Utveckling av polymera kompositer med grafen för SLS-applikationer
Resultat
Huvudmålet med detta projekt var att producera polymer-grafen-kompositpulver för SLS (Selective Laser Sintering)-printning. Det övergripande förväntade resultatet var att erhålla elektriskt ledande delar med god strukturell integritet. Dessutom genomfördes denna genomförbarhetsstudie för att utvärdera om polymer-grafen-kompositpulver kunde erhållas med en skalbar process och potentiellt skulle kunna tillåta avstämbar laddning av grafen i polymerpulvret, vilket är en begränsning vid användning av andra tekniker. Bra partikelstorlek, sfärisk morfologi och grafenretention i matrisen var önskade resultat.
Denna genomförbarhetsstudie gav mycket lovande resultat. Sfäriska partiklar framställdes med användning av polymerextrudering. Dessutom fanns det bra grafenretention i matrisen vilket var synligt på mikrofotografier. Ytterligare arbete behöver göras för att förbättra partikelstorleken för effektiv partikelextraktion.
För att uppfylla det övergripande målet att erhålla ledande pulver för att 3D-printa elektriskt ledande delar användes ett annat tillvägagångssätt – beläggning av SLS-partiklar med grafen. Beläggningen av partiklarna var mycket framgångsrik och gränsen för att behålla grafen på partiklarna med bibehållen morfologi och partikelseparation identifierades. Elektriskt ledande delar med mycket god strukturell integritet skrevs ut framgångsrikt med standard PA-inställningar. Delarna integrerades i enkla funktionella elektriska kretsar med stor framgång.
Det är värt att nämna att vi använde en process för att producera dessa pulver helt utan giftiga kemikalier och med noll biprodukter.
Sammantaget var det mestadels en framgångsrik förstudie. De flesta av målen har uppnåtts och resultaten är mycket lovande för fortsättningen av studien, publicering av vetenskapliga artiklar samt lansering av en produkt. Konduktiviteten som uppnåddes till den utskrivningsbara gränsen var bättre än vad som tidigare har rapporterats i litteraturen och såvitt vi vet finns det inga ledande polymerbaserade pulver tillgängliga på marknaden, särskilt för de applikationer som detta pulver kan rikta in sig på.
