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Hierarchical porous PEEK via combined physical foaming and additive manufacturing: bringing circularity to advanced engineering materials

Description du projet

Ingénierie avec des matériaux légers et durables

L’ingénierie moderne exige des matériaux légers composés d’un mélange parfait de rigidité, de solidité et de résistance pour des applications dans les domaines du transport, du bâtiment et du stockage de l’énergie. Bien que les polymères renforcés de fibres soient largement utilisés dans l’aérospatiale, la complexité de leur recyclage pose un problème écologique. Dans ce contexte, le projet HipPEEK financé dans le cadre du programme Actions Marie Skłodowska-Curie entend révolutionner les matériaux légers en exploitant des solides cellulaires thermoplastiques à haute performance conçu par fabrication additive. Plus précisément, il créera des structures poreuses à gradation fonctionnelle en polyétheréthercétone, ou PEEK. En combinant un moussage physique respectueux de l’environnement et une fabrication additive économe en ressources, HipPEEK constitue une avancée considérable vers des matériaux durables pour diverses industries, notamment l’espace, l’aérospatiale, l’automobile, les applications médicales et dentaires.

Objectif

A number of engineering applications require lightweight structural materials providing a good combination of stiffness, toughness and strength, including transportation, buildings and energy storage and conversion. Fibre reinforced polymers (FRP) in the form of monolithic and sandwich structures are nowadays mostly used in lightweight aerospace applications. However, FRP’s present an intrinsic sustainability hotspot, given the difficulty on their recycling.
High performance thermoplastic cellular solids (HPTC) are excellent candidates for those applications requiring a compromise between mechanical and functional properties ensuring at the same time recyclability by using thermoplastic polymers. The main intrinsic advantage of cellular solids is the ability to tailor their properties by tuning the microstructure (cell size, wall-thickness, and distribution). However, conventional foaming techniques such batch foaming, extrusion foaming, or foam injection moulding do not allow for precise control of the obtained cellular morphology, production of cell size gradient or the manufacturing of hierarchical macro/microporous structures.
HipPEEK aims at developing a processing strategy towards the manufacturing of porous materials of small, controlled, and graded cell size and shape through additive manufacturing (AM) focusing on Poly(ether-ether-ketone) (PEEK). PEEK is a high-performance engineering thermoplastic with high strength to weight ratio, reported as an excellent candidate for metal replacement in a variety of applications including space, aerospace automotive, medical and dental. Functionally graded porous PEEK will be accomplished by the combination of environmentally friendly physical foaming with inert gases with the production of three-dimensional scaffolds through resource efficient AM, which will allow the production of controlled multiscale hierarchical structures on the micro and meso scales, together with optimized topology at the macro scale.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

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Coordinateur

FUNDACION IMDEA MATERIALES
Contribution nette de l'UE
€ 181 152,96
Adresse
CALLE ERIC KANDEL 2 PARQUE CIENTIFICO Y TECNOLOGICO TECNOGETAFE
28906 Getafe
Espagne
Région
Comunidad de Madrid Comunidad de Madrid Madrid
Type d’activité
Research Organisations
Liens
Coût total
Aucune donnée