Forskning

Samspill mellom materialteknologi og produktutvikling/konstruksjon er en faglig kjerne ved instituttet og forskningsaktivitetene spenner i omfang fra store nasjonale programmer til doktorgradsavhandlinger. IPM henvender seg til den vareproduserende industri - såkalt teknologiindustri - og oljeindustrien. Vi sørger for at norsk næringsliv og forvaltning har tilgang til kunnskaper på høyt internasjonalt nivå for sin verdiskaping, og sammen med dem bidrar til å løse viktige oppgaver for samfunnet.

Våre sentrale fagområder er delt i to hovedprofiler:

• Produktutvikling, beregning og bearbeiding
• Materialer

Disse områdene har hver sin rolle i utviklingsprosessen av nye produkter.

Materialteknikk
Instituttet  har vi et nasjonalt ansvar innenfor de fire områdene nevnte ovenfor, men bearbeiding av aluminium og bruk av plast og kompositter spiller en spesielt sentral rolle. Materialteknikk er blitt valgt ut som et av de fem satsningsområdene ved NTNU, og foreløpig er aluminium valgt ut som et område for såkalt forskningsdrevet innovasjon.

Industriell økologi og innovasjon
Miljøhensyn får økt fokus og kommer til å bli grunnleggende for produktutvikling i fremtiden. Produktutviklerne får med dette en skikkelig utfordring. I det de utvikler produkter må de tenke på produksjon, logistikk, transport, bruk, service, retur av produkter, gjenbruk eller re-foredling av materialer. Det er behov for en kontinuerlig forbedring av økoeffektivitet til produkter og prosesser i retning av et såkalt bærekraftig samfunn.

Material- og produksjonsprosesser omfatter tilvirkningen av metalliske materialer og plaster, samt plastkompositter, alt dette i vid forstand. Denne tilvirkning gjøres ved hjelp av bearbeidingsprosesser som støping, plastisk forming, plastbearbeiding, sveising og overflate-belegging. Det er etablert forskningsgrupper tilknyttet alle disse bearbeidingsprosessene. Arbeidet gruppene omfatter bearbeidingsmetoder, maskiner, verktøy og materialenes bearbeidingsegenskaper ved fremstilling av industrielle produkter ved hjelp av prosessene. Aktiviteten her omfatter også komponentdesign og komponenters funksjonalitet, levetids-analyser, økologi og gjenbruksstrategier. 

Plastisk forming av metaller

Ved instituttet disponerer man nedskalerte varianter av følgende formeprosesser: Smiing, ekstrudering, trekking, profil- og plateforming. Det arbeides aktivt med å videreutvikle Formingslaboratoriet til høg internasjonal standard. Man benytter avansert måleteknikk for å kartlegge prosessbetingelsene i formeprosessene. Måleresultatene sammenholdes med FE-simulerte analysedata av formingen. Bruk av det kommersielle FE-programmet DEFORM, kombinert med eksperimentalteknikk, har vist seg å være en rask og effektiv måte å ta fram informasjon om formeprosessene. Fagområdet er, på grunn av den store norske lettmetall-produksjonen, gitt høg prioritet som viktig strategisk satsingsområde. 

Støping

Støpeaktivitetene omfatter produksjon av støpegods i jern, stål og ikke-jern metaller, med spesiell aktivitet rundt støping av aluminium- og magnesiumlegeringer. Man arbeider spesielt med numeriske beregninger og eksperimentelle studier av strømningsforhold, temperaturfordeling og størkning under støpeprosessen. Det arbeides også med konstruksjonsstøttesystemer for støpte komponenter.

Plastbearbeiding

Fagområdet dekker hele produksjonsprosessen fra plastråstoffer og fibre helt fram til ferdig produkt. Man disponerer viklemaskiner for fremstilling av komposittstrukturer basert på matriks av såvel herdeplast som termoplast. Videre tilvirkes termoplastbaserte kompositter ved hjelp av infrarød oppvarming. Annet viktig utstyr er blandingsekstrudere for fremstilling av polymere legeringer/blandinger kombinert med reaktiv modifisering av polymerene. Prosessen trengs for å oppnå optimal heft mellom matriks og fibre, og for å forbedre bearbeidbarheten i etterfølgende fabrikasjonsprosesser som profiltrekking og vikling. Videre finnes det maskiner for sprøytestøping av termoplaster, samt to ekstrudere. Man har også pilotlinjer for direkte smelteimpregnering av fiberroving og for profiltrekking med termo-plastbaserte kompositter.

Aktuelle arbeidsoppgaver innen plastbearbeiding er modellering/simulering av termo-plastiske bearbeidingsprosesser som sprøytestøping og ekstrusjon. Til dette formålet benyttes programvare som C-MOLD og POLYFLOW.

Sveising

Forskning mot sveising drives i samarbeid mellom instituttet og SINTEF. Det fins utstyr for de vanlige buesveisemetodene samt et anlegg for simulering av fjernstyrt hyperbarisk undervannssveising. Arbeidet er i hovedsak utprøving og videreutvikling av metoder og utstyr. Datasimulering av prosessforløp samt temperatur og deformasjoner er også viktige aktiviteter.

Overflatebelegging

Man disponerer et laboratorium for termisk sprøyting, med moderne utstyr for to av de mest aktuelle sprøyteteknikkene; lysbuesprøyting og høghastighets flammesprøyting. Lysbue-sprøyting egner seg godt for pålegging av korrosjonshindrende belegg av Al og Zn. Høg-hastighets flammesprøyting er den nyeste form for termisk sprøyting, og den beste metode for påføring av keramisk-metalliske belegg på overflater for beskyttelse mot slitasje og korrosjon.