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ALLGEMEINES ZIEL :

Hochleistungspolymere sind in verschiedenen High-Tech-Sektoren wie der Luft- und Raumfahrt, der Schifffahrt, der Automobilbranche, der Medizintechnik und dem Energiesektor (Batterien, PEMFC-Zellen) sehr gefragt, unter anderem wegen ihres Gewichts, ihrer hohen Festigkeit und ihrer chemischen und mechanischen Beständigkeit.

Gleichzeitig zeigen diese Sektoren großes Interesse an der additiven Fertigung, da sie deren Vorteile in Bezug auf Designfreiheit, geringere Kosten und Ressourcen sowie geringere Umweltauswirkungen ausloten. In vielen Fällen könnten die traditionell verwendeten schweren (metallischen) Werkstoffe (teilweise) durch leichte Werkstoffe wie Polymere ersetzt werden, die die gleichen oder sogar bessere strukturelle und/oder funktionelle Eigenschaften aufweisen. Die Kombination aus Gestaltungsfreiheit und alternativen Werkstoffen ist für die Luft- und Raumfahrtindustrie von besonderem Interesse.

Hochleistungspolymerwerkstoffe und Anlagen für die additive Fertigung werden zunehmend verfügbar, wobei erstere eine bessere Qualität und letztere eine höhere Präzision, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit aufweisen.

Die Gesamtleistung des hergestellten Objekts ist jedoch nicht so ausgereift wie bei herkömmlichen Werkstoffen. Im Allgemeinen ist dies auf die Beschaffenheit (chemisch/physikalisch) des Hochleistungspolymers, das Design und die Herstellungsparameter zurückzuführen.

Viele Unternehmen (z. B. Sabca, ESA, ....) haben großes Interesse an Objekten gezeigt, die mit Hilfe der additiven Fertigung aus PEEK (einem Hochleistungspolymer) hergestellt werden.

Ein wichtiger Aspekt von Polymeren im Allgemeinen ist, dass diese Materialien mit spezifischen Zusatzstoffen funktionalisiert werden können, um die (bio)chemischen und/oder physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Materials oder Objekts zu verbessern.

PEEK wird von der Luft- und Raumfahrtindustrie häufig nicht nur wegen seines geringen Gewichts (im Vergleich zu herkömmlichen Materialien wie Titan), sondern auch wegen seiner strukturellen Steifigkeit und geringen Ausgasung gewählt. Die von der Industrie aufgeworfenen Probleme hängen jedoch häufig mit dem Wärmemanagement und der elektromagnetischen Abschirmung zusammen. Durch die Beladung von PEEK mit spezifischen Additiven (SIRRIS) glaubt das Konsortium, die oben genannten Probleme verbessern zu können. Darüber hinaus könnte eine Plasmabehandlung des gefüllten PEEK (MateriaNova) die Haftung während des additiven Fertigungsprozesses (SIRRIS) und damit die Gesamteigenschaften des Endobjekts verbessern, die mit den herkömmlichen, für Polymermaterialien verwendeten Mitteln (Materia Nova) charakterisiert werden können.

Es wurde ein Konsortium zwischen Materia Nova und Sirris gegründet, um :

• Erfüllung der Anforderungen der oben genannten Unternehmen in Bezug auf die Gesamtleistung von PEEK-Objekten
• Verbesserung der Funktionalität von PEEK durch funktionelle Füllstoffe (Sirris)
• Lösung von Problemen im Zusammenhang mit der chemischen und physikalischen Natur von PEEK (Materia Nova und Sirris)
• Optimierung der Parameter für die additive Fertigung von PEEK (Sirris)
• Evaluierung des Leistungsgewinns (Materia Nova)
• Vorschlagen von Demonstrationsteilen (Ausschuss für industrielle Unterstützung)

DIE AUFGABEN VON MATERIA NOVA :

Entwicklung einer atmosphärischen Plasmabrennerlösung, die in den Druckprozess integriert wird, um die Haftung zwischen den bereits aufgebrachten und den zu extrudierenden Strängen zu verbessern. Optimierung der Expositionsbedingungen und des Gasgemischs, um Radikale auf der Oberfläche der Polymere zu erzeugen und so die Bildung kovalenter Bindungen zu fördern.

Projektleiter: Sirris

Ansprechpartner Materia Nova : thomas.godfroid@materianova.be

Gesamtbudget : 595518.04€
Gefördertes Budget : 446638,53€
Haushalt Mano : 295839,45€