Additiv tillverkning av metallkomponenter förstärkta med grafen – Addit-G

Syfte och mål

De attraktiva egenskaperna hos grafen och dess tillgänglighet som ett funktionaliserat grafenpulver är av stort intresse för komponenttillverkningstekniker som använder pulver som råmaterial.

Målet med detta initiativ är att demonstrera bearbetningsbarheten och egenskaperna hos grafen-metall-kompositer som tillverkas genom additiv tillverkning (AM) i komponenter med nätform. De metalliska materialen som är av intresse är Cu- och Al-legeringar. Syftet med användningen av grafentillsats är att förbättra komponenternas termiska och mekaniska egenskaper. Detta kommer att skapa mervärde för produkten som tillverkas genom en energi- och materialeffektiv metod.

Det industriella behovet av komplexa komponenter med utmärkta termiska och mekaniska egenskaper är brådskande inom transportsektorn, särskilt i termiska styrsystem för batterier i elfordon. Marknaden för metallpulver som används i additivtillverkning växer med mer än 20 % per år och förväntas nå 15-20 BSEK år 2025. Denna verksamhet kommer att inrätta processfönstret för AM-teknik Fused Deposition Modeling (FDM) och för härdning, sintring och varm Isostatisk Pressning (HIP) för de föreslagna kompositerna. Avancerade karakteriseringstekniker används för att mäta de termiska och mekaniska egenskaperna och för att identifiera deras korrelation med den uppnådda mikrostrukturen. Projektgruppen består av ett skickligt team med tillgång till utmärkta laboratorier och stor erfarenhet inom alla nyckelområden som krävs för att framgångsrikt kunna genomföra projektet. Industripartnerna är Graphmatech, Quintus Technologies och Sandvik Additive Manufacturing. Forskningsorganisationen är Uppsala universitet och Swerim AB.

Abstract in English

Additive manufacturing of metallic components reinforced with graphene – Addit-G
The attractive properties of graphene and its availability as an ionic functionalized graphene powder is of high interest for component manufacturing technologies using powders as a raw material. The goal of this initiative is to demonstrate the processability and properties of graphene-metal - composites manufactured through additive manufacturing (AM) into near-net-shape components. The metallic materials of interest are Cu and Al alloys. The purpose of the use of graphene additions is to improve the thermal and mechanical properties of the components. This will create added value for the product manufactured through an energy and material efficient method. The industrial need for components of complex shape with excellent thermal and mechanical properties is urgent in transportation sector especially in thermal management systems for batteries in electrical vehicles. The market for metal powder used in additive manufacturing grows by more than 20 % per year and is expected to reach 15-20 BSEK in 2025. This activity will establish the process window for the AM technique Fused Deposition Modeling (FDM) and for the proceeding stages curing, sintering and Hot Isostatic Pressing (HIP) for the proposed composites. Advanced characterization techniques are used to measure the thermal and mechanical properties and to identify their correlation to the achieved microstructure. The project group is composed of a skilled team, with access to outstanding laboratories and significant experience in all the key areas required to successfully execute the project. The industrial partners are Graphmatech, Quintus Technologies and Sandvik Additive Manufacturing. The research organization are Uppsala University and Swerim AB.

Utlysning:
Samverkansprojekt för kommersiella tillämpningar med grafen (våren 2019)

Projektpartners: Swerim AB, Graphmatech, Quintus Technologies, Sandvik Additive Manufacturing och Uppsala universitet

Projektledare: Irma Heikkilä

Projektform: FoI-projekt

Bidrag: 1 110 770 kr

Projektets löptid: 1 juni 2019 - 31 dec 2020

Relaterade styrkeområden:

Med stöd från: