För att främja framstående forskning inom lagerområdet har SKF gått in i strategiska partnerskap med den akademiska världen. Detta har lett till att två tekniska universitetscentrum har startats.
På Cambridge University och Imperial College London har två tekniska universitetscentrum (UTC – University Technology Centre) nyligen inrättats. Dessa institutioner innebär att SKF har åtagit sig att bekosta långsiktig akademisk forskning i syfte att lösa några av lagerteknikens mest irriterande problem.
Samarbete mellan industrin och den akademiska världen är ingenting nytt för SKF. Företaget har pågående samarbetsavtal med många universitet runtom i världen. Men i detta fall har SKF slutit ett femårigt strategiskt avtal med både Institutionen för teknisk materialvetenskap och metallurgi på Cambridge University och Institutionen för maskinteknik på Imperial College i London. Avtalen gäller forskning kring två mycket avgörande områden inom lagerteknik.
Till en början kommer teamet i Cambridge att fokusera på stålets sammansättning och värmebehandlingen av stål, för att bättre förstå mekanismerna och hur man kan minska skador på lagren. Professor Harry Bhadeshia, en erkänd expert på stålets fysiska metallurgi, leder det sju personer starka teamet av doktorander och forskare i Cambridge. Hans tidigare arbeten har resulterat i ett antal ovanliga legeringar, bland dem det speciella rälsstål som användes i tunneln under Engelska kanalen. SKF UTC inrättades i Cambridge i maj 2009.
SKF UTC på Imperial College London, som inrättades i januari 2010, kommer att fokusera på området modellbygge och simulering av tribologiska system. Inom tribologi studeras vad som händer när olika ytskikt rör sig i förhållande till varandra – deras konstruktion, smörjning, friktion och ytutmattning. Professor Hugh Spikes leder teamet på Imperial College som består av fem doktorander och forskare. Hugh Spikes har publicerat mer än 200 akademiska uppsatser om tribologi och har flera patent inom området.
Målet för teamet vid Imperial College är att med hjälp av datormodellering och teoretiska studier utveckla en detaljerad förståelse för smörjmedlens kemi, hydrodynamisk och elastohydrodynamisk smörjning, samt kontaktmekanismer som ytskador och ytutmattning. Ett viktigt syfte är att minska friktionen och nötningen inuti lagren och därigenom öka deras livslängd och miljöprestanda.
Även om högteknologiska företag som SKF har egna specialister och anläggningar för forskning och utveckling finns det fördelar med att jobba tillsammans med den akademiska världen. Tillgången till forskare av världsklass och ingenjörer med en långsiktig inställning, ger ett annat tillvägagångssätt vilket totalt sett förbättrar kreativiteten. Tidsramarna för när resultat måste uppnås är dessutom oftast mer långsiktiga än de skulle vara för interna projekt.
– SKF är världsledande inom lagerteknik, medan vi på Cambridge har den grundläggande kunskapen om stål och hur stål kan fungera och förbättras. Tillsammans kan vi utveckla verkligt genombrytande tekniker som kan avhjälpa vanliga problem hos lager, säger professor Harry Bhadeshia.
Alan Begg, Senior vice president för SKF Group Technology, förklarar:
– Vi jagar inte på för att få fram nyheter om lagerstål på en vecka, utan söker steg för steg efter kreativa förändringar. Arbetet på Cambridge och Imperial College har gett oss nya insikter redan på ett tidigt stadium. Jag ser verkligen fram emot vad de kan göra för oss.
En annan fördel med att jobba med akademiker, förutom tillgång till forskare som kan tänka i nya banor (se sidoartikel), är att man får utrustning och resurser som i vanliga fall inte skulle finnas i ett forskningslaboratorium hos SKF.
– Cambridge har till exempel mer än 20 elektronmikroskop för att studera och kartlägga den atomiska strukturen hos olika stål. Det är något vi inte kan göra internt i den omfattningen, säger Alan Begg.
FORSKNING PÅ HÖGSTA NIVÅ
Forskningsteamet i Cambridge söker nya vägar att bekämpa utmattningsproblemet i lagerstål.
Vid Institutionen för teknisk materialvetenskap och metallurgi på Cambridge University har SKF UTC i uppdrag att ta fram nya idéer för lagerstål.
– Ett av de stora problemen för lager är utmattningen, säger Harry Bhadeshia, professor på Cambridge University och chef för SKF UTC.
Han har bedrivit grundforskning om stål och dess egenskaper i 36 år.
– En kula rör sig över en ring och belastar stålet. Detta leder till slut till att det slutar fungera, så det finns mycket att göra för att förbättra stålets egenskaper för att stå emot belastningen, konstaterar Harry Bhadeshia.
Han förklarar att man inom Cambridge bland annat tittar närmare på hur nanokristallin kan användas för att minimera förekomsten av sprödbrott i stålet. Ett annat område handlar om att stänga in väteatomer i stålet med töjningar runt partiklarna. Väte återfinns exempelvis i fukt och smörjmedel, och det kan komma in i stålet via korrosion.
– Vi blir aldrig av med korrosion, men om vi kan stänga in vätet och hålla det borta från områden där det kan åstadkomma skada skulle vi kunna undvika många problem. Ingen annanstans i världen pågår forskning om nanostål för användning i lager. Det finns ingen som har de resurser vi har, säger Harry Bhadeshia.
Trots att nanotekniken för väteinneslutning fortfarande befinner sig i sin linda tror han att det kan bli ett tekniskt genombrott.
– Vårt mål är att utföra långsiktig forskning som kan leda till att nya tekniker implementeras inom SKF. Vi har fortfarande en lång väg kvar för att testa detta, men om det fungerar för att tackla väteproblemet kommer vi att ha funnit en bot som oskadliggör vätet, säger Harry Bhadeshia.
Detta är lättare sagt än gjort. Det vanligaste stålet för tillverkning av lager är 1%C-1,5%Cr-lagerstål. Att finjustera stålet genom att tillsätta ett brett spektrum av andra atomer eller lösta ämnen i olika ppm-koncentrationer (förutom det som sker vid ståltillverkningen och valsningen) kan ha en betydande påverkan på stålets kristallinstruktur och därmed dess driftegenskaper. Harry Bhadeshias team hoppas kunna minska antalet experiment som behövs, genom att utveckla och använda teorier som är lämpliga för lagerteknik.
– Bara fem procent av vetenskapen resulterar i tekniska lösningar, men vårt mål är att framställa en produkt. Och vi har inga ursäkter för att inte leverera, med tanke på det problemfria samarbetet med SKF och all goodwill, säger Harry Bhadeshia.
“Only 5 percent of science makes it into technology, but our goal is to produce a product, and we have no excuse not to deliver – bearing in mind the 100 percent seamless cooperation from SKF and so much good will,” says Bhadeshia.
