En av vårterminens kurser på schemat var Leichtbaustrukturen mit Werksoffe (=Lättbyggnadsstrukturer med lättbyggnadsmaterial), 6 hp. Vi hade tenta i går (29 juni) och kursen är nu helt över.
Vad händer under en sådan kurs?
Januari
Första frågan var: Är kursen av en lämplig svårighetsgrad för en KTH-Campus Telge-student? Prof. Götte rekommenderade inte att jag skulle ta den, om jag inte hade hållit på med sådant förr. Jag sa att vi visst har gjort hållfasthetslära på KTH!
Och för att allt skulle bli rätt, träffade jag Prof. Baumann, som höll i kursen. Jag visade kursböckerna från Hållfasthetsläran på KTH och han svarade med att gå fram till bokhyllan och plockade fram samma böcker. ”Fast i tysk översättning” sa Prof. Baumann.
”Om Ni behärskar detta, så har Ni goda förutsättningar för att bli framgångsrik! Men det behövs också mycket arbete…”
Jag tackade och sa att jag är med.
Februari
Kursen bestod av två delar, som i praktiken var mycket fristående med lektionstillfälle för varje del en gång per vecka – alltid samma tid! Prof. Baumann höll i hållfasthetsdelen och Prof. Portmann i lättbyggnadsmaterialdelen.
När vårterminen inleddes i slutet av februari, var kursens första tillfälle ett studiebesök på Ruag Areospace AG i Emmenbrücke (nära Luzern). Vi fick vi se tillverkningen av många olika flygplanskomponenter som görs för flera stora tillverkare (som Airbus, Boeing, Bombardier…). Vi såg tillverkning av vingspetsar, hela vingar, bakpartier, framdelar, m.m.
De tillverkar också stridsflygplan till schweiziska militären, där vi fick se flera olika modeller som var under montering samt en helikopter. Det var alltså en riktigt stor anläggning!
Tillverkningsmetoderna var mycket att fräsa ut delar ur aluminiumblock.
De höll också på mycket med sandwichpaneler och även delar av kolfiber och glasfiber. Kort sagt: allt som hör ihop med lättbyggnadsstrukturer och lättbyggnadsmaterial verkade praktiseras där!
Vi fick också se hur utvecklingen av tillverkningsmetoderna hade skett under den senaste tiden; trenderna går mot att fräsa ut delar med CNC-fräs istället för att svetsa eller skruva ihop småbitar. De använde också mycket kemisk fräsning – vilket är effektivt för att göra t.ex. aluminiumdetaljer tunnare på de jämna stora ytorna, och låta det tjocka vara kvar runt skruvhål och kanter (som ska bära skjuvspänning).
Klassen var en grupp på runt 20 killar, alla schweizare + jag.
Till skillnad från höstterminen (där tre kurser var på engelska, och även en annan utbytesstudent var med) har vårterminen varit en tid med schweizare, och schweizertyska är i luften hela dagarna. Först förstod jag rätt lite – på lektionerna var det förstås högtyska (för min skull) men vid luncherna och så, pratade alla schweizertyska. Att säga att alla dagar har varit bekväma, skulle vara en fet lögn!
Hållfasthetsdelen började utan någon repetition eller tillbakablick. Man behöver inga böcker (i nästan någon kurs), utan professorn skriver ett eget material, så kallat Script, som registrerade studenter kan ladda ned och skriva ut. I hållfasthetsdelen var det en rejäl bunta på 147 sidor författade av Prof. Baumann.
Scriptet innehåller detaljerade härledningar av former, blandat med löptext som resonerar kring logiken med formlerna och dess verklighetsförankring. Det gör att man har väldigt många formler att plocka rakt av när man löser de självständiga uppgifterna. Även under lektionstid ägnade vi mycket tid åt härledningar och mindre tid åt exempel.
Uppgifterna var publicerade i ett separat häfte. Den första uppgiften var extremt svår och många blev nog avskräckta. Man skulle jämföra tre olika material och bestämma vilket som var mest lämpligt för en given konstruktion.
I uppgiften var allt angivet som variabler, och det var först i slutet, när det var ett kaos av variabler, som man fick fram förhållandet.
Under de första månaderna hade jag också stressigt med Thermo und Fluiddynamik Systeme – kursen och var ganska snabbt helt lost!
***
Materialdelen var mer konkret och påminde mycket om Material och Produktion I och II på KTH. Ett exempel på lättbyggnadsmaterialens betydelse, var exemplet Rymdhissen.
Forskare har en idé om att bygga en hiss till yttre rymden, i vilken man kan frakta material på ett energieffektivt sätt till rymdstationer samt köra upp turister. Problemet ligger i sträckan – ca 35 800 km rakt upp, tills man kan fästa en motvikt i stratosfären. På jordytan fästes hisstationen fördelaktigast på en pråm i havet, som kan röra sig lite, om det skulle behövas. (Är avståndet riktigt bör dock kabeln förbi så gott som lodrät). Det huvudsakliga problemet ligger i kabeln. Alla vanliga material, som stål eller ens kolfibrer har alldeles för låg hållfastighet (sträckgräns för dragspänning) i förhållande till dess densitet. Kabelns tjocklek spelar ingen roll, för den går av p.g.a. sin egen tyngd när den blir för lång. De bästa kända materialen klarar runt 284 km. Bara speciella trådar, som spindelns trådar, skulle kunna klara uppgiften. Men dessa vet man ännu inte hur man ska framställa, och de längsta framställbara trådarna av supermaterialet är runt 10 mm. Kan man bara hitta ett material som är tillräckligt starkt relativt sin densitet, kan man anpassa kabelns tjocklek efter vikten på hisskorgen och det som ska frakta upp.
Källa: Prof. Portmanns script, som man också kunde skriva ut. Även det en rejäl bunta på runt 200 sidor!
***
Mars
Vi har haft många konkreta moment. I projektverkstan fick vi ta med och gjuta av ett valfritt föremål i härdplast (i storleken runt en skiftnyckel), inkl. formtillverkning. Jag och Sandro gjorde en skiftnyckel!
Vi gjorde också en platta i formatet 200 x 200 x ca 3 mm av glasfibrer/kolfibrer. Detta var under handledning och hela klassen verkade samtidigt i verkstan under lektionstid. Jag var den här gången med en annan schweizisk kille, och det var kul. När plattorna hade körts i värmepress-maskinen fick vi vid nästa lektionstillfälle tillbaka våra plattor i remsor, vilka hade blivit utsågade med den nya laserskärmaskinen. (en riktigt rejäl pjäs på ca 5 x 5 meter, som vi för övrigt fick se skära ut en rektangel med diverse håligheter (se bild) ur en 3 mm stålplatta i kursen Licht- Schall und Digitale fotografie. Detta var en nyhet och alla var väldigt entusiastiska!)
Vi körde plattorna i dragpressmaskinen (titta på när labbassistenten skötte maskinen och Prof. Portmann förklarade). Alla grupper hade haft i uppgift att göra en specifik komposition, så vi fick se skillnaderna i hållfasthet.
April
I april hade jag slutat på Thermo und Flouiddynamik Systeme-kursen och hade bråttom att ta igen hållfasthetsdelen. Det var en Testatprüfung (Kontrollskrivning – biljetten till tentan) 19 maj. Mycket hårt att komma igång! Man måste ha rätt bra koll på vad man gör för att klara provet.
Varje vecka fick vi två eller tre uppgifter att göra i uppgiftshäftet till nästa gång. Och de var väldigt långa, för många tog det ett par timmar med varje, för mig mer. I början kämpade jag två hela dagar med en enda uppgift, i slutet när jag hade fått lite mer säkerhet kunde jag klara en på 6 timmar. Jag behövde också repetera hållfasthetsläran från KTH, som var 1,5 år sen.
Hur man räknar ut tyngdpunkten i t.ex. en I-balk eller ett tält måste man kunna som en självklarhet utantill, liksom yttröghetsmoment, derivationsmoment och huvudmoment. Hållfasthets-formelsamlingen (den gula) från KTH kom till mycket nytta, dock kändes den snabbt lite tunn, med för lite formler och några kolumner för få i materialdatadelen. I Prof. Baumanns häfte inträffar integraler i varje uppgift och det gällde att snabbt lära sig begrepp som ringintegral. I praktiken var dock integrering i uppgifterna det samma som att summera 4-10 termer och det är lätt gjort.
Det var faktiskt rätt jobbigt och att få ihop alltsammans och att klara proven kändes stundom mycket avlägset.
Den problematiska saken var i första hand nivån och typen av stöd. (Språket, tyska, var så gott som 0 problem. Hade allt varit på svenska hade situationen varit helt likvärdig!). Det är ett faktum att studenterna i betydligt högre grad arbetar självständigt (möjligtvis kan man kalla det för en annan typ av samarbete). En del sitter i grupper vårt projektrum och jobbar. Jag tyckte att det var direkt störande att alla skulle vara så hemliga med vad de gjorde och jag hade gärna hört fler frågor om hur det går, lite allmänna pluggråd och gruppkänsla, få indikationer om erforderligt pluggtempo…
Jag frågar en kille jag har pratat lite mindre med tidigare: ”hur går det med lättbyggnadsstrukterna?”
”joodå, det går! Själv?”
”Det är rätt svårt!” sa jag.
”Sandro får ta och hjälpa dig!”
Slut.
Och ja… Sandro har besvarat mina frågor och jag har fått mycket hjälp av det, rent av oumbärlig hjälp. Det var så det började styras in på ett fungerande spår. Han började plugga rätt sent och hade ett helt annat utgångsläge och andra förkunskaper än jag. Hjälpen kom sent och var bara där ibland.
Försökte skapa ett plugg-team:
”Jag jobbar hemifrån” var det mest förekommande svaret.
Jag: ”Ses vi på eftermiddagen och gör lättbyggnadsstrukturuppgifter?”
Ett annat vanligt svar: ”Jag kommer vara där!”
Och i verkligheten: Personen kan ha lämnat sin väska i rummet, möjligtvis plockat fram detta kursmaterial eller ett annat kursmaterial, och är borta två timmar för att denne måste fixa något annat på ett annat ställe. Och gärna intar sitt vanliga bord vid sina vanliga kamrater där alla platser är upptagna, och nästa lediga bord står rätt långt bort.
Ni förstår, hur saker kan vara… Det har varit en verklig prövning av egenstabiliteten!
***
Vi var på ytterligare ett studiebesök, på Pilatus Flugzugwerke, i Stans. De tillverkar 1-motoriga propellerplan för privatbruk/tävling/affärsfolk. Vi fick se särskilt mycket kring tillverkningen av kolfiberdetaljer, som tillverkas av prepreg (impregnerad kolfiberväv) som tejpas ihop ovanpå formar och sedan steks alltsammans i en autoklav (ugn med värme + tryck) så det blir hårt.
Den inspiration de schweiziska fabriker vi har besökt (sammantaget alla de många studiebesök under det här året) har åtminstone för mig känts rätt svag. De lyckas tillverka med hög kvalitet, snabbt och lönsamt i jämförelse med många andra länder. Det är bara det, att vad som imponerar på en utlänning är troligen något av följande: hög automatiseringsgrad (mycket robotar), materialflöden i ständig rörelse, folk som ser ut att jobba hårt och effektivt eller ett management som har lite universala idéer, som man kan ta med sig och ha nytta av oavsett om man jobbar med flygplan eller något annat.
Våra studiebesök har handlat mycket om produkterna, tillverkningstekniken och maskinerna. Fabrikerna känns mer traditionella (mycket manuellt arbete) och jag är ganska säker på, att så som de jobbar här, är bara effektivt här i Schweiz.
Maj
Kursens stora byggprojekt var att bygga en balk (se bild) av valfritt material och konstruktion. Jag hamnade i grupp med ytterligare nya schweizare.
