Lättviktsagendan

Lättvikt lyfter svensk konkurrenskraft - för en hållbar värld

För att bidra till, och utveckla, innovation inom lättvikt behövs en strategi. Därför styrs verksamheten inom LIGHTer utifrån vår strategiska forsknings- och innovationsagenda som vi kallar Lättviktsagendan. Agendan utgår från konkreta behov som tagits fram av industrier och forskare i många olika branscher. Med hjälp av agendan hoppas vi kunna länka samman, men också avgränsa, projekt och forskningsområden så att vi arbetar fokuserat mot våra mål.

Hela Lättviktsagendan finns tillgänglig nedan på både svenska och engelska. 
Välkommen att beställa ett tryckt exemplar av agendan genom att kontakta oss.

Inför framtagningen av agendan gjordes också en omvärldsanalys av lättviktsområdet som även den finns tillgänglig nedan. 

 

Denna agenda beskriver hur vi tillsammans kan ge Lättvikts-Sverige mera skjuts och möta de stora  samhällsutmaningarna inom miljö, tillväxt och innovationseffektivitet. Några förbättringsområden är speciellt viktiga under de närmaste åren:

Täta gapet mellan strategisk forskning och industrins utveckling

Sverige behöver sjösätta ännu fler projekt som jobbar med nya innovativa angreppssätt på viktutmaningar.
Idag finns för få så kallade högriskprojekt där seniora forskare och industrins produkt och teknikutvecklare samarbetar. För att täta gapet behöver svensk industri och akademi hitta arbetsformerna och inspirationen till fler högriskprojekt.
Här är vårt forskarnätverk en bra bas för en systematisk generering av idéer. Vi behöver helt enkelt fler tekniksprång!

Stärka hela värdekedjan – från globala industrier till SMF

Hela värdekedjan måste med. Det är en förutsättning för att vi i Sverige ska lyckas med vår nyindustrialisering
och skapa ekonomisk tillväxt. För att stärka fler små och medelstora företag (SMF) inom lättviktsutveckling, behöver vi bland annat arbeta kraftfullt i våra regionala noder samt ge utrymme för gränsgångare som kan förmedla kunskap mellan företag, akademi och institut. Vi tror också att vi måste anpassa våra modeller för samverkan, så de mindre företagens medverkan i fleråriga forsknings- och utvecklingsprojekt kan koncentreras till den del av projekten då de kan göra störst nytta och själva få ut mest av projekten. Det skulle gynna såväl SMF som de stora projektaktörerna och öka synergierna i projekten.

Ta ett helhetsgrepp på test- och demoanläggningar

Sverige måste ta ett helhetsgrepp på villkoren för test- och demoanläggningar och genomföra
en genomgripande satsning. Att ta fram demonstratorer är nämligen en förutsättning för att ny teknik snabbt ska leda till nya affärer och produkter med starka miljöfördelar. Lättvikt, liksom flera av landets andra innovationsområden, har ett stort behov av test- och demomiljöer som stärker hela värdekedjan.
Vi kommer tillsammans med andra strategiska innovationsprogram att arbeta brett för att hitta nya möjligheter och lösningar – regionalt, nationellt eller internationellt.

50 % Lättare med lägre kostnader

Många företag jobbar idag med att effektivisera sina tillverkningsprocesser för att kunna införa nya lättare material och innovativa lösningar till rätt kostnad. Vårt strävansmål för utvecklingsinsatserna inom temat är att halvera vikt till en lägre kostnad, så att kostnaderna för lättviktslösningar inte begränsar introduktionen av kommersiella produkter. 
Starka trender just nu är att ersätta kolstål med aluminium, sandwichmaterial eller höghållfast stål, att använda kompositmaterial i hela eller delar av en produkt och utveckla fler hållbara metoder. Det vill säga använda så lite
material och energi som möjligt under tillverkningen (net-shape för komplexa geometrier) och att möjliggöra återanvändning av material.
När det gäller tillverkning av kompositstrukturer har svensk industri tagit viktiga steg framåt. Inom fordon och flyg etableras nu högvolymsproduktion i komposit på utvalda komponenter, men utvecklingen behöver accelerera
under de närmaste åren. Det finns också ett ökat intresse för biobaserade kompositer.
Nya additiva tillverkningsprocesser introduceras snabbt i industrier över hela världen. Metoden ger stor flexibilitet
vid konstruktion av komponenter och skapar helt nya möjligheter att producera geometrier som är optimerade för
lättvikt. För att additiv tillverkning ska slå igenom på bred front i Sverige och ge kostnadsbesparande  volymproduktion krävs utvecklingsinsatser. Exempelvis behöver tillverkningen effektiviseras och det krävs nya metoder för verifiering av produkternas kvalitet.

