Ny svensk forskning visar att tillsatt grafen i metallpulver vid 3D-printning ger önskad mikrostruktur, ökad hårdhet, minskad nötning och ett överraskande bra rostskydd. Det skriver SIO Grafen, ett av sjutton strategiska innovationsprogram och drivs med stöd från Vinnova, Energimyndigheten och Formas.
– Mycket goda resultat, säger Marta-Lena Antti, professor vid Luleå tekniska universitet i pressmeddelandet.
En teknik för grafenbeläggning av rostfritt stålpulver för additiv tillverkning har nyligen demonstrerats inom SIO Grafen.
– Metallpulvret var belagt innan printning och fungerade riktigt bra då vi testade att skriva ut kuber med olika mängd grafen. Vi såg mycket goda resultat, säger Marta-Lena Antti, professor inom materialteknik.
Att kombinera 3D-printning med grafen öppnar möjligheter för ett stort antal applikationer där hög prestanda efterfrågas, såsom flygindustrin, ortopedisk tillverkning samt verktygs- och energisektorer, enligt SIO Grafen.
Kommersialisering
Inom projektet togs optimerade processparametrar fram för tillverkning med laser-pulverbädd och elektronstråle-pulverbädd. Förbättringar i hårdhet, styrka, nötningsegenskaper och korrosionsegenskaper har visats, särskilt med laser-pulverbädd.
I projektet ingick Amexci, Carpenter Additive, GE Additive, Graphmatech, Luleå tekniska universitet, Mittuniversitetet och Uppsala universitet. Resultaten visar även att kornstorleken i metallen minskade tack vare tillsatsen av grafen.
– Minskad kornstorlek är bra! Vi såg också att motstånd mot korrosion ökade med grafen och en markant minskad förslitningshastighet, säger Marta-Lena Antti och fortsätter:
– Det som förvånade mig mest var korrosionstestet, kuberna visade inga tecken på korrosion vilket är väldigt intressant.
Genom projektet har ny kunskap om pulvrets egenskaper efter beläggning med grafen tagits fram om mekaniska, tribologiska och korrosionsegenskaper av grafen- och rostfri stålkomposit. Baserat på de förbättrade egenskaperna har en demonstrator tillverkats för en utvald slutanvändare, som inte offentliggjorts, och tekniken kommer nu tas vidare mot kommersialisering.