Swerea Ekodesign skapar konkurrenskraft i ett hållbart samhälle

Energi används under alla de fyra faserna materialframställning, produktframställning, användning och resthantering, samtidigt som vi vet att energianvändning är den största bidragande faktorn till klimatförändringar. För många produkter står användningsfasen för den dominerande delen av energianvändningen. Man kan arbeta med energi på flera olika sätt, dels genom att minimera den energi som används i tillverkning och av produkter, men också genom att övergå till energislag som ger mindre miljöpåverkan, som exempelvis vindkrafts-el. Att spara energi innebär lägre miljöpåverkan, och samtidigt lägre kostnader. Om man vill berätta för sina kunder om sina produkters energianvändning kan man göra en energideklaration.

Energieffektiva produkter (Swerea IVF)

Energi (Swerea SWECAST)

ENIG - energiinformation för industrin

CSR (Corporate Social Responsibility), även kallat ansvarsfullt företagande, innebär att företag tar ansvar inte bara för sin egen verksamhet och dess lönsamhet, utan också för hur den påverkar människor och miljö på olika sätt. Man brukar tala om att CSR står på tre ben, Socialt, Ekonomiskt, och Miljömässigt ansvarstagande. Det finns en standard, ISO 26000, för hur man kan arbeta med CSR. För företag är det viktigt att arbeta med CSR i tre steg, analysera, åtgärda (om det behövs) och berätta. Berätta kan man göra genom en hållbarhetsredovisning.

CSR - Ansvarsfullt företagande (Swerea IVF)

Arbetsmiljö allmänt (Swerea IVF)

Arbetsmiljö i gjuteriindustrin (Swerea SWECAST)

Miljö är något som berör alla produkter ur ett livscykelperspektiv. Ett sätt att få god överblick över hur stor andel av miljöpåverkan olika komponenter eller livscykelsteg har är att göra en Livscykelanalys, LCA. Den används ofta som grund för produktutveckling och kan också leda till en miljövarudeklaration. För företag är det också viktigt att ha koll på de olika lagar som berör dem ur ett miljöperspektiv, exempelvis kring kemikalier och utsläpp.

Mer om Ekodesign (Swerea IVF)

Miljöanalyser (Swerea IVF)

Kompositer av förnyelsebara råvaror (Swerea SICOMP)

Miljöteknik (Swerea SWECAST)

Miljö (Swerea MEFOS)

Legeringar är material, ofta metaller, där flera olika metaller blandas och skapar nya material med helt nya egenskaper. Exempelvis är mässing hårdare än var och en av sina beståndsdelar zink och koppar. Miljöpåverkan av legeringar beror på vilka grundmaterial som ingår. Ibland kan ädlare legeringar, exempelvis ädla rostfria material ge en hög miljöpåverkan vid tillverkningen, men innebära en betydligt längre livslängd hos slutprodukten. I sådana situationer blir det extra viktigt att beakta miljöpåverkan över produktens hela livscykel då man gör sina materialval, så man hittar en lösning som verkligen är bättre ur ett helhetsperspektiv. Höghållfasta legeringar öppnar möjligheten för lättare komponenter vilket är betydelsefullt för att minska den totala miljöpåverkan inte minst inom fordonsindustrin.

Process- och legeringsutveckling (Swerea KIMAB)

Gjutlegeringar (Swerea SWECAST)

Legeringar och Miljö (Swerea MEFOS)

Kompositer är material, där olika komponenter kombineras för att uppnå ett material med egenskaper som ingen av beståndsdelarna har på egen hand. En typ av kompositmaterial är polymera fiberkompositer, där syntetiska eller naturliga fibrer används som armering och en polymer används som matris för att fördela belastning och hålla fibrerna på plats. Exempel på sådana kompositer är glasfiberarmerad polyester (används ofta i båtskrov), kolfiberförstärkt epoxi (i flygplan), och biobaserade kompositer (används ofta i bilinredning, dörrpaneler etc). Miljöpåverkan från kompositmaterial varierar kraftigt. Stora mängder energi går åt för att producera de flesta fibertyper, men speciellt kolfibrer. De vanligast förekommande matrismaterialen är tillverkade från fossila råvaror. Hur avfallet från kompositmaterial ska tas omhand är också en uppmärksammad miljöfråga.

Biokompositer (Swerea IVF)

Kompositmaterial (Swerea SICOMP)

Stål är den vanligaste metall-legeringen, bestående främst av järn legerat med kol, men ofta också av andra metaller, som krom, nickel och flera andra. Stål är en av Sveriges främsta exportvaror, och används i många applikationer. Noteras bör att stålets egenskaper skapas dels av de ingående materialen, men också av stålframställningen i sig, där höghållfasta stål utvecklats mycket på senare tid. Mycket av miljöpåverkan från stål står gruvdrift och energianvändning i processerna för.

Process- och legeringsutveckling (Swerea KIMAB)

Gjutstål (Swerea SWECAST)

Järn blir stål (Swerea MEFOS)

Mineraler är material som finns i berggrunden, och som kan användas som de är eller som byggstenar till metaller och keramer. Miljöpåverkan av mineralerna beror exempelvis av energianvändning, hur stor del av materialet som kan användas och hur brytningen sker (dagbrott eller under jord). Ytterligare en viktig aspekt är att många strategiska ämnen är sällsynta och/eller värdefulla och finns på platser där det skapas konflikter kring deras brytning. Exempel på detta är volfram- och guldbrytningen i Kongo i Afrika.

Materialanalyser (Swerea KIMAB)

Form- och kärnsander (Swerea SWECAST)

Plaster baseras ofta på fossil råvara (t.ex. olja) som polymeriseras och med hjälp av olika tillsatsämnen skapar olika typer av plaster. Vissa plaster baseras också på förnyelsebar råvara som majs och skogsråvara. Man skiljer på termoplaster som kan smältas om och härdplaster som inte kan smältas om. Miljöpåverkan av plasterna kommer dels från koldioxidutsläppen från utvinningen av den fossila råvaran, men också från de tillsatsämnen som används, exempelvis mjukgörare och flamskyddsmedel. PVC är exempelvis en typ av plast som dels innehåller klor i sig själv, men där man ibland också tillsätter en mängd mjukgörare som är miljöstörande.

Materialkarakterisering och korrosion av polymera material (Swerea KIMAB)

Plast (Swerea IVF)

Polymera kompositer (Swerea SICOMP)

Metaller är grundämnen som kommer från berggrunden och utvinns i gruvor ofta i form av mineraler eller ur havsvatten. Miljöpåverkan av metallerna beror dels på hur rik förekomsten är, dels energianvändning och landanvändning, men också på om det frigörs giftiga ämnen vid brytning eller anrikning. Ytterligare en viktig aspekt är att många strategiska metaller är sällsynta och/eller värdefulla och finns på platser där det skapas konflikter kring deras brytning. Exempel på detta är volfram och guld i Kongo i Afrika. Tillgången på metaller är också en viktig fråga för världssamfundet, några viktiga metaller finns endast i begränsad mängd. En stor fördel med metaller är att de är återvinningsbara till 100 %. Användning av återvunnen metall ger generellt betydligt mindre miljöpåverkan.

Metallurgi och materialteknik (Swerea SWECAST)

Materialanalys- och metallografi (Swerea KIMAB)

Textilfibrer kan komma såväl från förnyelsebara råvaror, som bomull, skogsråvara, lin och hampa, men också från fossil råvara (mineralolja) som exempelvis polyesterfibrer m fl. Miljöpåverkan av fibrerna kan komma från kemikalie- och vattenanvändning vid odling, men också från utvinning av fossila resurser.

Fiberteknologi (Swerea IVF)

Gjutning innebär att man smälter metall som sedan hälls i en form med den slutliga detaljens utseende. Genom gjutning kan man framställa antingen en färdig produkt eller ett halvfabrikat d v s ett ämne avsett för vidareförädling genom t ex skärande bearbetning. En av gjutningens mest betydelsefulla fördelar är dess möjligheter att eliminera eller i varje fall starkt reducera behovet av efterföljande kostsam bearbetning eftersom även produkter med komplicerad formgivning kan framställas på ett enkelt sätt. Vid gjutning är energi ofta den dominerande miljöaspekten. Här är det exempelvis viktigt att maximera det totala utbytet i processen d v s att smälta minsta möjliga mängd metall för att tillverka detaljerna. För att få en bra kvalitet eller hanterbar smälta används tillsatskemikalier. Ibland innebär gjutning därför att man får farligt avfall som ska hanteras. Restprodukter vid gjutningen utgörs i huvudsak av överskottssand och slagg. Genom att använda restprodukterna som en resurs kan miljöpåverkan reduceras.

Gjutning (Swerea SWECAST)

Stelningsförlopp vid stränggjutning (Swerea KIMAB)

Keramer tillverkas genom kompaktering av pulver eller pulverblandning till en kropp som sedan sintras, bränns, vid hög temperatur. För porslin och liknande keramer kan pulvren bestå av naturliga mineral. För tekniska keramer används uteslutande speciellt framställda pulver av hög renhet som i sin tur kan ha tillverkats av ett eller flera mineral.

Miljöpåverkan finns vid brytning av råvaror, tillverkning av specifika pulver och tillverkning av keramer. Eftersom olika keramer kräver olika typer av råvaror, tillverknings- och sintringsförhållanden kan miljöpåverkan variera. En viktig miljöaspekt vid keramtillverkning är dammet, som till viss del är i nanostorlek och därför kan vara mycket farligt för människor.

Keramtillverkning (Swerea IVF)

Keramik för hög temperatur (Swerea MEFOS)

Vid tillverkning av produkter, måste man ofta foga samman olika komponenter. Detta kan ske genom dels öppningsbara fogar, som skruvförband eller olika typer av snäppfästen, eller genom förband som inte är avsedda att öppna, som svetsning eller limning. Miljöpåverkan av fogningen beror dels på hur mycket energi som åtgår och också på kemikalieanvändningen vid fogningen. Fogningen påverkar också möjligheterna att separera olika materialslag vid återvinningen, vilket många gånger är den viktigaste miljöaspekten.

Fogningstekniker (Swerea IVF)

Fogning av komponenter (Swerea KIMAB)

Textilier tillverkas i flera steg. Först tillverkas fibrerna, dessa färgas och spinns till garn. Därefter vävs, stickas eller virkas garnerna till tyger eller färdiga komponenter. Tygerna klipps till och konfektioneras till färdiga plagg. Miljöpåverkan av textiltillverkning beror till stor del på energianvändning och de kemikalier som används i de olika processerna. Vattenförbrukningen är också i många fall betydande under textilproduktion vilket kan ännu större påverkan på platser som naturligt har dåligt med bra färskvatten. De flesta textilier tillverkas långt från Sverige, och miljöproblemen, exempelvis i Indien av textilfärgning är ofta omfattande. Ur hållbarhetssynpunkt är det också viktigt att veta att arbetsförhållanden och andra sociala frågor ofta är styvmoderligt behandlat i de länder textilier tillverkas.

Tekniska textilier (Swerea IVF)

Plastkomponenter tillverkas exempelvis genom formsprutning, extrudering eller genom att blanda härdare och matris i en form. Miljöpåverkan påverkas av energianvändningen och också av de kemikalier som används. För härdplast är en viktig miljöaspekt lösningsmedelsförbrukningen, som bidrar till luftföroreningar.