Den här gången skulle vi klara av det självständigt, med utgångspunkt från det vi hade lärt oss i kolfiberplattbygget. Det är mycket så här, att man får också under schemalagd tid förvärva lite färdigheter och skickligheter. Med tanke på den allmänna sparsamheten av repetitioner och tillbakablickar är det bäst att lägga saker på minnet direkt!
Balkbygget var en tävling och slutligen, direkt efter testatprovet, var det uppmätning av balkarnas hållfasthet genom förstörande böjsprov i labbet. Vår balk kom 2:a.
Testatprovet var 19. Maj. Jag var där och skrev, jobbade på så snabbt som möjligt. Tid: 1 h 30 min. Texten på provets första sida informerade att provet består av tre uppgifter. ”Tiden kommer inte att räcka för att lösa alla uppgifter, så välj ut de Ni känner er säker på. Även halvt lösta uppgifter ger poäng.”
Hade samma prov varit på KTH hade vi haft 4 timmar. Och saken var, att man ändå behövde 50 % av poängen för att klara provet, vilket var 1,5 uppgift. Så om man hann göra två, behövde den ene vara helt rätt och den andre halvt rätt.
Jag misslyckades, med rätt många poäng ifrån godkänt. 5 andra killar misslyckades också. Det här Pernilla berättade om från NTU, att de skulle vara lite extra snälla och att släppa igenom de som ligger på gränsen, är inget jag har upplevt på maschinentechnik-programmet på Hochschule Luzern.
Den här gången ordnade Prof. Baumann ett omprov 10 dagar senare, vilket är frivilligt för honom att göra. Misslyckas man, är det nästa år som gäller och allt från början. Därför är det ett ytterst allvarligt fel att misslyckas på en tenta och i stort sett alla klarar sig i dessa kurser i 3:an.
(Det är naturligtvis de som failar på alla möjliga tentor (framförallt i 1:an och 2:an). Det är mycket därför Blockwochen (temaveckorna) äger rum två gånger per år, de två veckorna innan den riktiga höstterminen/vårterminen börjar. Då kan den som har knappt med poäng ta en kurs som ”Miljö” eller ”Asienkunskap” eller ”Patenträtt” och ganska lätt få poäng. Klarar man allt och kör enligt planen, är Blockwochen något frivilligt som ligger på ledig tid.)
Juni
Vi gjorde omprovet. Samma dag, sen eftermiddag, var det diplombar på Hochschule Luzern. De flesta 3:orna var där och även annat folk. Tänk Oktoberfest i München med öltält på skolgården, långbord och möjlighet att köpa öl och bratwurst!
Prof. Baumann kom fram och skålade och sa att jag hade klarat provet (han hade hunnit rätta under eftermiddagen). Men skyndade sig att tillägga: ”Det var mycket knappt. Mycket, mycket knappt hos Er. Ni måste lägga på ett kol nu till provet!”
Förövrigt berättade han, att som ung student hade han besökt en studentfest på KTH.
***
Och parallellt med slutskedet av ex-jobbsrapporten har vi försökt jobba med lättbyggnadsstrukturerna. Det var bara att fortsätta göra uppgifter… Man fick ta med sig alla script och anteckningar till provet – och vad som helst – utom dator. Sandro lånade ut en bättre räknare än den jag hade och en annan student hade gjort ett program för räknaren så man kunde räkna ut tyngdpunkt, yttröghetsmoment, böjspänning, neutrala axeln… Då gick det fortare.
Det stora provet var alltså i onsdags, med 1,5 h lättbyggnadsmaterial och 2,5 h hållfasthetslära. Jag var där, skrev och vet bara att det är knappt för ett E. Dessutom kan det här betyget ha en viss personlig betydelse för färdriktningen till hösten, så man kan kalla det för ett viktigt prov.
Väntar ännu på svar.
Hur som helst, har det varit en mycket lärorik tid och kursen resulterade i en djupare förståelse för hållfasthetsläran och idén med att konstruera lätt. (Lätt = bra!)
Någon sa: ”Utan den här kursen skulle jag inte känna mig som en riktig konstruktör!”
Jag säger: Nu känner jag mig som en riktig konstruktör!!
