Vinnova har bidragit med runt 350 000 kronor till ett forskningsprojekt om en ultraljudsprovningsmetod. Forskningen ska leda till en billigare och bättre metod att kvalitetssäkra sträckgränsdragna skruvförband. Metoden kan komma att ersätta dagens betydligt mer omständliga kvalitetssäkring. – Idag lossar du skruven och mäter mekaniskt att den har blivit plastiskt deformerad, det vill säga att den har passerat sträckgränsen, säger Thomas Hermansson, teknisk expert på skruvförband hos Volvo Personvagnar. Sedan tar du en ny skruv och drar på exakt samma sätt. Det blir alltså en extra montering av just det förbandet. Ultraljudsmetoden tar bort det momentet. I stället används planparallella skruvar. En sond placeras på skruvskallens ovansida. En "ekolodssignal" skickas in i skruven, studsar mot skruvens topp och kommer tillbaka efter en viss tid. Tiden det tar för signalen att komma tillbaka är proportionell mot skruvens längd. Skruven sträckgränsdras, och i en efterkontroll mäts ultraljudssignalens igen. – Denna gång tar det längre tid för signalen komma tillbaka eftersom skruven är både elastiskt och plastiskt deformerad, förklarar Thomas Hermansson. Men ultraljudsprovningen är ännu inte helt säker. När en skruv går in i plastisk deformation – alltså permanent förlängning – då är inte tidsfördröjningen lika proportionell som då den befinner sig i det elastiska området. Där finns en osäkerhet som bäst beskrivs i rena frågor: - Hur mycket mindre bromsas signalen beroende på hur mycket skruven plastificeras? - Vilken betydelse har det? - Går noggrannheten ner? Det är detta projektet ska utröna. – När du med ultraljud mäter upp till sträckgränsen, då är det väldigt proportionellt. Men inte om du går över. Detta beror på att signalen innan sträckgränsen bromsas upp av två orsaker, dels för att skruven blir längre, dels för att stålkornen dras isär något när de förspänns elastiskt. Men när gränsen passeras, då kan inte atomerna dras isär längre. De börjar i stället glida i korngränserna och en mängd dislokationsaktiviteter uppstår. Stålkornens struktur kan bara förspännas elastiskt till en viss grad men inte mer, sedan börjar materialet gå sönder. – Således tappar man denna del av fördröjningen då man går över sträckgränsen. Med en extremt väldefinierad sträckgräns har detta mindre betydelse, men med en naturlig spridning kan den elastiska termen överskugga den betydligt mindre plastiska termen och mätosäkerheten ökar, säger Thomas Hermansson. Bakom forskningen – och bidragsansökan till Vinnova – står det nystartade nätverket Swedish Fasteners Network (SFN) som förutom Volvo Personvagnar också består av tekniska experter från svenska fordonsproducenterna Saab, Scania och Volvo Lastvagnar. – Syftet för vår del är att vi vill skapa en svensk standard för skruvförbandsteknik, och hävda oss mot andra länder. Kan vi jobba ihop och ta det bästa från varje företag så är mycket vunnet. Ytterligare aktörer i SFN är Swereas avdelningar IVF och Kimab. Bulten tillverkar specialskruvar och Altas Copco utvecklar ny experimentell teknik för instrumenterad sträckgränsmontering. Projektet ska vara klart sommaren 2009. I ansökan till Vinnova nämns att syftet är ta fram en fungerande utrustning för ultraljudsprovning. – Ja, det finns många olika labbutrustningar för ultraljudsmätning av olika fabrikat idag. Vi vill se vilken som fungerar bäst för den här tillämpningen. Inställningsmöjligheterna är oändliga, säger Thomas Hermansson. – Utrustningen ska vara tillräckligt enkel för att folk i fabriken ska kunna förstå den. I en fabrik fungerar inte labbutrustning, där ska det vara produktionsutrustning, något som är enkelt och robust och svår att göra fel med. Projektet ska nu köra en så kallad round robin, där varje fordonsföretag ska testa de teser projektet kommit fram till, på den utrustning som finns på de olika fordonsföretagen. Hur ska kontrollen gå till ute på verkstadsgolvet när den väl är i produktion? – För det första rör det sig om efterhandskontroll och inte in-line. Och den kan göras med stickprov. Lite oftare till en början, vilket kommer att ta lite mer tid, men det är ändå en snabbare metod eftersom man inte behöver demontera skruven för att kvalitetssäkra de sträckgränsdragna förbanden. Volvo Personvagnar sträckgränsdrar idag flera skruvförband, speciellt på motorer och chassin. Sträckgränsdragning innebär att skruven utnyttjas fullt ut. Fördelen är att man kan ha färre skruvar, använda mindre grova skruvar (byta från M10 till M8 till exempel) och därmed få ut vikt-, kostnads- och storleksminskning hos skruvförbandet. Den aktuella tekniken är på den internationella frontlinjen. Svensk industri har chansen att tidigt införa den. – Skruvförbandsteknik är inget nytt, det är som med höjdhopp, säger Thomas Hermansson och gör en liknelse. – Det är enkelt när ribban ligger på en meter, det är svårare när den är på 2,30. Och den höjden motsvarar den nivå vi jobbar med just nu. Vi ligger på gränsen för vad som är möjligt att göra i en bilfabrik.