Grafen - wzmacnianie plastiku

[pyblo]

Jest to bardziej pomysł niż istniejący filament, ale są ludzie którzy już z tym eksperymentowali.

O grafenie było dość głośno już koło 7 lat temu, jak jeszcze byłem na studiach. Jest to tzw. "cudowny materiał", mocniejszy od stali, termo i elektro przewodzący w skali nieporównywalnej do innych materiałów.


źródło: https://www.youtube.com/watch?v=BHaY6uwDQKk

ostatnio ponownie mnie zainteresował, jak zacząłem myśleć co by tu zrobić by uzyskać mocne części za pomocą druku 3D. Trafiłem na filmik od Hacksmith'a gdzie testują część wzmocnioną włóknami węglowymi (wykorzystując specjalną drukarkę dwugłowicową)

źródło: https://www.youtube.com/watch?v=BHaY6uwDQKk

mój pomysł nie jest nowy (pewien brytyjczyk zrobił już kombinację ABS+grafen), ale nigdzie nie trafiłem na dane tego jak bardzo dodatek grafenu jest w stanie wzmocnić PLA, a jak ABS. Z ciekawostek pianka wzbogacona o grafen staje sie równie wytrzymała co kawałek drewna sklejkowego (kilka rzedów wielkości więcej jeśli chodzi o wytrzymalość), ale dalej jest bardzo lekka.


źródło: https://www.youtube.com/watch?v=j9lUjl_3L14

Aktualnie istnieje sporo sposobów na wykonanie proszku grafenowego w warunkach domowych (niektóre z nich tworza grafen zachowujący swoje własności elektroprzewodzące). Można by z tego zrobić naprawdę ciekawy filament do wielu zastosowań.

Jeśli ktoś już testował coś takiego, lub chciałby spróbować, byłbym wdzięczny za podzielenie się wynikami testów mechanicznych
Z miłą chęcią też podrzucę więcej linków o tworzeniu grafenu i wzbogacaniu plastiku, jest kilka naprawdę fajnych filmów po angielsku o tym

[marek91]

Ostatnio na targach rozmawiałem z dwoma profesorami, mieli jakiś swój pomysł na materiał, przy okazji zagadnąłem o ten istniejący filament z grafenem...
Stwierdzili że nie może być nic takiego, bo raz, niewiele to da, dwa, na dziś dzień koszt produkcji grafenu jest tak wysoki że nawet przy minimalnej domieszce cena będzie iście abstrakcyjna...
Podejrzewam że materiał od black magic (chyba tak to leciało) to ściema, bardziej prawdopodobne wydaje się że domieszkowali to sproszkowanym grafitem (stosowany jako suchy smar, tani jak barszcz). Wtedy kłamstwo jest częściowe i zachowując poprawność polityczną (fuj!) można by to nazwać "niedopowiedzeniem".
Jeśli masz jakieś materiały o tworzeniu grafenu (w jakiejś rozsądnej ilości) to daj jakieś materiały, zerknę, z czystej ciekawości

[dragonn]

Grafen jest drogi jeśli ma być bardzo czysty, do produkcji filamentu nie trzeba tak idealnie czystego grafen. Co nie zmienia faktu że i tak jest produkcja na dużą skalę jest chwilowo nieosiągalna xD.

[pyblo]

Ogólnie cały kanał Robert'a Murray-Smith'a jest bardzo fajnym źródłem informacji o grafenie. Podaje on sporo sposobów na uzyskanie grafenu w warunkach domowych, ale warto jest mieć podstawowe pojęcie o bezpieczeństwie w eksperymentach chemicznych i uważnie go słuchać, jak i czytać publikacje naukowe o których wspomina czesto: https://www.youtube.com/user/RobertMurraySmith

kupno grafenu, czy tez tlenku grafenu jest drogie. Ale otrzymanie go w małych ilościach do prototypowania już niekoniecznie. Faktem jest że korzystając z tych prostych metod uzyskujemy bardzo małe grafenowe struktury, gdzie wiązania między strukturami są najsłabszą częścią.

W przypadku wzbogacenia plastiku, otrzymujemy kompozyt który teoretycznie powinien byc wytrzymalszy od zwykłego plastiku ale oczywiście o wiele słabszy od pełnoprawnej struktury grafenowej

Tylko tu jest właśnie pies pogrzebany... Nie mam pojęcia o ile bardziej taki plastik byłby wytrzymalszy, jak trudny byłby w drukowaniu, czy jaki byłby finalny koszt produkcji jednego kilograma filamentu.

Ja myślę bardziej na zasadzie eksperymentu. Jako że nie posiadam wytłaczarki do filamentu takiej jak Filastruder, czy coś podobnego, to myślę nad zrobieniem prostego porównania bazując na odlewanej części:
1. bioplastik ze skrobii
2. bioplastik wzbogacony o proszek grafenowy.

Problem polega na tym że badanie wytrzymałości materiałów widziałem tylko jako przedmiot na rozkładzie zajęc warsztatów na studiach także, dopiero nadganiam i wdrażam się w naukę o badaniu właściwości materiałowych. Trochę mi to zajmie, a mam jeszcze inne projekty na głowie

Niemniej jest to ciekawy eksperyment, który nawet jeśli nie jest "gienialnym pomysłem za milion dolców" (a wątpię patrząc na mój zmysł biznesowy ), to warto go przeprowadzić i udokumentować, bo a nuż poprowadzi on kogo następnego w dobrym kierunku.

[Berg]

jest jeszcze długa droga na wykorzystanie znacznie prostszych i tanich włukien kevlar, włókna borowe, bazaltowe. Myślę, że jak w tym temacie już będzie zrobione wszystko co się da, to może i na grafen przyjdzie czas.
Teraz to tak mi się wydaje, że dosypanie szczypty grafenu do filamentu da tyle co dosypanie szczypty do wody, wcale nie stanie się przez to gęstsza

NA targach była jedna drukarka, co wtapiała włókno kevlarowe ze szpulki. Myślę, że to jest temat do rozkminienia.

[dragonn]

Kurcze gdzie ja to widziałem, reprapową drukarkę która miała wbudowany podajnik nici bardzo mocnej do drukowanego elementu. Jakieś paręnaście dni temu się na to natknąłem. Spróbuję odnaleźć

[pyblo]

dodam też ten filmik który powinien zobrazować filozofię tego eksperymentu który chciałbym przeprowadzić/ poznać wyniki


źródło: https://www.youtube.com/watch?v=ONtPBkJPw4E

[dragonn]

Mam http://reprap.org/wiki/SpoolHead kto chce odświeżyć projekt ?

[dziobu]

Na dzisiaj czysty grafen (jednowarstwowy) to koszt ok $30.000/kg, czyli dość drogo. Do tego jest czysto praktyczny problem - jak przepuścić węgiel przez gorącą dyszę żeby się nie utlenił Tęgie głowy wymyśliły - i można kupić tlenek grafenu ($200-500/kg). Ale jak to potem działa to nie wiem.

Tutaj mieli kiedyś filament "grafenowy": http://get3d.pl/kategoria-produktu/fila ... ene-3d-pl/
Cena lekko dobija (oryginalnie 400zł/200g) więc od zawsze była duża promocja Nie wiem, też czy to faktycznie jest grafen, ale skoro to z USA to może tak być (obecnie przodują w produkcji grafenu).