INTEGRAPH – Integrerad grafenbelagd glasfiberstruktur för multifunktionella kompositer

Syfte och mål 

Syftet med projektet är att utvärdera, kvantifiera och demonstrera funktionen av en revolutionerande teknik, utvecklad och patenterad av Grafren, för att tilldela långfibriga kompositmaterial termiska och elektriska egenskaper för flygindustrin. Målet är att tillverka en TRL 4-5 demonstrator av en flygmotorkomponent med integrerad avisnings- och blixtskyddsfunktionalitet. Behovet av integrerade metallstrukturer i kompositen skulle elimineras med teknologin, vilket skulle minska komponentens komplexitet och förenkla produktionsprocessen, samt reducera vikten. 

Genom att använda grafenbelagda fibrer på kompositstrukturer tillförs elektrisk- och värmelednings-förmåga, i princip utan viktspåslag jämfört konventionella lösningar. Tekniken kan också enkelt adderas till befintlig produktionsprocess. De tillförda funktionerna, snabb uppvärmning för att avisa komponenter, eller elektrisk ledningsförmåga för att leda bort blixtströmmar, utan att tillföra någon massa av betydelse kan ge konkurrensfördelar åt GKN Aerospace Sweden.  

Detta projekt är inriktat mot flygmotorindustrin och dess teknikutveckling för nästa generations flygplan. Särskilt för elektrifierat eller vätgasdrivet flyg kommer funktionella- och lättviktsmaterial vara nödvändiga. Ett positivt utfall i detta projekt har en enorm affärspotential inom flygindustrin, men även andra industrier där elektrisk och termisk funktion kan vara nödvändig, t ex vindkraft i kallt klimat, fordonstillämpningar, etc. 

Projektet kommer att studera grafenets inverkan och kompositens materialegenskaper, grafenbelagda kompositer kommer också att tillverkas och testas med olika metoder. Till sist kommer en teknologidemonstrator med högt TRL att tillverkas och testas. En tät kontakt mellan grafenproducenten och slutanvändaren under projektets löptid kommer att möjliggöra stora framsteg mot industriell produktion. 

Abstract in English

INTEGRAPH - Integrated Graphene coated Glass Fibers for Multifunctional Composites

The purpose of this project is to evaluate, quantify, and demonstrate the capabilities of a unique graphene technology developed by Grafren to impart thermal and electrical properties to long-fiber reinforced composites in aerospace applications. The goal is to manufacture a TRL 4-5 demonstrator aerospace engine part with integrated de-icing and lightning strike mitigation functionality and eliminate the need for metallic parts. This saves weight and reduces the complexity of the part and manufacturing process.

Using a graphene coating of fibers adds an electrical and thermal conductivity functionality with a near zero weight penalty compared to conventional solutions and can be simply integrated into the manufacturing process. The added ability to rapidly heat and de-ice components with minimal electrical energy or mitigate lighting strike impacts without added weight can be a competitive advantage for GKN Aerospace Sweden.

This project is focused on the aero-engine market and developing technology for future generations of aircraft. Especially for the case of electrified or hydrogen powered engines in aviation, functional integration and lightweight materials will be a necessity. Successful outcome of this project has tremendous business potential within the aerospace industry (engine and fuselage applications), or other industries where electrical/thermal functional integration can be necessary, e.g. wind power in cold climates, electric vehicle applications, etc.

The project will study the material properties and behaviors as well as manufacturing outcomes of graphene treated composites on multiple scales. In the end, a high TRL level demonstrator will be produced and tested. During the project a close connection between a graphene producer and an end user will enable large steps towards industrial production to be made.

Utlysning:
Samverkan kring kommersiella grafentillämpningar, hösten 2020

Projektpartners: RISE, GKN Areospace, Grafren

Projektledare: Mohamed Loukil, RISE

Projektform: Forsknings- och innovationsprojekt

Bidrag: 2 929 000 kr

Projektets löptid: 1 mars 2021 – 28 februari 2024

Relaterade styrkeområden: