Grafenförstärkta multifunktionella termoplaster för luftfartstillämpningar

Syfte och mål

Målet för projektet var att utveckla nya grafenförstärkta termoplaster för förbättrade elektriska och mekaniska egenskaper. Vi har under projektet kunnat visa att man genom tillsats av grafen och dess derivat kan öka den elektriska ledningsförmågan samt påverka de mekaniska egenskaperna i positiv riktning genom att skapa lager-på-lager strukturer eller att dispergera nanostrukturerna i såväl termoplaster som epoxy-baserade material.

Resultat och förväntade effekter

Tillsats av grafen och grafen-derivat till termoplaster av olika slag samt till epoxy visar att den elektriska ledningsförmågan kan ökas tiofalt samtidigt som de mekaniska egenskaperna förbättras. Detta möjliggör nya applikationer för materialen där 3D-printing är en högintressant process för tillverkning av ledande strukturer för applikation inom flyg. Projektet har även innefattat framtagning av modeller för att förutsäga elektriska och mekaniska egenskaper i materialet efter tillsats av nanostrukturer. Detta ger möjlighet att förutsäga egenskaper och minska ledtiden.

Upplägg och genomförande

Arbetet genomfördes i samarbete mellan svenska parterna Saab, Linköpings universitet, Chalmers och 2D fab samt den brasilianska parten UFABC. Projektet var strukturerat så att varje arbetspaket och varje part kunde utveckla sitt arbete separat men i en produktiv samverkan med övriga parter. Arbetet innefattade även utbyte mellan de olika parterna där en Post-Doc från UFABC under ett år utförde forskning på Linköpings universitet. Utöver detta hölls såväl digitala möten och workshops samt fysiska möten på plats.

➡️ Läs ett pressmeddelande om projektet!

Abstract in English

Multifunctional graphene-enhanced thermoplastics for aerospace applications

Purpose and goal
The goal of the project was to develop new graphene-reinforced thermoplastics for improved electrical and mechanical properties. During the project, we have been able to show that by adding graphene and its derivatives, you can increase the electrical conductivity and influence the mechanical properties in a positive direction by creating layer-on-layer structures or by dispersing the nanostructures in both thermoplastics and epoxy-based materials.

Expected results and effects
Addition of graphene and graphene derivatives to thermoplastics of various types and to epoxy shows that the electrical conductivity can be increased tenfold while the mechanical properties are improved. This enables new applications for the materials where 3D printing is a highly interesting process for application in aviation. The project has also included the development of models to predict the electrical and mechanical properties of the material after the addition of nanostructures. This provides the opportunity to predict properties and reduce lead time.

Planned approach and implementation
The work was carried out in collaboration between the Swedish parties Saab, Linköping University, Chalmers and 2D fab and the Brazilian party UFABC. The project was structured so that each work package and each party could develop their work separately but in a productive collaboration with other parties. The work also included exchange between the various parties where an Post-Doc from UFABC carried out research on Linköpings University for a year. In addition to this, digital meetings and workshops as well as physical meetings were held on site.

Utlysning:
Samverkansprojekt för kommersiella tillämpningar med grafen 2019

Projektpartners: Saab, Chalmers, 2DFab, Linköpings universitet och UFABC (Brasilien)

Projektledare: Linnea Selegård, Saab

Projektform: Forsknings- och innovationsprojekt

Bidrag: 2 999 573 kr

Projektets löptid: Augusti 2019 - september 2022

Relaterade styrkeområden: