Elektriskt ledande kompositmaterial för additiv tillverkning

Syfte och mål

Elektriskt ledande AM-material är av stort intresse för branschen. Projektet syftar till att skapa elektriskt ledande kompositmaterial för användning i additiv tillverkning (AM) med grafen.

Kommersiella AM-tekniker används för att producera fasta föremål, såsom mekaniska delar eller konceptmodeller, med hjälp av ett enda material. Om olika funktionella material istället skulle kunna tillsättas under tillverkningen, skulle det öppna möjligheter att producera mycket mer avancerade föremål.

Projektpartnern Wematter AB tillverkar en 3D-skrivare (Gravity) som använder metoden för pulverbäddfusion, en AM-teknik som kan skriva ut komplexa geometrier utan stödstrukturer. Wematter AB upplever en stark efterfrågan från sina kunder att kunna producera elektriskt ledande föremål i sina AM-maskiner.

Projektpartnern 2Dfab AB är en grafenproducent som arbetar med storskalig produktion för industrin.

Forskningsgruppen vid Mittuniversitetet har en stark bakgrund inom forskning om grafenproduktion. Tillsammans utgör projektpartnerna ett väl sammansatt konsortium för att möta denna utmaning.

Mål

  • Identifiera lämplig grafen och undersöka eventuella grafenkällor som kan blandas med polyamidpulver. Detta kan vara olika typer av exfolierad grafen, reducerad grafenoxid och annan funktionaliserad grafen.
  • Proof of concept 1: Blanda ett antal polyamidpulver/grafenmaterial från de valda grafenmaterialen och karakterisera pulveregenskaperna och det viskösa flödet för att undersöka om materialet kan vara lämpligt att använda i Wematters ABs AM-maskiner.
  • Proof of concept 2: Välj den mest lovande blandningen av polyamidpulver/grafenmaterial. Smält kompositen och observera egenskaperna.
  • Konsortiumsbyggnadsaktiviteter, involvera ett annat partnerföretag som kommer att använda resultaten samt föreslå hur man kan gå vidare med utvecklingen och tillämpningen av ett FoI-projekt.
Abstract in English

Electrically conductive composite material for additive manufacturing

We have recognized that electrically conductive AM materials is of major interest for the industry. This project aims at creating electrically conductive composite materials for use in additive manufacturing (AM) by using graphene.

Commercial AM techniques are used to produce solid objects using a single material, such as mechanical parts or concept models. Instead, if different functional materials could be added during manufacturing, it would open possibilities to produce much more advanced objects.

The project partner Wematter AB manufactures a 3D-printer (Gravity) that utilizes the method of powder bed fusion, an AM-technique that is able print complex geometries without any support structures. Wematter AB experience a strong demand from their customers to be able to produce electrically conductive objects in their AM machines.

The project partner, 2Dfab AB is a graphene producer that aims at large scale production for industry.

The research group at Mid Sweden University (MIUN) has a strong background in research on graphene production. Together, the project partners constitutes for a well put together consortium to address this challenge.

Goals
Identification of suitable graphene, investigate the possible graphene sources that can be mixed with polyamide powder. This could be different types of exfoliated graphene, reduced graphene oxide and other functionalized graphene.

Proof of concept 1. Mix a number of polyamide powder/graphene materials from the selected graphene materials and characterize the powder properties and the viscous flow to investigate if the material could be suitable to use in Wematters AB´s AM machines.

Proof of concept 2. Select the most promising mix of polyamide powder/graphene material. Melt the composite and observe the characteristics.

Consortium building activities, involve another partner company that will use the results and propose how to move forward with the development and the application of a FoI project.

Utlysning:
Samverkan kring kommersiella grafentillämpningar, våren 2020

Projektpartners: 2D fab AB, Mittuniversitetet, Wematter AB

Projektledare: Henrik Andersson

Projektform: Genomförbarhetsstudie

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: 31 maj 2020 - 30 november 2020

Relaterade styrkeområden: