Grafen öppnar för nya möjligheter i tillverkningsindustrin
Av Emelie Werme
I det nyligen slutförda projektet Elektriskt ledande kompositmaterial för additiv tillverkning har de samverkande parterna undersökt möjligheten att producera elektriskt ledande polyamidmaterial med grafen.
Materialet är avsett att användas i additiv tillverkningsteknik, där det idag används plastmaterial.
– Ett elektriskt ledande material kommer kraftigt att utöka mängden av möjliga produkter. I Wematters AM-maskiner används vanligtvis PA 11, en bioplast som är förnyelsebar och biologiskt nedbrytbar. Att kombinera det med grafen ger ett förnyelsebart kompositmaterial, säger Henrik Andersson, projektledare vid Mittuniversitetet i en kommentar.'
Projektgruppens material är tänkt att göra nytta vid kapacitiva beröringssensorer, applikationer där signaler leds mellan elektronikenheter eller vid tillverkning av EMC-skyddande inkapslingar.
Projektets mål var att hitta det grafenmaterial som fungerade bäst att blanda med polyamidpulver och karaktisera smältegenskaper och elektrisk ledningsförmåga.
Grafenmaterialen som testades var grafenoxid i lösning, reducerad grafenoxid med hög porositet och exfolierad grafen i olika mängder.
Grafenoxid i lösning blandades med PA-pulver, reducerades och slutligen torkades pulvret. De andra två varianterna var torrblandade.
– Vi fann att blandning i lösning orsakade klumpbildning, vilket ger problem för materialets flytbarhet. Torrblandningen fungerar bättre i detta avseende, och kommer därför att vara metoden som väljs, säger Henrik Andersson i ett pressmeddelande.
Smälttester visade att blandningen under smältning av de olika grafenmaterialen och PA-pulvret i nuläget in är tillräckligt god.
– Den otillräckliga vätningen mellan grafenmaterialen och polyamiden är vad som orsakar problemet. Detta var den viktigaste insikten i denna genomförbarhetsstudie. Smältblandningen kommer därför att vara den viktigaste aspekten att förbättra, säger Henrik i en kommentar.
Han fortsätter:
– Att vi har en utvecklare av AM-maskiner såväl som en tillverkare av grafen med i konsortiet har varit en av våra största styrkor. Att utveckla ett AM-material för en speciell typ av AM-maskin där vi har samarbete med tillverkaren är en mycket stor fördel då vi har mycket exakt kunskap om vilka krav som ställs på materialet och att tester utförs av maskintillverkaren.