Utveckla polymerkompositer för SLS-applikationer

Syfte och mål 

Selective Laser Sintering (SLS) är en additiv tillverkningsteknik som för närvarande används inom industrin för tillverkning av friformade plastdetaljer. Det är en pulverbaserad teknik, där en laserstråle riktas mot punkter på pulverbäddsytan som är definierad av en 3D-modell, vilket gör att materialet sintras och skapar en solid struktur. En stor fördel med SLS är att metoden inte kräver stödstruktur, vilket gör den lämplig för fullt fungerande prototyper och komplexa slutanvändningsdelar. SLS-tekniken används fortsatt i prototyper, men den blir även vanligare för funktionella prototyper som kan testas och för tillverkning av produkter. 

En begränsande faktor för användning av SLS är att det inte finns så många olika polymerer som kan användas för processen. Det vanligast SLS-materialet idag är polyamid 12 (PA 12), vilket utgör cirka 90% av den totala förbrukningen i industrin. Syftet med detta projekt är att utveckla nya kompositer av polymer och grafen som passar för tillverkning med SLS. Projektet skall lösa utmaningar kopplat till utveckling av SLS-pulver, speciellt partikelstorlek och morfologi. Tillsatsen av grafen i polymeren förväntas förbättra pulvrets materialegenskaper, speciellt de optiska och termiska egenskaperna. Genom att tillsätta grafen, med Aros Graphene-teknikkommer de additivt tillverkade detaljer bli elektriskt ledande och få goda mekaniska egenskaper. Detta kommer förbättra den industriella potentialen för SLS-tillverkning och tillhandahålla lösningar inom områden som fordons-, flyg- och elektroteknik. Om detta projekt blir framgångsrikt och pulvrets användning kan fastslås kan processen lätt skalas upp och kommersialiseras. 

Abstract in English

Developing polymer composites for SLS applications

Selective Laser Sintering (SLS) is an additive manufacturing technique that is currently used in industry for manufacturing of freeform plastic parts. It is a powder-based technique, where a laser beam is aimed at points on the powder bed surface, defined by a 3D model, and the material is sintered to create a solid structure. A major advantage of SLS includes no support structure requirements, making it suitable for fully functional prototypes and complex end-use parts. While SLS technology continues to be used in prototyping, it is becoming increasingly popular for functional part testing, as well as production applications.

A factor that limits the range of applications of SLS parts is the lack of variety of applicable polymeric materials. The commonly applied SLS powder to date is polyamide 12 (PA 12) which makes up approximately 90% of the total industrial consumption. The purpose of this project is to develop polymer-graphene composites suitable for SLS printing. It aims at solving the challenges involved in composite development for SLS powders, specifically targeting particle size and morphology. The addition of graphene in the polymer composite is expected to improve the material properties of the powder, specifically the optical and thermal properties. With the incorporation of graphene and by utilizing Aros Graphene technology, electrically conductive and mechanically superior printed objects will be obtained, which will widen the industrial potential of SLS printing and provide solutions to the areas of automotive, aerospace, and electrical engineering industries. If this step is deemed successful and the printability of the powder is established, the process can be easily upscaled and introduced to the market.

Utlysning:
Samverkan kring kommersiella grafentillämpningar, hösten 2020

Projektpartners: Graphmatech, Uppsala universitet

Projektledare: Andrea Spanou, Graphmatech

Projektform: Genomförbarhetsstudie

Bidrag: 300 000 kr

Projektets löptid: 1 mars 2021 – 1 september 2021

Relaterade styrkeområden: