Indsendt af
Teknologisk Institut
Resumé
Det er anerkendt, nationalt som internationalt, at den danske produktions fremtid hænger uløseligt sammen med vores evne til at produktudvikle produkter og produktivitetsoptimere processer til et globalt up-market, som hele tiden ændrer sig i et stadigt stigende tempo. Agilitet, forudseenhed, fleksibilitet og integration er nøgleparametre i denne sammenhæng. Indsatsen omkring materialeinnovation retter sig mod en række materialeorienterede teknologiplatforme, som har det fælles formål at designe og udvikle næste generation af materialer og materialeteknologier samt udvikle nye materialekomponenter og prototyper. Eksempler er unikke hybridmaterialer, Additive Manufacturing, højteknologiske funktionelle coatingsteknologier samt nye aktive emballageteknologier.
Udfordring og muligheder
Danske virksomheder er blandt verdens førende – både når det drejer sig om innovative nye produkter, og når det drejer sig om at få de nyeste materialer og produktionsmetoder implementeret i fremtidens højteknologiske produkter. Kun ad den vej kan vi opretholde dansk produktion af danske produkter. Men mange små og mellemstore virksomheder har ikke ressourcerne til at løfte den nødvendige og risikofyldte udvikling, når det handler om at anvende højteknologiske materialer. Samtidig skal virksomhederne forholde sig til, at den voksende internationale konkurrence forstærker behovet for en effektiv arbejdsfordeling og samspil mellem producenter og forhandlere. Handel, service og produktion skal spille sammen. Dette samspil skaber fremtidens vindere.
Danmark er som videnland allerede i en førerposition, men udfordres i evnen til implementering af viden i danske små og mellemstore produktionsvirksomheder. Lykkes integrationen derimod, har vi flere gange vist evnen til at slå igennem på en global skala, fx omkring vindmøller og miljøteknologier eller inden for den farmaceutiske industri med store globale danskbaserede virksomheder.
Målsætning
Denne innovationsaktion skal i samarbejdet mellem dansk industri, GTS, og forskningsinstitutionerne sikre, at Danmarks materialeudvikling og -implemen¬te¬ring holdes i international front, således at Danmark forbliver et produktionsland i verdensklasse. Det er nødvendigt for at kunne opretholde den internationale konkurrenceevne. Indsatsen spænder over hele produktionskæden – fra nye avancerede materialer, processer i nano-, mikro- og makrostørrelse til nye procesteknologier, emballagesystemer og mobilehandelsteknologier, som skal afsætte produkterne på eksportmarkederne. Indsatsen bør aktivt involvere mindst halvdelen af Danmarks produktionsvirksomheder i forløb som sparrer, udvikler, træner og inspirerer dem til at modificere eller omlægge produkter og produktion til at kunne modsvare fremtidens efterspørgsel fra det globale marked.
Innovationsbehov
Innovationsbehovet knytter sig primært til følgende områder:
Videnspredning og uddannelse
En barriere for succes er, hvorvidt det kan lykkes at modne danske virksomheder til at kunne integrere nye meget kostbare og avancerede teknologier i produktionsprocessen. Dette kræver viden fx gennem eksemplets magt samt tilstrækkelig kompetence på såvel ledelsesniveau (for at kunne vurdere satsningen og understøtte og drive processen) samt i produktionen, hvor medarbejdere i mange tilfælde skal efteruddannes.
Samarbejde med erhvervsakademier og tekniske uddannelsesinstitutioner er essentiel, ligesom aktivering af eksisterende ordninger som videnpiloter og videnkuponer kan modne industrien.
Teknisk forskning og udvikling
Materialeviden og viden om produktionsprocesser skabes globalt. Tætte forskningssamarbejder i og uden for Danmark er derfor vigtig. Specielt på områderne:
- Emballageteknologier og materialer inden for fx emballageteknologier til mikrobølgeovne, temperaturstyrede emballagefilm til frugt og grønt, beholdersystemer fremstillet i papirfibre eller andre biomaterialer. Emballageteknologier til sunde fast-food, convenience og snackprodukter, som er lette at anvende af såvel forbruger og producent.
- Substitution af ressourceknappe og miljøproblematiske materialer og processer, udskiftning af ressource/miljøproblematiske bulk materialer, nemmere adskillelse af materialer i forbindelse med genanvendelse.
- Udvikling af overflader med skræddersyede funktionaliteter til high-end produkter, fx nye typer af overflader der tillader: Energifremstilling; Overflader der forhindrer korrosion; Overflader der giver forøget produktlevetid; Overflader der tillader brug under ekstreme betingelser; Biomimetiske overflader.
- Udvikling af nye Additive Manufacturing teknologier, herunder metoder til graduerede og 3D-strukturerede materialer. Udviklingen omfatter materialeudvikling, parameteroptimering, produktion og online-kvalitetskontrol.
- Udvikling af nye produktionsteknologier inden for Hybrid- og Functionally Graded Materials. Teknologierne vil muliggøre en høj grad af præcision i materialearkitekturen, ved bl.a. at integrere funktionelle nanopartikler.
- Modellering og simulering af graduerede nanomaterialer og ’Functionally Graded Materials’, herunder simulering af ikke-lineære materialer, graduerede materialer og/eller mikrostrukturerede materialer.
De danske forudsætninger
Danmark overlever kun som produktionsland, hvis vi formår at fastholde produktion af produkter med højt teknologiindhold, anvendelse af avancerede materialer og indbygget service. Danmark har forudsætningerne til at gennemføre denne indsats og dermed igen bringe sig i front. Danmark har et unikt system som kan bære denne omstilling; Universiteter i verdensklasse med et produktionssigte, et GTS-system med internationalt anerkendt succes inden for både forskning, videnspredning og teknologisk service; et kreativt viden- og startup miljø; samt en villig industri som efterspørger indsatsen.
Effekter og potentialer
Nye innovative materiale og produktionsprocesser vil give danske produkter en unik konkurrencefordel på et globalt marked, hvor pris ikke er den primære faktor. En ny eksklusiv funktionel teknologi vil ofte være en ’disruptive technology’, som i særlig grad tilgodeser helt nye spillere på et marked.
Udnyttelsen af nye materialeteknologier vil kunne indbygge teknologibarrierer omkring konkurrenceudsatte danske virksomheder, da de komplekse materialestrukturer/egenskaber er meget svære at kopiere.