Förbättrade egenskaper hos additivt tillverkade metaller genom tillsats av grafen – fortsättning

Syfte och mål
En teknik för grafenbeläggning av rostfritt stålpulver för additiv tillverkning har demonstrerats. Optimerade processparametrar för tillverkning med laser-pulverbädd och elektronstråle-pulverbädd har tagits fram, med full densitet på de byggda materialen. Bästa resultatet vad gäller grafenets stabilitet efter tillverkning uppnåddes för laser-pulverbädd. Förbättringar i hårdhet, styrka, nötningsegenskaper och korrosionsegenskaper har kunnat visas, särskilt för laser-pulverbädd.

Resultat och förväntade effekter
En effektiv metod att belägga rostfritt stål 316L med funktionaliserad grafen har demonstrerats. Processparametrar för tillverkning av komponenter med additiva metoderna laser- och elektronstråle pulver-bädd har tagits fram. Ny kunskap om pulvrets egenskaper efter beläggning med grafen har kommit fram. Kunskapen har ökat om mekaniska, tribologiska och korrosionsegenskaper av grafen- och rostfritt stålkomposit. Baserat på de förbättrade egenskaperna har en demonstrator tillverkats för en utvald slutanvändare.

Upplägg och genomförande
Arbetet utfördes sekventiellt i olika delar längs värdekedjan, med olika parter som ansvariga för delarna, men alla parter inblandade i analys av resultaten: pulverbeläggning, pulverkarakterisering, tillverkning med laser pulver-bädd, tillverkning och jämförelse med elektronstråle pulver-bädd, karakterisering av byggda komponenter, val av demonstrator och slutanvändare. Detta upplägg var lyckat, de olika delarna hängde väl samman och var beroende av input från andra vilket tillhandahölls vid projektmöten och även däremellan. Resultaten diskuterades gemensamt.

➡️ Läs ett pressmeddelande om projektet!

Abstract in English

Improved properties of additively manufactured metals by adding graphene – continuation

Purpose and goal
A technology for graphene coating of stainless steel powder for additive manufacturing has been demonstrated. Optimized process parameters for laser powder-bed and electron-beam powder-bed manufacturing have been developed, with full density on the built materials. The best result regarding graphene stability after fabrication was achieved for laser powder-bed. Improvements in hardness, strength, wear properties and corrosion properties have been demonstrated, especially for laser powder-bed.

Expected results and effects
An efficient method to coat stainless steel 316L with functionalized graphene has been demonstrated. Process parameters for manufacturing components using the additive manufacturing methods laser- and electron beam powder-bed have been developed. New knowledge about the properties of the powder after coating with graphene has emerged. Knowledge has increased about the mechanical, tribological and corrosion properties of graphene and stainless steel composites. Based on the improved properties, a demonstrator has been manufactured for a selected end user.

Planned approach and implementation
The work was carried out sequentially in different parts along the value chain, with different partners responsible, but all partners involved in the result analysis: powder coating, powder characterization, laser powder-bed manufacturing, manufacturing and comparison with electron beam powder-bed, characterization of built components, choice of demonstrator and end user. This arrangement was successful, the various parts were well connected and depended on input from others which was provided at project meetings and also in between. The results were discussed jointly.

Utlysning:
Samverkan kring kommersiella grafentillämpningar, hösten 2020

Projektpartners: Luleå tekniska universitet, Amexci, Carpenter Powder Products, Graphmatech, GE Additive/Arcam EBM, Mittuniversitetet, Uppsala universitet.

Projektledare: Marta-Lena Antti, Luleå tekniska universitet

Projektform: Forsknings- och innovationsprojekt

Bidrag: 1 170 000 kr

Projektets löptid: April 2021 – februari 2023

Relaterade projekt:
Förbättrade egenskaper hos additivt tillverkade metaller genom tillsats av grafen

Relaterade styrkeområden: