Grafen förbättrar 3D-printad metall

Ny svensk forskning visar att tillsatt grafen i metallpulver vid 3D-printning ger önskad mikrostruktur, ökad hårdhet, minskad nötning och ett överraskande bra rostskydd.

– Mycket goda resultat, säger Marta-Lena Antti, professor vid Luleå tekniska universitet.

En teknik för grafenbeläggning av rostfritt stålpulver för additiv tillverkning har nu demonstrerats i ett Vinnovafinansierat projekt 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.

Många applikationer

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.

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.

Minskad kornstorlek

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.

Mot kommersialisering

Genom projektet har ny kunskap om pulvrets egenskaper efter beläggning med grafen tagits fram. Kunskapen har ökat om mekaniska, tribologiska och korrosions-egenskaper av grafen- och rostfri stålkomposit. Baserat på de förbättrade egenskaperna har en demonstrator tillverkats för en utvald slutanvändare och tekniken kommer nu tas vidare mot kommersialisering.

Fakta:

▫️ Läs mer om projektets resultat här!

▫️ Grafen är kolatomer som sitter ihop i ett tunt tvådimensionellt skikt. Detta ger unika egenskaper. Läs mer här!

▫️ SIO Grafen är ett av sjutton strategiska innovationsprogram och drivs med stöd från Vinnova, Energimyndigheten och Formas.