Plastbearbetning (Swerea IVF)

Materialval, kvalitetskontroll och provning av polymera material (Swerea KIMAB)

I elektronik används en mycket stor mängd olika material för att skapa de funktioner man eftersträvar. Elektronik tillverkas vanligen genom att först göra kretskort, ofta av epoxy, med tillsats av flamskyddsmedel, och koppar, och därefter applicera ”packa” komponenter, ofta genom att löda fast dem, till kretsar. Många av de strategiska, sällsynta, värdefulla och/eller giftiga råvaror som diskuteras i miljösammanhang används vid elektronikframställning. Det finns därför EU-lagstiftning för vad elektronik får innehålla. Miljöpåverkan av elektroniken beror till stor del av vilka ämnen den innehåller, men ur ett helhetsperspektiv blir ofta energianvändningen då produkterna används också mycket viktig, för produkter som används mycket exempelvis datorer, är energianvändningen den dominerande miljöaspekten. Ur hållbarhetssynpunkt är det också viktigt att veta att arbetsförhållanden och andra sociala frågor ofta är styvmoderligt behandlat i de länder elektronik tillverkas.

Elektroniktillverkning (Swerea IVF)

Korrosivitetsbestämning för elektronik (Swerea KIMAB)

Kompositprodukter tillverkas genom att man blandar olika material, främst förstärkande fibrer och matris. Detta kan göras på olika sätt men generellt för härdplastbaserade kompositer går tillverkningen till så att man lägger upp en förform av fiber som sedan  impregneras med en härdplast som tillåts härda. Härdningen sker vid rumstemperatur för många härdplaster medan för andra behövs temperaturer upp mot 150°C för att de ska härda. För termoplastbaserade kompositer, måste plasten smältas ofta över 150°C. Fibrer och plast blandas ofta direkt i till exempel en extruder. En viktig miljöaspekt som gäller för härdplaster är användningen av lösningsmedel som bidrar till marknära ozon.

Biokompositer (Swerea IVF)

Tillverkning av kompositer och Produktionsteknik (Swerea SICOMP)

Biobaserade kompositer (Swerea SICOMP)

Metallkomponenter tillverkas genom att man först skapar den geometri man vill ha, exempelvis genom plåtformning, pressning, gjutning, smidning eller extrudering, därefter sker ofta materialförändringar genom olika typer av värmebehandling, t ex härdning.  Slutligen ytbehandlas ofta metallkomponenter för att göra dem mer attraktiva och ge dem längre livslängd. Miljöpåverkan av tillverkningen av metallkomponenter beror ofta främst på energianvändningen för de olika processerna. De processer där stora mängder material ska hettas upp, exempelvis gjutning, kräver stora mängder energi. Ytbehandlingsprocesser innebär ofta användning av kemikalier som krom, zink, och lösningsmedel som kan ha stor miljöpåverkan, beroende på vilka och hur mycket kemikalier som används.

Metallformning, Ytbehandling (Swerea IVF)

Tillverkning av metallkomponenter, Produktutveckling - plåtar (Swerea KIMAB)

Material formas, Simulering och modellering (Swerea MEFOS)

Under tiden en produkt används kan den förbruka energi och/eller andra råvaror. Detta ger ofta en ökad miljöpåverkan, och är för många av de aktiva produkterna (datorer, bilar etc) den helt dominerande miljöaspekten.

Funktionen hos en produkt/tjänst är helt central för dess miljöpåverkan, god funktion ger oftast lägre miljöpåverkan. Ibland går det att skapa den eftersträvade funktionen med helt nya lösningar, exempel på detta är när man använder skalbaggar istället för kemikalier för att bekämpa skadeinsekter. Många gånger kan man optimera funktionen hos en produkt genom att arbeta med design och produktutveckling i nära samverkan med produktens/tjänstens användare.

Produktutveckling (Swerea IVF)

Mekaniska egenskaper (Swerea KIMAB)

Produktutveckling (Swerea SWECAST)

Produktutveckling av kompositdetaljer och kompositmaterial (Swerea SICOMP)

Swerea Lättvikt 

Att underhålla produkter kräver ibland serviceresor, reservdelar, energi och annat. Detta kan ge en betydande miljöpåverkan för vissa produktgrupper. Smarta lösningar för att minimera underhållet, t ex genom att bygga in en mobiltelefon i produkten som säger till när underhåll behövs, kan hjälpa till att minska miljöpåverkan. Andra sätt kan vara att arbeta med ett helt erbjudande där funktion, service och produkt kombineras på kloka sätt.

Skadefall- och haveriutredningar (Swerea KIMAB)

Underhåll (Swerea SWECAST)

Livslängden hos en produkt beror dels på hur länge den håller, men också hur länge man vill använda den. Längre livslängd är ofta bättre ur miljösynpunkt. Att material bryts ner, korrosion, är en vanlig orsak till att produkter kasseras varför ett korrosionsskydd kan leda till minskad miljöpåverkan. Andra saker som förlänga livslängden är tidlös design, modulindelning och andra sätt som gör det möjligt att lätt uppgradera och/eller reparera en produkt.

Kompositers långtidsegenskaper (Swerea SICOMP)

Korrosion och korrosionsskydd, Korrosion och polymera material (Swerea KIMAB)

Korrosion och biobrännsle, brännsletester (Swerea KIMAB)

För att kunna ta hand om olika material på bästa sätt, krävs att de går att separera och sortera från varandra. Detta kan ske dels genom att utforma produkterna på ett klokt sätt, och genom att ta fram effektiva processer för sortering och materialseparation. Processrelaterade restprodukter bör i möjligaste mån hållas separerade för att underlätta återanvändning eller återvinning.

Skrotsortering (Swerea KIMAB)

Film om skrotsortering (Swerea KIMAB)

Återvinning är ett sätt att få tillbaka viktiga material till kretsloppet. Detta är särskilt viktigt för de produkter som innehåller sällsynta, giftiga och/eller värdefulla material, som exempelvis elektronik. För att återvinningen ska fungera optimalt krävs dels att det går att separera material ifrån varandra, dels att det finns lämpliga processer för återvinningen och dessutom att det finns system för att samla in och sortera materialen. Återvinning av processrelaterade restprodukter är såväl kostnadseffektivt som miljömässigt fördelaktigt.

Plaståtervinning (Swerea IVF)

Återvinning  (Swerea SWECAST)

Återvinning av metall (Swerea MEFOS)

Att använda komponenter eller produkter igen, ger ofta den lägsta miljöpåverkan. Detta kan möjliggöras genom att produkternas utformning är sådan att man kan reparera och/eller uppgradera produkterna, men kräver ofta också att man arbetar med de affärsmodeller som krävs för att få ett sådant system att fungera. Intern återanvändning av processrelaterade restprodukter är ofta optimalt både vad gäller miljöpåverkan som ekonomi.

Vissa material går att smälta om till nya. För metaller innebär det ingen kvalitetsförsämring, så länge man inte blandar olika metaller. För termoplaster innebär omsmältning att de långa polymerkedjorna bryts, och kvaliteten sänks något, varför man ofta blandar återvunnet material med jungfruligt. Material som inte går att smälta om kan ibland separeras med hjälp av pyrolys, en metod som exempelvis används för att ta loss kolfiber ur epoxymatris ur skrotade produkter så att de kan användas igen. De termiska processernas miljöpåverkan består ibland i att det åtgår energi, ibland är den termiska processen en förbränning, som gör det möjligt att återvinna energin ur materialet. Anläggningar för termiska processer utsätts för stora påfrestningar. Deras livslängd är helt beroende av korrosionsbeständigheten.

Värmebehandling (Swerea SWECAST)

Termiska processer (Swerea MEFOS)