Sverige är idag en central aktör inom forskning, utveckling och industriell användning av volfram. Landet driver projekt som spänner från avancerad 3D-printing av volframkomponenter för fusionsreaktorer till geologisk kartläggning av nya fyndigheter i Bergslagen. Svenska aktörer som Freemelt, Sandvik/Wolfram, Mittuniversitetet, SGU och European Spallation Source (ESS) är alla involverade i initiativ som kombinerar materialteknik, energiinnovation och miljöforskning.
Banbrytande 3D-printing för fusionsreaktorer
Freemelt AB i Mölndal leder en EU-finansierad studie inom Fusion for Energy som utvecklar volframplattor för ITER – världens största fusionsenergiprojekt. Projektet, som startar andra kvartalet 2025 och är värt cirka 3 miljoner SEK, ska ta fram tillverkningsmetoder som klarar extrema temperaturer och strålning. Freemelt har även fått patent på en metod för att neutralisera elektrisk laddning vid e-MELT 3D-printing av volfram i samarbete med UKAEA, vilket gör det möjligt att tillverka komplexa komponenter för avancerade reaktormiljöer.
Svensk-samarbete med Mittuniversitetet och Sandvik/Wolfram
År 2024 gick Sandvik/Wolfram samman med Freemelt och Mittuniversitetet i ett projekt för att utveckla additiv tillverkning med volframpulver via E-PBF-teknik (Electron Beam Powder Bed Fusion). Mittuniversitetet investerade i en Freemelt ONE-maskin för att kunna driva forskningen framåt inom både industriella och energirelaterade applikationer. Detta är ett viktigt steg för att producera komponenter som är både lättare, mer hållbara och anpassade för högtemperaturmiljöer.
Miljögeokemisk forskning – volfram i svenskt grundvatten
Ett SGU-finansierat projekt vid Luleå tekniska universitet (2022–2024) har undersökt förekomsten och rörligheten hos kritiska metaller, inklusive volfram, i grundvatten. Studien bidrar till att förstå miljörisker och spridningsmönster, vilket är avgörande för att bedöma påverkan från gruvdrift, industri och markanvändning.
Geologisk prospektering i Bergslagen
SGU:s rapport från september 2023 visar att vissa graniter i västra Bergslagen har unika geokemiska och mineralogiska egenskaper som kan indikera förekomster av volfram och fluorspar. Detta ger prospekteringsföretag ett nytt verktyg för att hitta strategiska råvaror inom Sverige och minska importberoendet av kritiska metaller.
ESS i Lund – volfram som neutronkälla
European Spallation Source (ESS), som byggs i Lund och planeras vara i drift 2027, använder en volfram-målskiva för att generera neutroner via nukleär spallation. Dessa neutroner används för materialforskning på atomnivå, vilket öppnar för genombrott inom allt från medicin till avancerad energiteknik.
Historiska kopplingar till svenska upptäckter
Redan på 1700-talet beskrev Axel Fredrik Cronstedt mineralet scheelit (wolfram) från Bastnäs-gruvan, något som senare bidrog till identifieringen av volfram som nytt grundämne. Detta är ett tidigt exempel på hur svenska forskare lagt grunden för internationell materialvetenskap.
Volfram i miljön – svenska studier
Analys av slam från Henriksdals reningsverk har visat volframnivåer på upp till 16 mg/kg TS. Detta innebär att om slammet används som gödningsmedel kan halterna i marken fördubblas på cirka 427 år, vilket väcker frågor kring långsiktig miljöpåverkan och behovet av reningsteknik.
Översikt över svensk forskning om volfram
| Forskningsfält | Exempel på svensk aktivitet |
|---|---|
| Additiv tillverkning & fusionsenergi | Freemelt med UKAEA, Fusion for Energy, Sandvik och Mittuniversitetet |
| Miljökemi | SGU-projekt om volfram i grundvatten (2022–24) |
| Geologisk prospektering | Bergslagens graniters koppling till volframfynd |
| Materialforskning | ESS i Lund med volfram som neutronkälla |
Volframs unika fysikaliska egenskaper
Volfram (kemisk symbol W, atomnummer 74) är ett silvergrått, mycket tungt metalliskt grundämne med en densitet på 19,25 g/cm³ – nästan lika tungt som guld och 1,7 gånger tyngre än bly. Dess mest kända kännetecken är världens högsta smältpunkt för en metall, cirka 3422 °C, och den högsta kokpunkten av alla kända grundämnen, runt 5650 °C.
Dessa egenskaper gör att volfram bibehåller sin styrka och form även vid extremt höga temperaturer där de flesta metaller smälter eller mjuknar. Materialet har dessutom mycket låg värmeutvidgning, vilket innebär att det knappt förändrar storlek vid temperaturväxlingar – en kritisk faktor i forskningsprojekt som kräver nanometers precision.
Mekanisk styrka och slitmotstånd
Volfram är hårt och slitstarkt men kan vara sprött i ren form. Genom att kombinera volfram med kol bildas volframkarbid (WC), ett av världens hårdaste material (9 på Mohs hårdhetsskala). Det används i skärverktyg, borrkronor och industriella fräsar – även i svensk verkstadsindustri.
Kemisk stabilitet och korrosionsmotstånd
Vid rumstemperatur reagerar volfram nästan inte alls med luft eller vatten, vilket ger lång livslängd även i korrosiva miljöer. Vid hög temperatur bildas volframoxid (WO₃) och vid kontakt med fluor reagerar volfram redan vid rumstemperatur. Dessa egenskaper gör det värdefullt i reaktor- och rymdapplikationer där material måste tåla både extrem hetta och kemiskt aggressiva miljöer.
Biologisk och miljömässig relevans
Volfram är det tyngsta kända grundämnet som förekommer i biologiska system. Vissa mikroorganismer använder volfram i sina enzymer för att katalysera kemiska reaktioner, ett område som även studeras inom svensk miljö- och biokemisk forskning. Samtidigt är dess långa halveringstid i mark (hundratals år) en viktig faktor i SGU:s miljöstudier och vattenanalyser.
Varför dessa egenskaper hos volfram driver svensk forskning
- Fusionsenergi: Den extrema smältpunkten och låga värmeutvidgningen gör volfram idealiskt för plasmaexponerade komponenter i ITER och framtida fusionskraftverk. Svenska företag som Freemelt utvecklar därför metoder för att 3D-printa volfram med hög precision.
- ESS i Lund: Volframs höga atomnummer och densitet gör det perfekt för att producera neutroner vid nukleär spallation, vilket ESS utnyttjar för materialanalys.
- Miljöforskning: Volframs kemiska tröghet gör att det stannar länge i miljön, vilket har lett till svenska studier om dess spridning i slam och grundvatten.
- Geologisk prospektering: Den höga ekonomiska betydelsen av volfram, kombinerad med dess ovanlighet, driver SGU:s kartläggning av potentiella fynd i Bergslagen.
Volfram finns inte i stora mängder i Sverige, men landets forskning och industriella utveckling ger en nyckelposition internationellt. Kombinationen av materialteknologi (Sandvik/Wolfram, Freemelt), geologi (SGU) och storskaliga forskningsanläggningar (ESS) gör att Sverige kan bidra till nästa generation av energisystem, precisionsverktyg och avancerad materialanalys – trots begränsad inhemsk råvarutillgång.