在增材制造的背景下,銅構成了某些挑戰。在金屬粉末AM中最常用的激光粉末床熔合常用波長下,材料僅吸收一小部分能量,從而導致印刷部件的密度低。
新近推出的石墨烯涂層大大降低了銅粉的反射率。由Uppsala University和Graphmatech提供。
Graphmatech首席執行官Mamoun Taher表示,借助Graphmatech的技術,由烏普薩拉大學教授Ulf Jansson領導的研究人員能夠修飾銅粉的表面,以將反射率降低多達67%。
Taher告訴Photonics Media:“通過用石墨烯涂覆銅粉表面,改變了粉末表面特性-形態,導電性,粗糙度-改變了激光與表面相互作用的方式,并改善了吸收性能。”
石墨烯還能夠在印刷過程中幸存下來,通過降低多孔性,積極地影響了打印的銅-石墨烯零件的密度。
詹森說:“開發了用石墨烯涂覆金屬粉末的新工藝,為各種應用中的新材料設計開辟了非常有趣的前景。”
Taher指出,隨著電氣化,對銅的需求已大大增加。他認為,通過石墨烯技術來增強銅的含量,可以緩解無法滿足需求的情況。
“我們的復合材料不僅意味著相同的技術性能需要更少的材料,而且我們還可以提高其他(有限度或能源密集程度較低的)材料的性能,從而有可能在一系列工業應用中替代銅和其他材料。”塔赫爾說。
該技術還可能能夠減少碳排放,并有可能積極影響許多潛在的應用,包括電動汽車,電子產品和國防。
銅因其延展性和高導電性而廣泛用于汽車零件和電子產品(以及許多其他工業應用)。但是由于反射率的問題,通過增材制造來制造零件一直是極具挑戰性的,”塔赫爾說。他說,結果,銅零件通常是通過能耗更高,效率較低且設計靈活性較小的方法生產的。使用石墨烯技術提高銅的可加工性可能能夠提高產量并減少浪費,能夠在一系列常見的3D打印機上進行銅的3D打印,并生產出比純銅更堅固,更薄且更具導電性的組件,以及節省重量和成本。
塔赫爾說,任何新材料或新技術的發展都會帶來許多挑戰,盡管到目前為止,研究人員尚未發現任何弊端。
Graphmatech現在正在努力擴大該技術的規模,并且已經報告了許多應用程序的進展。
“ Graphmatech正在與工業伙伴合作,不僅在廣泛的涂層金屬粉末產品組合中,而且還在金屬復合材料,聚合物復合材料和儲能方面或電池應用,”塔赫爾說。“在每種情況下,石墨烯都是根據應用和客戶需求進行摻入和調整的—無論是使用流動性更好的粉末來提高冶金加工性,還是提高強度,在塑料或橡膠中的耐磨性或導電性,還是更高的密度能源儲備。”
Taher還將該技術列為潛在的附加功能,即耐腐蝕性和抗菌性。其他應用包括更高效,可持續的制造,重量輕但堅固的汽車和航空零件以及更輕,更高效的電子產品。
基于果蔬原料的食品3D打印技術及其應用