Project Description

3D Printing and Nanotechnology for Electromagnetic Shielding of CFRP Structures

3DFORCOMP

CALL ID: SMALL GRANT SCHEME
OKRES REALIZACJI: 2021-2023
LICZBA PARTNERÓW: 1
CAŁKOWITY BUDŻET: 0,2 mEUR

ABSTRAKT

Celem projektu 3DforCOMP jest opracowanie technologii poprawy przewodności elektrycznej kompozytów węglowych wymaganej przez przemysł lotniczy, motoryzacyjny, obronny i elektroniczny w celu ekranowania pola elektromagnetycznego. Proponowane rozwiązanie polega na wykorzystaniu procesu druku 3D metodą FFF (Fused Filaments Fabrication) do drukowania termoplastycznych nanokompozytów zawierających nanorurki węglowe na powierzchni tkanin węglowych. Proponowane rozwiązanie pozwoli na wprowadzenie do struktury kompozytów nanorurki węglowe w dużym stężeniu (do 15%wag), co przy obecnie dostępnych technologiach jest niemożliwe. Tkaniny węglowe z nadrukowanym na powierzchni termoplastycznym nanokompozytem będą użyte w procesie wytwarzani kompozytów węglowych. Wprowadzenie w ten sposób nanorurek węglowych pozwoli na podniesienie właściwości elektrycznych, jak również mechanicznych kompozytów. Nowy typ elektrycznie przewodzących i elastycznych filamentów opartych na termotopliwych klejach polimerowych i nanorurkach węglowych zostanie przetestowany przy użyciu przemysłowej drukarki 3D w firmie SINTEF w Norwegii. Na każdym etapie procesu przewodność elektryczna będzie analizowana i korelowana z dyspersją nanorurek, co pozwoli zrozumieć wpływ warunków procesu na właściwości elektryczne i skuteczność ekranowania elektromagnetycznego. Opracowane rozwiązanie zostanie przetestowane w warunkach naturalnych na prototypie skrzydła samolotu w końcowej fazie projektu.

ROLA TECHNOLOGY PARTNERS W PROJEKCIE

Koordynator projektu. Zespół naukowców TECHNOLOGY PARTNERS będzie odpowiedzialny za opracowanie technologii druku przewodzących nanokompozytów na bazie termoplastycznych klejów termotopliwych oraz nanorurek węglowych na powierzchni tkanin węglowych. Analizowane będą różne kombinacje termoplastycznych klejów oraz tkanin, aby wybrać system o najwyższej sile adhezji. Badana będzie zależność pomiędzy lepkością polimeru, uzyskaną dyspersją nanorurek węglowych, przewodnością elektryczną oraz możliwością ich druku w technice FDM. Dobrane zostaną parametry druku 3D, nanokompozytów na tkaniny węglowe oraz korelacja pomiędzy parametrami strukturalnymi tkanin, a adhezją drukowanego kształtu. W celu potwierdzenia słuszności koncepcji, tkaniny węglowe posiadające nadrukowane przewodzące nanokompozyty będą wykorzystane do wytwarzania kompozytów węglowych. Analizie poddane zostaną właściwości elektryczne kompozytów oraz mechaniczne w celu wybrania najbardziej obiecujących materiałów. W końcowej fazie projektu, kompozyty będą badane w testach ekranowania pola elektromagnetycznego oraz wytworzony zostanie demonstrator w formie skrzydła samolotu, testowany w warunkach rzeczywistych. Opracowane w ramach projektu innowacyjne elastyczne i przewodzące filamenty będą testowane na drukarce przemysłowej w firmie SINTEF w Norwegii, co pozwoli na ich późniejszą komercjalizację.