NAZIV:
Razvoj prahu za namene 3D-tiskanih mezostrukturnih izolacijskih materialov, Z2-1861
OPIS:
3D-tisk (slojevita oz. dodajalna tehnologija) je hitro razvijajoč tehnološki proces na področju znanosti materialov in predstavlja nove priložnosti na različnih področjih sodobnih materialov, od strojništva (ki vključuje protetiko, avtomobilsko in letalsko industrijo, itd.) do gradbeništva (skeleti hiš, fasadni paneli, itd.). Ta inovativna tehnologija ima priložnost postati ključna, saj omogoča hitre rešitve pri izdelavi izdelkov zahtevnih oblik, sestavljenih iz kvalitetnih prahov. V zadnjem času je povečano zanimanje za razvoj 3D struktur v velikostnem razredu mezoporoznosti. S tem nastaja potreba po novih materialih z izboljšanimi lastnostmi in uporabnostjo, v odvisnosti od izbora sodobnih tehnologij 3D-tiska ter namembnosti končnega izdelka. Za dosego ustrezne mezoporoznosti (od nekaj milimetrov do nekaj nanometrov) pri novih 3D materialih, je poznavanje dimenzije proizvoda zelo pomembno, prav tako pa tudi mehanskih, fizikalnih, toplotnih in/ali akustičnih lastnostih, kjer bi bili materiali lahko uporabljeni za specifične namene. Tehnologije 3D-tiska prinašajo bistvene prednosti z vidika hitrosti in cene procesa izdelave končnih izdelkov, hkrati pa je tehnologija okolju prijazna, saj ne nastaja skoraj nič (ali izredno malo) odpadnega materiala. V svetovnem merilu raziskave na področju razvoja 3D tiska potekajo intenzivno, vendar se je kljub pokazala potreba po ustrezni kombinaciji materialov na nacionalnem nivoju, ki bi služili kot surovina za 3D-tisk gradbenih proizvodov. Takšne surovine bi bile lokalnega izvora in sprejemljivejša rešitev s stališča cene in okolja.
Glavni namen predstavljenega projekta je razvoj prahu za namene 3D-tiska. V tej raziskavi bo uporabljena dodajalna tehnologija (mehanizem kapljičnega nanašanja ali vbrizgavanja veziva) za pripravo poroznih izolativnih materialov. Raziskovalno delo tega projekta bo razdeljeno na tri dele. Prvi del raziskav predstavlja študij lastnosti odpadnih prahov in njihova kompatibilnost z ustrezno dodajalno tehnologijo (mehanizem kapljičnega nanašanja ali vbrizgavanja veziva). Izbira prahov bo prednostno na kalcijevem sulfatu ter njegovih hidratih iz različnih slovenskih proizvodnih procesov. Poleg tega bodo določeni procesni parametri dodajalne tehnologije. V drugem delu raziskav se bo poudarek na razvoju poroznih struktur osnovanih s pomočjo 3D CAD modela. Osnovni modeli predstavljajo predlogo/podlago za oblikovanje izboljšanih modelov s porozno strukturo in ustrezno mezoporoznostjo, ter s toplotno izolacijskimi lastnostmi. Različne 2D in 3D mikroskopske tehnike in mehanski testi bodo uporabljeni za določitev lastnosti komercialno dostopnih poroznih materialov, kakor tudi novih 3D tiskanih prototipov. V zadnjem delu bo znanje iz laboratorijskega nivoja preneseno na izdelavo večjih panelov.
Projekt bo pripomogel k: (i) zagotavljanju trajnostne oskrbe s surovinami s pomočjo inovacij na področju 3D-tiska ter uporabe recikliranih industrijskih materialov, (ii) spodbujanju večje okoljske ozaveščenosti in k predstavitvi inovativnih rešitev za upravljanje in trajnostno uporabo odpadkov, (iii) oblikovanju rešitev za namene 3D-tiska z uporabo vhodnih surovin, (iv) izogibanju odlaganju na odlagališčih, ter (v) zmanjšanju stroškov za uporabo komercialnih surovin za potrebe 3D-tiska.
Glavni namen predstavljenega projekta je razvoj prahu za namene 3D-tiska. V tej raziskavi bo uporabljena dodajalna tehnologija (mehanizem kapljičnega nanašanja ali vbrizgavanja veziva) za pripravo poroznih izolativnih materialov. Raziskovalno delo tega projekta bo razdeljeno na tri dele. Prvi del raziskav predstavlja študij lastnosti odpadnih prahov in njihova kompatibilnost z ustrezno dodajalno tehnologijo (mehanizem kapljičnega nanašanja ali vbrizgavanja veziva). Izbira prahov bo prednostno na kalcijevem sulfatu ter njegovih hidratih iz različnih slovenskih proizvodnih procesov. Poleg tega bodo določeni procesni parametri dodajalne tehnologije. V drugem delu raziskav se bo poudarek na razvoju poroznih struktur osnovanih s pomočjo 3D CAD modela. Osnovni modeli predstavljajo predlogo/podlago za oblikovanje izboljšanih modelov s porozno strukturo in ustrezno mezoporoznostjo, ter s toplotno izolacijskimi lastnostmi. Različne 2D in 3D mikroskopske tehnike in mehanski testi bodo uporabljeni za določitev lastnosti komercialno dostopnih poroznih materialov, kakor tudi novih 3D tiskanih prototipov. V zadnjem delu bo znanje iz laboratorijskega nivoja preneseno na izdelavo večjih panelov.
Projekt bo pripomogel k: (i) zagotavljanju trajnostne oskrbe s surovinami s pomočjo inovacij na področju 3D-tiska ter uporabe recikliranih industrijskih materialov, (ii) spodbujanju večje okoljske ozaveščenosti in k predstavitvi inovativnih rešitev za upravljanje in trajnostno uporabo odpadkov, (iii) oblikovanju rešitev za namene 3D-tiska z uporabo vhodnih surovin, (iv) izogibanju odlaganju na odlagališčih, ter (v) zmanjšanju stroškov za uporabo komercialnih surovin za potrebe 3D-tiska.
TRAJANJE:
2019/07/01 - 2021/06/30
FINANCIRANJE:
Javna agencoja za raziskovalno dejavnost republike Slovenije ARRS
VEČ:
