder og parametre der gør sig gældende for en succesfuld VSR-behandling, er effekten af VSR blevet dokumenteret, ved succesfuldt at behandle for residualspændinger.

For at reducere omkostninger i forbindelse med behandling af mindre emner, er der gennem konkrete forsøg i samarbejde med bearbejdningsvirksomheder, udviklet fikstur-løsninger og behandlingsmetoder. Dette gør det muligt at opnå et ensartet resultat for samtidig behandlede emner. Der blev eftervist at en enkelt tekniker har kunnet styre 2 sæt udstyr ad gangen og derved opnå dobbelt så mange behandlinger. Endvidere blev der testet for muligheder for multipel behandling ved at skabe ensartethed omkring de faktorer der blev fundet vigtige i WP3. Der blev ligeledes set på muligheden for behandling af mindre og mere industritypiske emner. Samtidig er det bekræftet, at endnu mindre emner har højere egenfrekvens og dermed ofte også er udenfor eksisterende VSR-udstyrs rækkevidde på 133 Hz.

I WP5 er der som det første afprøvet en pneumatisk motor, som har kunne køre op mod 208 Hz. Samtidig har DAMRC designet, tegnet og fremstillet en ny VSR vibrationsenhed hvor målet var at kunne opnå 333 Hz. Denne enhed er med DAMRC’s viden den eneste der findes og det forventes at den kan muliggøre behandling af mindre emner. Vibrationsenheden har indtil videre opnået vibrationer med 192 Hz målt på vibrationsenheden med den nuværende indkøbte motor.

DAMRC er overbeviste om, at der vil være mulighed for at nå højere hvis større motor og frekvensomformer tilkøbes og installeres.

Projektets mål om at tilpasse VSR-teknologien til de typiske emnestørrelser i den danske bearbejdningsindustri skal nås ved at udvikle udstyr til højfrekvent VSR-behandling. Dette involverer både teknologi- og metodeudvikling samt udvikling af instruktionsmateriale til industrien.

Key figures

Periode:
2019 - 2021
Bevillingsår:
2019
Egen finansiering:
0,60 mio.
Støttebeløb:
1,50 mio.
Støtteprocent:
71 %
Projektbudget:
2,10 mio.

Kategori

Oprindelig title
VSR – næste generation
Program
ELFORSK
Fælles overordnet teknologiområde
Energieffektivitet
Projekttype
Forskning
Journalnummer
ELFORSK 351-035

Deltagere

DAMRC F.M.B.A (Main Responsible)
Partner og Økonomi
Partner Tilskud Eget bidrag
Aarhus Universitet
Mercantec

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk