Elektriskt ledande kompositmaterial för additiv tillverkning med pulverbädd

Sammanfattning 

Industriell tillverkning med ”Additive Manufacturing” (AM) växer snabbt och genom att utveckla ett elektriskt ledande material med hjälp av grafen kommer företag att få en fördel inom produktutveckling och produktion. Målet är att utveckla ett sådant material med hjälp av grafen. Vi kommer att använda oss av ”Powder Bed Fusion”, AM-teknologin som är den dominerande på den industriella marknaden. 

Grafen är ett utmärkt materialval för kompositmaterialet då det är gynnsamt och miljövänligt material med en hög elektrisk ledningsförmåga. 

Forskningsfrågorna som kommer att besvaras i projektet är: 

  • Hur man funktionaliserar grafenmaterialet för att förbättra smältblandningen. 
  • Hur man uppnår pulverflytbarhet för att få ett material som är lämpligt att använda i AM-maskinerna. 
  • För att hitta den elektriska perkolationströskeln kommer detta i form av grafenfyllning. 
  • Att undersöka hur man selektivt gör GO ledande med laserbearbetning i AM-maskinen. 
  • För att ta reda på vilken elektrisk konduktans som kan uppnås med bibehållen materialstyrka. 

Det finns en stor marknadspotential för ledande AM i industrin för elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) där en framväxande marknad följer med introduktionen av elfordon, vilket ger upphov till nya EMC-krav som måste åtgärdas. Vi har varit i kontakt med företaget Jolex AB (Värmdö), som är specialiserade på kundanpassade EMC-lösningar, och de ser en stor fördel med att använda konduktiv AM för att skräddarsy sina lösningar. Marknadspotentialen för företag som kan utnyttja resultaten direkt inkluderar företag som arbetar med EMC, t.ex. Jolex AB, och företag som har behov av EMC-lösningar i sina produkter, Ericsson, Saab, Volvo Cars. 

Abstract in English

Electrically conductive composite material for powder bed fusion additive manufacturing

Industrial manufacturing using Additive Manufacturing (AM) is rapidly growing, and by developing an electrically conductive material using graphene, companies will gain an advantage in product development and production. We therefore aim to develop such a material using graphene. We target the Powder Bed Fusion AM technology which is the dominating for the industrial market.

Graphene is an excellent material choice for the composite material as it is a benign and environmentally friendly material and has a high electrical conductance.

The research questions of the project are:

- How to functionalize the graphene material for melt mixing improvement.

- How to achieve powder flowability to obtain a material that is suitable to use in the AM machines.

- To find the electrical percolation threshold will this in terms of graphene filling.

- To investigate how to selectively make GO conductive using laser processing in the AM machine.

- To find what electrical conductance that can be achieved while keeping adequate material strength.

There is a large market potential for conductive AM in the Electromagnetic Compatibility (EMC) industry where an emerging market follows with the introduction of electric vehicles, which gives rise to new EMC demands that need to be addressed. We have been in contact with the company Jolex AB (Värmdö), who specializes in customized EMC solutions, and they see a large benefit in using conductive AM to be able to customize parts. The market potential for companies that can utilize the results directly includes companies working with EMC, eg. Jolex AB, and companies that have a need for EMC solutions in their products, Ericsson, Saab, Volvo Cars.

Utlysning:
Samverkan kring kommersiella tillämpningar med grafen, 2021

Projektpartners: Mittuniversitetet, 2D fab, Wematter

Projektledare: Henrik Andersson, Mittuniversitetet

Projektform: Innovationsprojekt

Bidrag: 3 000 000 kr

Projektets löptid: April 2022 - juni 2024

Relaterade projekt:
Elektriskt ledande kompositmaterial för additiv tillverkning

Relaterade styrkeområden: