Et optimeret, 3D-printet design, som blev udviklet i samarbejde med Teknologisk Institut - Materialer resulterede i en løsning, hvor kalibreringstiden for Sens4’s sensorer er gået fra omkring 10 timer til omkring 8 timer pr. sensor, altså en reduktion på 20 procent.

Den danske virksomhed Sens4 fremstiller måleinstrumenter, der bl.a. kan måle temperatur og tryk med stor præcision. Specielt måling af undertryk, såkaldt vakuum, har Sens4 specialiseret sig i.

Måleinstrumenterne bruges i forskellige industrier, som f.eks. fremstilling af halvlederelektronik, overfladebehandlinger af optik, medicinalvareproduktion og højteknologiske analyseapparater, såsom massespektrometre. Fælles for dem er, at de måler og styrer trykket i en given proces for at sikre høj kvalitet og ensartethed.

Sens4 har automatiseret store dele af deres produktion for at nedbringe produktionsomkostninger og gøre fremstillingen hurtigere. Måleinstrumenterne undergår en individuel temperaturkalibrering, som er en af de mest tidskrævende trin i fremstillingsprocessen. Derfor ønskede virksomheden at finde en hurtige metode:

”Kalibreringen tog op til 10 timer pr. sensor, hvilket betød, at vi med vores nuværende kapacitet max kunne teste 48 sensorer om dagen på hvert af vores systemer. Vores mål var at forkorte kalibreringstiden uden at gå på kompromis med præcision,” siger Caspar Christiansen, CTO ved Sens4.

Det problem ville Sens4 løse i et MADE materiale demonstrationsprojekt med Teknologisk Institut.

3D-print ændrer luftstrømmene

Under kalibreringen placeres måleinstrumenterne i nogle små temperaturregulatorbokse, som skal ramme nogle bestemte temperaturer. Det tager tid for boksene at gå fra den ene temperatur til den anden, og det var netop skiftet – disse overgangsfaser – som Sens4 ønskede at gøre mere effektiv.

MADE demonstrationsprojektet afdækkede hurtigt, at der var forbedringspotentiale i måden, hvorpå temperaturændringerne blev håndteret. Ved hjælp af 3D-print teknologi kunne der designes og fremstilles mere effektive køleelementer og komponenter til styring af luftstrømmen gennem testkamrene.

“Med 3D-print kunne vi eksperimentere med forskellige geometriske designs, som ikke var mulige tidligere,” forklarer Kristian Rand Henriksen, forretningsleder på Teknologisk Institut og tilføjer:

“Vi skabte køleribber med større overfladeareal og implementerede gyrostrukturer – altså fordybninger, som øger overfladearealet og dermed forbedrer varmeudvekslingen betydeligt. Denne tilgang gjorde det muligt for os at reducere tiden, det tager at skifte mellem temperaturer markant. En vigtig del af testfasen er nemlig at udsætte sensorerne for forskellige temperaturer, og jo hurtigere vi kan gå fra en temperatur til en anden, jo hurtigere er testen gennemført.”

2 timer sparet ved hver kalibrering

Den nye løsning involverede også optimering af luftstrømme ved hjælp af specialdesignede blæsere og kanaler, som blev placeret taktisk for at maksimere effektiviteten. Ved at lede luftstrømmen mere målrettet kunne Sens4 sikre, at boksene blev kølet og varmet hurtigere, hvilket reducerede den samlede kalibreringstid.

De forsøgte med forskellige designs, og det resulterede i en optimeret løsning, hvor kalibreringsprocessen gik fra omkring 10 timer til omkring 8 timer pr. måleinstrument, altså en reduktion på 20 procent.

”Vi har set nogle meget fornuftige resultater fra de tests, der er blevet udført. Den kortere kalibreringstid betyder, at vi kan udføre to kalibreringskørsler på ét døgn, hvilket giver en fordobling af kapaciteten og derved produktionsmængden” siger Caspar Christiansen.

Stor besparelse på produktionsomkostninger

Den forkortede kalibreringstid forventes at skære ca. 200 kr. af produktionsomkostningerne på hvert enkelt produkt, hvilket vil kunne mærkes mere og mere i takt med, at efterspørgslen stiger, fortæller Caspar Christiansen.

For Sens4 har projektet altså ført til en stigning i produktionskapaciteten og en effektivisering af produktionen og ikke mindst en dybere forståelse af, hvordan 3D-print kan bruges til at tackle komplekse udfordringer.

”Samarbejdet med Teknologisk Institut har været meget positivt. Vi har oplevet et løsningsorienteret team, der har været gode til at kaste nye bolde op og dele deres viden. Det har hjulpet os, så vi nu ser store muligheder i at bruge 3D-print i produktionsøjemed – også fremadrettet – da det giver en fleksibilitet til hurtigt at kunne justere og forbedre vores udstyr,” siger Caspar Christiansen.  

Om MADE demonstrationsprojekter

Med et MADE Demonstrationsprojekt kan en lille eller mellemstor virksomhed få op til 100.000 kr. i støtte til at løse en konkret udfordring i virksomheden eller afprøve en ny teknologi i produktionen.

Ved at blive koblet op sammen med Teknologisk Institut, FORCE Technology, Alexandra Instituttet eller DAMRC får man adgang til de teknologier, den viden og de kompetencer, som er nødvendige i forhold til at løse den konkrete udfordring i virksomheden.

MADE demonstrationsprojekter er medfinansieret af den Europæiske Regionalfond og Danmarks Erhvervsfremmebestyrelse.