50% Lättare med kortare utvecklingstid 

Kraven på korta och förutsägbara tidsplaner för produktutveckling är starka på alla globala marknader. Därför måste teknologier och utvecklingsmetoder verifieras innan de introduceras i ett affärsprojekt, så att det skarpa utvecklingsarbetet kan drivas utan större bakslag längre fram i projektet. Ett viktigt bidrag till detta är att utveckla och använda virtuella metoder så långt det är möjligt.
Strävansmålet för innovationstemat är att halvera vikt utan att utvecklingstiden för lättviktslösningar försenar marknadsintroduktionen av kommersiella produkter.
Det innebär bland annat att den virtuella verktygslådan måste utvecklas parallellt med den fysiska. En annan viktig aspekt är att med grundläggande förståelse i virtuella metoder kunna flytta ny teknologi mellan olika
produkter, produktstorlekar och branscher.
Exempelvis måste provningen av framtidens kompositbilar kunna göras genom simulering, på samma effektiva sätt som för dagens bilar. Ett annat område som behöver utvecklas är industrins förmåga att simulera effekten av
tillverkningsprocesser och verktygsform på den färdiga produktens kvalitet; till exempel geometritolerans vid komponenttillverkning eller materialkvalitet vid formning och härdning av en komponent i komposit eller metall.
Även snabbt växande metoder som additiv tillverkning kräver nya virtuella metoder för att vara användbara i branscher med höga kvalitetskrav och korta produktutvecklingstider.
Nya tillverkningsprocesser och nya test- och demometoder kan också vara en väg till snabbare utveckling av nya produktlösningar eller för detaljerad verifiering av simuleringsmodeller.
För att på bred front påskynda utvecklingen av lättare produkter är det dessutom nödvändigt att snabbare erbjuda kvalificerad materialdata och skapa standarder för nya material.

50 % Lättare med mixade material

Förmågan att använda rätt material på rätt ställe i en konstruktion är ett uppenbart innovationstema för viktreduktion. Vårt strävansmål för innovationstemat är att halvera vikt genom att lyckas kombinera olika material och samtidigt nå optimal funktion.
Intresset för multimaterialkonstruktion och fogningsteknik har accelererat under de senaste åren. Svensk industri har stort behov av mer innovativa fogningsmetoder och utmaningen är att hitta strukturella lösningar som kan hantera materialens olika termiska expansion, galvaniska korrosion med mera. Problematiken blir tydlig med så olika material som aluminium, stål och polymerkomposit, eller när två stållegeringar med olika karaktäristik ska fogas samman. Då gäller det att inte förlora produktegenskaper i fogningsprocessen.
En nyckel till framgång är tillförlitliga beräkningsmetoder, som exempelvis kan beräkna livslängden för fogar. Det finns också ett stort behov av automatiserade fogningsprocesser för att öka precisionen och produktionstakten. Även i produkternas slutskede spelar fogning en viktig roll, för att underlätta demontering eller andra strategier för återvinning och återanvändning. 

50 % Lättare med förbättrade egenskaper & innovativa lösningar 

Det finns många angreppssätt för att skapa lättare strukturer och därför blir det också allt viktigare att arbeta på övergripande systemnivå. Genom förbättrade materialegenskaper kan väggtjockleken på en komponent minskas eller materialet omfördelas till rätt plats. Det finns också andra icke- mekaniska egenskaper som kan bidra till lägre vikt, till exempel nötnings- eller korrosionsbeständighet.
Även kombinerade eller innovativa funktioner i den mekaniska strukturen, så kallad multifunktionalitet, kan reducera systemvikten.
Exempelvis kan ett multifunktionellt material ha optiska eller elektriska funktioner som kan reducera behovet
av tunga apparater eller andra komponenter.
Vårt strävansmål för innovationstemat är att halvera vikt genom förbättrade egenskaper och nya innovativa lösningar.
Såväl metalliska material som stål, gjutjärn och aluminium som komposit- och sandwichmaterial har stor potential som lättviktsmaterial. Det handlar om att förbättra materialens egenskaper, men också att utveckla tillverkningsprocesser och komponentlösningar.
Sverige behöver förstärka forsknings- och utvecklingsarbetet kring nya innovativa lösningar som kan bidra med större framsteg inom lättviktsområdet. 

Strategisk forskning

För att stärka vår konkurrenskraft inom lättvikt måste Sverige driva världsledande forskning inom noggrant utvalda områden. Det innebär att starka forskargrupper behöver koordineras och få möjlighet att under minst en 20-årsperiod bedriva spjutspetsforskning inom de områden som stödjer industrialiseringen av nya lättare produkter.

Målstyrning och kontinuitet skapar vi genom att koppla den strategiska forskningen till våra långsiktiga innovationsteman. Forskningen fokuserar på grundläggande frågeställningar och metoder som kan utnyttjas branschöverskridande och förädlas i våra industridrivna projekt och därefter verifieras i test-
och demoanläggningar.

Lättviktsforskningen som idag koordineras av LIGHTer involverar flera av Sveriges universitet och högskolor samt forskningsinstitut som verkar inom de aktuella teknikdisciplinerna. Yngre forskare har engagerats för att bedriva långsiktig excellent forskning.

Tillsammans har vi framgångsrikt skapat ett nationellt nätverk som involverar såväl industrin som seniora forskare och doktorander. Parallellt drivs ett mycket uppskattat doktorandnätverk, LIGHTer PhD Network, som omfattar ca 50 doktorander från hela landet. Vår första internationella konferens var också startskottet på ett större internationellt samarbete som kommer att utvecklas under de närmaste åren.
Hittills har vårt fokus varit att dra igång strategisk forskning inom materialmodellering, ett av de kompetensområden som är avgörande för framgång inom lättviktsområdet. Erfarenheten har dock snabbt
visat att forskningsprojekten ofta måste involvera fler teknikdiscipliner för att matcha våra innovationsteman
och nå önskat resultat. Därför kommer vår forskning framåt att behöva utvidgas med kompletterande
kompetenser från flera av Sveriges universitet.

Vi behöver också jobba strukturerat med nya innovativa angreppssätt för att skapa fler stora tekniksprång.
Idag finns för få så kallade högriskprojekt med stor vinstpotential där radikalt nya idéer eller forskningsrön utvecklas mot industriella tillämpningar.

Utmaningen är att skapa en naturlig process som tar idéer från forskningsstadiet till industriella genombrottsprojekt. En möjlighet vi tittar på är att vidareutveckla idégenereringen i vårt forskarnätverk och koppla ihop den med industrins produktutvecklare i LIGHTers teknikgrupp.

För att nå världsklass inom lättviktsteknik måste vi fortsätta öka antalet seniora forskare inom hela lättviktsområdet. De seniora forskarna har också ett speciellt ansvar att överföra mogen teknologi till industrin. Vi ser dessutom stora fördelar med att förstärka forsknings- och utvecklingssamarbetet mellan flera strategiska innovationsprogram.

Industriförankrade utvecklingsprojekt

Fram till augusti 2016 har Strategiskt innovationsprogram Lättvikt startat drygt 30 projekt, förankrade i industrins behov. Projekten är en brygga till snabbare produktutveckling och kommersialisering, både för företag med slutprodukter och för företag som levererar material, tillverkningsprocesser eller tjänster.

Vår ambition är att stärka flera branscher och leverantörsnivåer på en gång. Detta har visat sig vara en
utmaning på höga teknikmognadsnivåer (TRL) där industrins utvecklingsbehov blir mera produktspecifika.
Vid branschöverskridande samarbete kräver projektansökan helt enkelt mera arbete, mer tid och ett stort nätverk. Men de som har vågat och kunnat satsa den energi och gränsöverskridande kompetens
som krävs, kan också visa goda projektresultat.

De strategiska innovationsprogrammen inom Lättvikt och Flyg har tillsammans testat ett helt nytt samverkanskoncept, som resulterat i fem ”success stories” inom automatiserad komposittillverkning.
När ”multi use”-projekt fungerar, mångdubblar det effekten av innovationssatsningarna. Slutsatsen är att
vi ska fortsätta arbeta gränsöverskridande i våra utvecklingsprojekt, men också öppna upp för branschspecifika
projekt, om resultaten kan appliceras i flera branscher.

Som vi tidigare nämnt behöver Sverige också sjösätta fler projekt som jobbar med nya innovativa angreppssätt
på viktutmaningar. För att täta gapet mellan strategisk forskning och utvecklingsprojekt måste svensk industri och akademi hitta arbetsformerna och inspirationen till fler högriskprojekt.

Att Sverige på allvar satsar på test- och demoanläggningar är också helt avgörande för att de industriförankrade
projekten ska ge full effekt, det vill säga att den nya tekniken blir nya affärer och konkreta miljöförbättringar så snabbt som möjligt.

Test- och demoanläggningar

I regeringens strategi för nyindustrialisering är Testbädd Sverige ett av fyra fokusområden. Här slår man fast att ”Sverige måste främja samverkan mellan universitet, högskolor och industri inom forskning”. För lättviktsområdet är en större genomgripande satsning på test- och demoanläggningar helt nödvändig för att svensk industri ska hålla jämna steg med omvärlden.

Den globala trenden är att allt mer av teknikutveckling och verifiering sker i test- och demomiljöer innan företagets affärsanknutna produktutveckling startar. Det här är ett sätt att minimera affärsriskerna och skapa
synergier längs hela värdekedjan och mellan olika branscher.

Såväl Storbritannien som Tyskland har byggt upp en mycket stor test- och demokapacitet hos forskningsinstitut
och akademi, något som Sverige måste möta med kraftigt ökade resurser för produktionsliknande verifieringar av teknologier och lösningar.

Flera av våra industriförankrade projekt har framgångsrikt tagit fram demonstratorer i befintliga anläggningar och visat värdet av att arbeta hela vägen fram till provning i en relevant miljö. Men det har varit svårt att skala upp test- och demoanläggningar för lättvikt i Sverige, eftersom såväl resurser som rätt metod för etablering och drift har saknats.

Relationerna mellan forskningsutförare och industri måste förstärkas och satsningarna behöver bli systematiska istället för fragmenterade. Det vill säga ett samarbete som sträcker sig från låga TRL-nivåer till verifiering och provning (TRL5-6). Detta skulle skapa helt nya förutsättningar för kommersialisering av ny teknik och på allvar effektivisera svenskt innovationsflöde.

Under de närmaste åren kommer vi därför att stärka våra ansträngningar, dels med att utveckla demonstratorer i fler projekt, dels med att utveckla de test- och demoanläggningar som är nödvändiga för svensk lättviktsutveckling.

Vi behöver också öka vårt internationella samarbete och hitta formerna för utbyte i de avancerade test- och demoanläggningar som finns i marknadsledande länder. Fler kvalitativa test- och demomiljöer ökar även
möjligheterna till samverkan mellan Sveriges strategiska innovationsområden och skapar en bra utvecklingsmiljö för doktorander och studerande.

Utbyte mellan små och stora företag för tillväxt

Sverige måste bli ännu bättre på att ta vara på innovationspotentialen i våra små och medelstora företag och skapa samverkan med större företag, så att vi kan dra nytta av vår totala kompetens. Vi har identifierat fyra åtgärder/verktyg som stärker samarbetet: process- och prototypcheckar, ”first customer”, certifiering mot nya branscher och gränsgångare. Under de närmaste åren behöver våra insatser intensifieras, bland annat genom satsningar i våra regionala noder. Där har vi möjlighet att kombinera regional kännedom om företagens behov med nationell spetskompetens inom rätt områden.

Vi tror också att vi måste anpassa modellerna för samverkan, så de mindre företagens medverkan i fleråriga
forsknings- och utvecklingsprojekt kan koncentreras till den del av projekten då de kan göra störst nytta och
själva få ut mest av projekten. Det skulle gynna såväl SMF som de stora projektaktörerna och öka synergierna i projekten.

För de stora aktörerna skulle det innebära att valet av projektdeltagare kan ske senare när man enklare kan matcha behov med leverantör, och på så sätt underlätta uppstarten av fleråriga projekt. Målet är att stärka tillväxten i hela leverantörskedjan på ett resurseffektivt sätt.

Kompetensutveckling och kompetenskedjor  

Svensk industri har stora kompetensluckor inom lättviktsområdet. Förutom att stärka kompetensen inom en rad olika teknikdiscipliner behöver vi bygga upp tvärfunktionella strukturer och multidisciplinär kompetens, för att kunna utveckla nya innovativa lättviktslösningar.

Vi har hittills arbetat med att erbjuda ”lättviktsdiplomering” samt industrikurser för personer som redan arbetar ute i industrin. För att snabbt sprida ny teknik har dessutom alla industriförankrade utvecklingsprojekt haft i uppdrag
att bidra till kursutbudet. Utmaningen framåt är att vi, med våra utbildningar, når många fler personer som arbetar med lättviktfrågor. Bland annat kommer vi att utnyttja våra regionala noder för att fler ska få möjlighet att delta och bygga upp samarbeten med andra aktörer för att hitta rätt upplägg för utbildningarna. Seminarier och nätverk kring specifika frågor efterfrågas och många utbildningar skulle kunna erbjudas i digitala kanaler.

Vårt doktorandnätverk, LIGHTer PhD Network, har utvecklats till en annan viktig väg för kompetensöverföring vilken vi kommer att fortsätta stimulera. Hittills har 34 doktorander deltagit i våra doktorandkurser och utbytt erfarenheter vid nätverksträffar och ute hos olika industriföretag. Vår bedömning är att det inom en tioårsperiod krävs ett stort antal nya doktorer för att skapa ett långsiktigt hållbart nätverk som på allvar kan bidra till att lyfta svensk innovationskraft inom lättviktsteknologier.

Vi ser också ett starkt behov av att stärka kompetenskedjorna inom lättvikt med hjälp av så kallade gränsgångare. Det vill säga, personer som bygger nätverk genom att verka i mer än en organisation och via sitt arbete sprider kompetens och resultat. Exempel på var gränsgångare kan verka är mellan små och stora företag, mellan SMF och institut, och mellan universitet och institut. De första gränsgångarna är nu ute i företag och vår ambition är att utveckla konceptet så att det blir så effektivt som möjligt.

Samverkan regionalt, nationellt och internationellt

Branschöverskridande samverkan är ett av våra styrkeområden och det måste hela den svenska utvecklingsvärlden bli bättre på. Det är så vi kan skapa lättviktsexcellens på ett kostnadseffektivt sätt. Vi har kommit långt i arbetet med att bygga upp regionala lättviktsnoder, i syfte att stärka hela leverantörskedjor. Västra Götaland och Småland har nu fungerande lättviktsnoder, och diskussioner förs i bland annat Halland, Blekinge, Östergötland och Norrbotten.

Även nationellt behöver Sverige stärka strukturen för kompetens- och teknikutveckling inom lättvikt och hitta formerna för samverkan. Vi jobbar för att skapa kontinuerligt samarbete med offentliga finansiärer, branschspecifika organisationer och andra strategiska innovationsprogram, som SIP Metalliska material, SIP Innovair, SIP Grafen, SIP RE:Source, SIP Produktion2030 och skogsindustrins SIP Bioinnovation.

Forskarna inom akademi, institut och företag är redan aktiva inom flera EU-program samt andra forskningsprogram och nätverk, vilket naturligtvis kan utvecklas ännu mera. Vårt nätverk, tvärs igenom branscher, ökar möjligheten att angripa de samhällsutmaningar som anges exempelvis i det europeiska ramprogrammet Horisont 2020. Vi kommer fortsätta arbeta aktivt och försöka påverka, så att fler utlysningar och teman fokuserar på lättvikt. Vi satsar också på att etablera vår internationella lättviktskonferens som den ledande branschöverskridande lättviktskonferensen i Europa.

Ledning och finansieringsstruktur

En uthållig och sammanhållen ledning med kraftfulla resurser är förutsättningen för att skapa framgångar inom lättvikt. Myndigheter, industri, akademi och institut måste tillsammans storsatsa i tid och pengar för att verkligen åstadkomma industriella avtryck.

LIGHTers styrelse, medlemmar och intressenter har tillsammans visat att vi har förmågan att vara den
nationella nod som krävs för att driva på teknik och kompetensutvecklingen inom lättvikt.
Vår bedömning är att det krävs denna typ av koordinering av hela lättviktsaffären för att
nå de mål vi satt upp.

En av ledningens allra viktigaste uppgifter är att ta ansvar för portföljhanteringen av utvecklingsprojekten och de tillväxtfrämjande insatserna inom lättvikt. Ledningen arbetar också med att bedöma behov, koordinera,
bevaka synergieffekter och fånga upp möjligheter runt omkring oss. Enskilda projekt och insatser drivs däremot av projektledare från industri, akademi eller institut.

Vi har byggt upp ett stort förtroende och bred förankring hos många industrigrenar, systemleverantörer och underleverantörer, liksom hos akademi, institut, branschföreningar med flera. Det är vi stolta över. Vi kommer att fortsätta stärka vårt arbete, i nära samarbete med myndigheter. Vår stora uppgift är att genom branschöverskridande samverkan skapa såväl tillväxt och konkurrenskraft åt svensk industri som hållbara
lösningar på våra gemensamma miljö- och klimatutmaningar.

Uppdatering av Lättviktsagendan

Den aktuella agendan kom 2016 och är en uppdaterad version av den första utgåvan 2013. Lättviktsagendan uppdateras vart tredje år. Nedan kan du läsa de äldre versionerna.