Forskere udtænker 3D-printer, der kan gøre energiske materialer mere sikre, mere miljøvenligt

Forskere fra Purdue University har udviklet en metode til 3-D-udskrivning, der kan producere energiske materialer med fine geometriske træk hurtigere og med mindre omkostninger end traditionelle metoder, samtidig med at det er mere sikkert og mere miljøvenligt.

Jeffrey Rhoads, en professor i Purdues School of Mechanical Engineering, og Emre Gunduz, en tidligere forskningsassistent professor på skolen, sammen med et par kolleger, har lanceret en fakultet ejet startup kaldet Next Offset Solutions Inc., der fremstiller printere og energiske materialer, herunder faste raketbrændstoffer, andre drivmidler og pyroteknik. De energiske materialer fremstilles ved en metode, der gør det muligt for printeren at producere viskose materialer med en konsistens, der ligner ler.

"Det er ligesom Play-Doh-pressen i det 21. århundrede, "Sagde Rhoads.

Processen giver forskerne mulighed for sikkert at deponere energimaterialer med en høj præcision.

"Vi har vist, at vi kan udskrive disse energimaterialer uden tomrum, som er nøglen, "Sagde Rhoads." Hulrum er dårlige i energiske materialer, fordi de typisk fører til inkonsekvente, nogle gange katastrofale, forbrænder. "

Printeren fungerer på en måde, der ligner typiske 3D-printere, bortset fra at den anvender ultralydsvibrationer med høj amplitude på dysen, reducere friktion på dysevæggene og dermed tillade, at de meget viskøse materialer skubbes igennem. Metoden giver også mulighed for præcis flowkontrol.

Forskere på Purdue har også brugt metoden til at udskrive biomedicinske implantater, personlige stoffer og andre produkter. Next Offset Solutions er primært fokuseret på produktion af energimaterialer, men undersøger også andre muligheder for teknologien.

Rhoads sagde, at printeren er bedre end traditionelle metoder til fremstilling af energikilder, fordi den ikke er afhængig af opløsningsmidler for at sænke viskositeten, hvilket betyder hurtigere produktion, lavere omkostninger og en mere miljøvenlig proces.

"Nogle af disse processer bruger bogstaveligt talt masser af opløsningsmidler, som vi ikke har brug for, "Sagde Rhoads.

Processen er også sikrere, fordi printeren kan fjernbetjenes.

"Du behøver ikke at have en person der, der er i kontakt med systemet. Det er en stor fordel set ud fra et sikkerhedsmæssigt synspunkt, "Sagde Rhoads.

Det bringer også en ny løsning til en industri, der ofte er langsom til at ændre sig, fordi det tager meget tid og penge at få materialer kvalificeret af forsvars- og energidepartementerne. Next Offset Solutions bruger allerede kvalificeret materiale og ændrer i stedet processen.

Rhoads er administrerende direktør hos Next Offset Solutions og Gunduz, der nu er professor ved Naval Postgraduate School i Monterey, Californien, er teknologichefen. Virksomheden har også hentet en topchef fra et Fortune 100 -selskab til at fungere som præsident.

Next Offset Solutions er interesseret i at levere printerne og de produkter, de laver til afdelingerne for forsvar og energi og deres entreprenører. Den nye 3D-udskrivningsproces blev patenteret ved hjælp af Purdue Office of Technology Commercialization.

Virksomheden arbejder også på anden avanceret forskning, udvikling, test, og evaluering i additiv fremstillings- og energimaterialerum.