4-D printet termit kunne gøre svejsning i rummet og kampzoner lettere, sikrere

En nyuddannet maskiningeniør har skabt et materiale til svejsning under ekstreme forhold, som kan minimere det nødvendige udstyr og operatørens farer.

Materialet - et pengeskab, stabil, termitpasta - kan tjene som en bærbar, programmerbar varmekilde til brug i rummet, under vand og i kampzoner. Pastaen er 3-D-printet og aflejret i mønstre kaldet reaktive materialearkitekturer, der kan kontrolleres og styres.

”Jeg synes, det har et stort potentiale, " sagde Neely, Ph.D. '20. "Du udskriver det bare, sæt den på samlingen og tænd den."

Neely, der starter sit job som fremdriftsingeniør på NASA Marshall Space Flight Center i august, med succes brugte den trykte pasta til at varme lodde for at smelte aluminium, og, for nylig, kobberskødssamlinger.

Pastaen handler om konsistensen af ​​jordnøddesmør. Opskriften starter med en godt blandet blanding af jernoxid, aluminiumspulver og gipspulver. Tilsætning af vand aktiverer gipspulveret som bindemiddel; pastaen begynder at hærde med det samme. Tilsætning af vinsyre til vandet før blanding kan bremse hærdningen, men selv da, arbejdstiden er begrænset til mindre end 45 minutter eller pastaen bliver for tyk og klistret til at udskrive, Sagde Neely.

Hendes termitpasta er sikker at lave, print og transport.

"Hvis noget, Jeg har en overudviklet følelse af sikkerhed, " sagde Neely.

Andre forskere har udviklet trykt reaktivt materiale, der kan kontrolleres på nanoskala, men kun små mængder af det kan aflejres, begrænser, hvor meget energi der kan bruges. På makroskalaen, mindst ½ millimeter, en anden tilgang bruger fluorpolymer-baserede reaktive materialer, men kræver specielle teknikker til at syntetisere polymeren og forfine filamentet, så materialet ikke antændes utilsigtet.

I sit arbejde Neely, som også modtog sin BE i maskinteknik ved Vanderbilt, kombineret to interesser – 3-D print, eller i dette tilfælde, 4-D print – og energiske materialer. Den ekstra dimension er tid; et 4D-materiale transformerer sig over tid, reagerer på en miljøstimulus såsom fugtighed eller temperatur og ændrer form. Hun krediterer Alvin Strauss, professor i maskinteknik, og Kevin Galloway, assisterende professor i maskinteknik og Vanderbilts direktør for fremstilling, hendes ph.d. rådgivere, arbejde, til grønt lys for ideen.

Deres studie, "Loddede kobberoverfladesamlinger ved hjælp af reaktive materialearkitekturer som varmekilde, " blev offentliggjort i april 2020-udgaven af Fremstillingsbreve .

"Additivt fremstillede reaktive materialearkitekturer som en programmerbar varmekilde, "som omfattede grundlæggende arbejde, blev offentliggjort i august 2019 i 3-D print og additiv fremstilling .