Hon utforskar det osynliga med hjälp av numerisk modellering

Hur kan vi tillverka metallkomponenter med högre kvalitet och på ett mer hållbart sätt? Isabelle Choquet, ny professor i mekanik vid Högskolan Väst, använder datorbaserad modellering för att förstå och förbättra sammansmältning av metaller – en av tillverkningsindustrins hetaste och mest svårobserverade processer.

När man tänker på svetsning eller metallbaserad 3D-printing ser man nog gnistor flyga och metallbitar förenas. Men tittar man lite närmare upptäcker man en otroligt komplex vetenskap – ett område där professor Isabelle Choquet bryter ny mark, driven av sin passion för fysik, och framför allt, sin nyfikenhet:

– Jag vill förstå varför saker fungerar – eller varför de inte gör det. Och det handlar inte bara om metaller, svetsning eller mekanik – det handlar om hur saker fungerar på en djupare nivå. Det är bara sån jag är. Jag antar att det är min personlighet.

Hur skulle du beskriva din forskning?

– Jag arbetar med tillverkningsprocesser som innebär att man smälter metall – som svetsning och 3D-printing i metall, eller additiv tillverkning som vi säger. Mitt fokus ligger på att modellera de här processerna med hjälp av fysikbaserade simuleringar. De faktiska processerna är extremt intensiva och involverar värmekällor som lasrar eller ljusbågar som kan nå över 20 000°C. Det är en tuff miljö med mycket strålning, och det är väldigt svårt att göra riktiga observationer. Vi kan helt enkelt inte se vad som händer. Där kommer datorbaserad modellering in. Vi använder ekvationer för att simulera processen, hur värme och material rör sig när det smälter och stelnar.

Vilka är utmaningarna?

– Det finns många utmaningar, men det är också det som gör det så intressant. En utmaning är den vida skalan av nivåer vi arbetar på – från atomnivå upp till hela motorkomponenter. En annan är att vi hanterar flera fysikaliska fenomen samtidigt: vätskeflöden, höga temperaturer, värmeöverföring, elektromagnetism och fasövergångar. Dessutom är det alltid en utmaning att validera våra modeller – vi måste designa smarta experiment för att testa om simuleringarna verkligen återspeglar verkligheten.

Hur kan industrin ha nytta av din forskning, och kanske även samhället i stort?

– Jag tror att vår forskning är mycket värdefull för industrin. Genom att förstå de komplexa processerna bättre kan vi hjälpa företag att producera komponenter av högre kvalitet med färre defekter. Det betyder mindre avfall, man sparar både material och energi, samtidigt som man får bättre kontroll under tillverkningen. En mer hållbar tillverkningsprocess är ju en stor fördel – inte bara för industrin, utan även för hela samhället. Det handlar om att spara resurser. Jag ser också ett stort värde i att dela med mig av min kunskap – genom publikationer, samarbeten och särskilt genom undervisning. Till min förvåning är jag den första kvinnliga professorn på det här området vid Högskolan Väst, men jag hoppas att det kan inspirera fler kvinnor att följa efter. Våra studenter är ju framtidens ingenjörer, och att få in dem på det här området är ett sätt att få kunskapen fortsätta växa och spridas.

Du nämner ofta vikten av samarbete?

– Ja, samarbete är avgörande i allt jag gör. Jag arbetar nära ingenjörer och forskare vid Produktionstekniskt centrum, många av dem experter på områden som experimentella mätningar, processtyrning och metallografi. Vi kompletterar varandras kompetenser – medan jag fokuserar på simuleringar och teoretisk modellering, så bidrar de med viktiga data från experiment och praktiska insikter från industrin. Att designa experiment tillsammans och validera våra modeller i team är en av de mest spännande delarna av arbetet.

Hur började du med den här typen av forskning?

– Åh, det var inte planerat. Jag arbetade ursprungligen med att modellera rymdfärjors och satelliters återinträden i atmosfären. Sedan flyttade jag till Sverige, men det var ingen som arbetade inom det området här så jag var tvungen att byta spår. Mer eller mindre av en slump träffade jag en forskare som behövde någon med modelleringskompetens, och det var så jag började med svetsning. Jag upptäckte snabbt hur fascinerande det är. Jag blev så glad när jag upptäckte hur många olika områden inom fysiken som samverkar i det här arbetet.

Kontakt: Högskolan Väst - Isabelle Choquet

På Högskolan Väst bedriver vi forskning i samverkan med omvärlden för att skapa en bättre framtid.