Val av material

Givet användningsområde för galgen ställs olika krav på konstruktionen där olika faktorer för de olika komponenterna beaktas. För att välja material för de olika komponenterna hos galgen undersöks vilka faktorer som är viktiga att ta hänsyn till för varje enskild komponent.

Stommen bör lämpligen gå att tillverka i mjuka former och stå emot fukt från blöta kläder. Om galgen tappas mot marken får inte grova jack eller sprickor uppstå. En materialtyp som tros uppfylla dessa faktorer är trä. Trä är dessutom ett väl beprövat material för stommen hos befintliga galgar och det material som flest responenter föredrar enligt enkätundersökningen (Figur 5). Vidare utstrålar trä en känsla av kvalitet och är ett naturligt, stabilt, lättbearbetat, hållbart och återvinningsbart material och därför är detta ett mycket lämpligt material att använda för stommen [22]. Fem mycket vanliga träslag som ofta används vid finsnickeri undersöks: ask, ek, bok, björk och cederträ. Då alla dessa träslag uppfyller de önskade faktorerna jämförs endast deras densitet, rötmotstånd, bearbetningsegenskaper och pris, se Tabell 12.

Tabell 12:Materialmatris över de material som anses intressanta för val av trämaterial för stommen. Material- datan är hämtad från Träcentrum, Bauhaus, Moelvem och Pondussnickeri [23–26].

träslag att träet blir utsatt för röta eller blir förstört då fuktiga kläder hängs på stommen. Cederträ är ett estetiskt tilltalande material med goda egenskaper. Dock kan detta träslag i kombination med icke rostfria metaller reagera och bli missfärgat. Dessutom är cederträ inte svenskt och har ett högt inköpspris [27]. Därför sållas även detta material bort. Det träslag som anses vara mest lämpligt och som tillgodoser de önskade kraven är ek. Ek är ett beständigt träslag med bra rötmotstånd som tros klara de eventuella påfrestningar som stommen kommer att utsättas för. Ek används brett inom möbelindustrin och har dessutom höga strålar, vilka framträder i radiella och vackra snitt [23]. Detta gör att ek ofta upplevs som ett lyxigt och estetiskt tilltalande material.

Vad gäller kroken är materialvalet för denna komponent avgränsat till metallmaterial (Kapitel 1). För- delen med denna materialkategori är att metaller är slitstarka och klarar av tuffa påfrestningar [28]. Då kroken kommer att utstå belastningar är det viktigt att det metallmaterial som väljs klarar av de påfrestningar som uppstår under användning. Kroken måste hålla när tunga kläder hängs på galgen och av denna anledningen undersöks hur olika material på kroken bidrar till olika förlängningar. Detta är för att se vilka material som resulterar i acceptabla förlängningar och en hållbar konstruktion. Kroken och det material som väljs måste på något sätt vara kompatibel med en magnet för att en lägeslåsning ska fungera. Det finns flera lämpliga metallmaterial för tillverkning inom denna produktkategori. Fem önskvärda material väljs ut och sammanställs i en matris för kroken. I matrisen presenteras materialdata som exempelvis korrosionsbeständighet och pris, se Tabell 13.

Tabell 13:Materialmatris över de stålmaterial som anses intressanta för val av material på krok. Materialdatan för de mekaniska egenskaperna hämtas ur Callister’s Materials Science and Engineering: An Introduction [28]. Annan information hämtas från Metallvaror.se [29]. Den data som undersöks är densitet, pris, materialens elasticitets- modul, sträckgräns, korrosionsbeständighet och krokens förlängning. Observera att beräkningen av förlängningen är utförd på preliminära dimensionsparameterar.

Samtliga metallsorter i Tabell 13 besitter goda mekaniska och fysikaliska egenskaper och uppfyller till stor del de krav som ställs på komponenten. De olika materialens för- och nackdelar diskuteras och ställs mot varandra och de faktorer som väger tyngst i val av material för kroken är priset och magnetismen. Både koppar och mässing anses vara två estetiskt tilltalande material. Dock höjer inte det höga kilopriset värdet hos komponenten och av denna anledning sållas dessa metaller bort. Aluminium är billigt och väger minst av samtliga material. Dock tros den låga elasticitetsmodulen medföra att kroken inte är tillräckligt formstabil. Varken aluminium, koppar eller mässing är magnetiska utan kräver att en magnet måste fästas på krokens stödarm för att lägeslåsningen ska fungera. Rostfria stål har mycket goda materialegenskaper och jämfört med konstruktionsstål klarar materialet fukt bättre. Dock tros detta material inte vara tillräckligt magnetiskt ge en stabil magnetlåsning. Konstruktionsstål är det enda material som inte kräver

att någon extra magnet måste kopplas på krokens stödarm. Dessutom är konstruktionsstål billigt och går att bearbeta så att ytan blir fin. Konstruktionsstålet (S235JR) blir därför det material som väljs för kroken. Detta material har dock relativt låg korrosionsbeständighet och måste ytbehandlas. Det låga priset kompenserar dock för detta.

Materialet för niten bör vara slitstarkt, vattentåligt och ha en hög sträckgräns och hårdhet. Detta beror bland annat på att kroken kommer att nöta och slå på niten då den fälls upp och ner vid användning vilket kan leda till att niten slits, får jack, böjs eller, i värsta fall, skjuvs av (se Figur 16). En viktig faktor att beakta är materialens olika hårdheter för att få ett mått på materialens förmåga att motstå plastisk deformation. Hårdheten blir då en indikator på hur väl materialet klarar av att nötas utan att skadas. För att säkerhetsställa att niten inte skjuvs av beräknas säkerhetsfaktorn mot skjuvning [30], se Ekvation 11. Niten bör, precis som kroken, vara korrosionsbestädning för att tåla fukt. Av denna anledning undersöks samma material som för kroken för att finna ett lämpligt material för niten. Materialdata sammanställs i Tabell 14.

Tabell 14:Materialmatris över de fyra material som anses intressanta för val av material på nit. Observera att beräkningen av säkerhet mot skjuvning är utförd på preliminära dimensionsparameterar.

Niten är tänkt att köpas in externt och datan i Tabell 14 används endast som en referenstabell för att undersöka vilka materialtyper som klarar av kraven som ställs på niten. Det kan vara så att återför- säljare inte tillhandahåller nitar i just dessa stålsorter utan erbjuder alternativa material inom samma stålkategori. Trots att återförsäljarnas material inte nödvändigtvis överensstämmer helt och hållet med tabellens materialdata, antas egenskaperna vara tillräckligt snarlika för att kunna. undersöka om de kla- rar påfrestningarna som niten kommer att utsättas för. Samtliga stålsorter har en relativt god säkerhet mot skjuvning (Ekvation 11) och skulle teoretiskt fungera som material för niten. Det rostfria stålets (EN.1.4301) hårdhetstal (HB) och starka korrosionsmotstånd i kombination den höga säkerhetsfaktron anses vara det material som är mest lämpat att använda. Därför kommer fokus att ligga på att finna en nit i rostfritt stål med liknande materialegenskaper som (EN.1.4301).

De krav som ställs på magneten är kopplade till de andra komponenternas dimensioner och den kraft som önskas för kroknedfällning. Exempelvis måste magneten få plats i stommens nedsänkning (Avsnitt 3.3.1) och samtidigt ge en ”behaglig” magnetisk attraktionskraft mot kroken (Ekvation 12). Arean för nedsänkningen i stommen är liten och därför måste magnetens attraktionskraft kompensera för detta genom att vara stark. En typ av magnet som erbjuder stark attraktionskraft är NdFeB (klassificeras som en supermagnet) som är en legering av neodym, järn och bor [31]. Av denna anledning tros denna magnetsort passa till konstruktionen.