Tänk dig en framtid där du kan sätta en helt egen prägel på din nästa soffa, och få den tillverkad på ett dygn. Det kan snart bli verklighet genom utvecklingen av industriell 3D-printing. På statens forskningsinstitut RISE i Göteborg utforskas just nu hur additiv tillverkning, eller 3D-printing, kan användas för en hållbar och flexibel industriell tillverkning.

RISE arbetar nära svensk industri och tillsammans med ABB började de tidigt att utforska möjligheten att använda robotar inom 3D-printing. Det största svenska forskningsprojektet inom robot-3D-printing heter Digitalized Large Scale Additive Manufacturing (DiLAM) och finansieras genom det strategiska innovationsprogrammet Produktion 2030. Projektet har i dagsläget 17 deltagare där även Chalmers och ett antal företag är med och stöttar med kunskap och innovation.

– Det vi gör är att utveckla teknik kring att 3D-printa i stor skala – alltifrån prototyper till slutprodukter. Bland annat har vi tillsammans med Melker of Sweden och The Wood Region tagit fram en kajak av sågspån och biobaserad plast, säger Emil Johansson som jobbar med additiv tillverkning/3D-printing på RISE i Mölndal.

En sådan ”utskrift” tar ungefär 24 timmar från ax till limpa.

– Det som sätter begränsningen i tid är inte roboten, utan att det material vi lägger ut måste hinna svalna. Varje lager är cirka 2,5 mm, så en kajak består av ungefär 2500 lager. Det vi tror är framtiden är att man printar ut tio kajaker åt gången, på ett dygn. Då börjar man få en produktionshastighet som är kommersiellt lönsam till och med för konsumentbruk, säger han.

Läs mer: Så gör Sculptur designmöbler av gamla fiskenät

Andra potentiella användningsområden är exempelvis tillverkning av möbler, smycken, fordonskomponenter och verktyg. Att bygga upp något av material där man lägger till i stället för att forma något genom till exempel fräsning, gör att designfriheten och komplexiteten blir mycket större än vid traditionell tillverkning.

– Man kan skapa komplicerade geometrier som annars inte är möjliga på kortare tid och till lägre kostnad. Det krävs dessutom mindre material och ger mindre spill, säger han.

Just materialet är en kritisk faktor inom 3D-printing.

– Inom traditionell tillverkning med polymerer eller metall kan man välja på tusentals material. Inom 3D-printing är det begränsat till kanske runt 50 olika beroende på materialkategori. Men flexibiliteten kommer att öka, utvecklingen är ännu på många sätt i sin linda trots att tekniken har funnits i över 30 år, säger Emil Johansson, som själv har en bakgrund som kemitekniker.

Läs mer: Industriroboten som dansade Stravinskij

En stor trend inom 3D-printing är att det sker ett skifte mot mer miljövänliga material. Till exempel så arbetar RISE tillsammans med bland annat Stora Enso med att ta fram material med stor andel träfibrer inom projektet WouldWood.

– Det ger en härlig känsla, det luktar och känns som trä, samt minskar miljöpåverkan. Vi gav faktiskt bort varsin 3D-printad vas i det materialet till Angela Merkel och Stefan Löfven på en mässa i Hannover nyligen.

Hållbarhetsaspekten, såväl ur ett miljö- som ur ett socialt perspektiv, är viktig för RISE som arbetar på uppdrag från svenska staten. De nära 3000 medarbetarna forskar kring allt från 3D-printing till att minska vibrationer i tunga maskiner. Det sistnämnda är idag den vanligaste orsaken till arbetssjukdom idag i Sverige.

Läs mer: Trenderna som formar framtidens industri

– Många människor lider av vibrationsskador efter att ha arbetat med handhållna maskiner inom till exempel montering. Ett riktigt spännande projekt som min kollega Hans Lindell arbetar med är ”Noll vibrationsskador”. Där utvecklas teknik som absorberar vibrationerna i handhållna maskiner med hjälp av balansringar och motvikter, säger han.

Enligt Emil Johansson skulle många av de runt 300 000 personer som arbetar med vibrerande verktyg mer än 2 timmar om dagen kunna få en bättre arbetsmiljö genom detta. Industrin skulle spara pengar på minskade sjuktal samt ges möjlighet till automatisering av monotona arbetsuppgifter.

– Det öppnar upp för att vissa sysslor kan skötas med hjälp av robotar, som inte heller är speciellt förtjusta i vibrationer.

Emil Johansson beskriver RISE som en länk mellan universiteten och industrin.

– I 99 procent av fallen har vi en slutanvändare som är intresserad och delaktig i projektet.

Svensk industri är en av världens mest innovativa, men vi kan alltid bli bättre. Med ökade miljöpåtryckningar från EU så gäller det också att vara tidig att ställa om, det skulle ge en stor konkurrensfördel i framtiden.