SD Mines composietmateriaal gedemonstreerd tijdens composiet brugwedstrijd

South Dakota School of Mines and Technology (Rapid City, SD , VS) kondigde op 14 augustus aan dat studenten de tweede plaats behaalden in de Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE, Diamond Bar, CA, VS) 2018 Student Bridge Contest, door een brug te ontwerpen met een gewicht van slechts 12,5 ounce die kan dragen een lading van 2000 pond.

Mijnstudenten hebben het ontwerp van de brug ontworpen met behulp van een gepatenteerd composietplaatmateriaal dat is uitgevonden door een team van onderzoekers van Mines 'Composite and Nanocomposite Advanced Manufacturing Center (CNAM) en Composites and Polymer Engineering (CAPE) Laboratory. Door het unieke CNAM-materiaal, Discontinuous Fiber Thermoplastic Sheet (DiFTS) genaamd, te hechten aan de boven- en onderkant van een lichtgewicht honingraatkern in een geschikte dikteverhouding, waren de studenten in staat om de eigenschappen van de gelamineerde sandwichstructuur te ontwerpen om aan de belastingsvereisten te voldoen van de concurrentie, met behoud van een lage algehele dichtheid. Het DiFTS-materiaal bevat korte, gerecyclede koolstofvezels ingebed in een thermoplastische matrix, waardoor uniforme vezelverdeling, significante vezeluitlijning, effectieve vezellengtebehoud en grondige vezelinkapseling resulteren in hoogwaardige eigenschappen met behulp van een goedkoop proces.

“Het is niet zo dat CNAM een supermateriaal heeft ontwikkeld; het is dat we een goedkope, hoogwaardige, ecologisch duurzame composiet hebben ontwikkeld die aantoonbaar kan worden ontworpen om te voldoen aan de veeleisende belastingsvereisten, en die zeer gunstig concurreert met traditionele, dure koolstofvezelcomposieten”, zegt teamadviseur, professor David Salem, Ph.D., directeur van het CNAM Center en het CAPE Laboratory.

Het SD Mines-brugteam bestond uit Matthew Phillips, senior wiskunde en werktuigbouwkunde; Schmid, een Ph.D. student in het Nano Science and Engineering-programma; en Krishnan Veluswamy, een Ph.D. student in het Materials Engineering and Science Program, die ook de SAMPE International University Leadership Experience Award 2018 won. "Het is opwindend dat deze brug is gemaakt van in-house materialen die bij Mines zijn ontwikkeld", zegt Veluswamy. "Dit soort materiaal heeft over de hele linie industriële toepassingen, van sportartikelen tot auto's tot vliegtuigen, omdat het sterk, lichtgewicht en goedkoop te produceren is."

Een zustercentrum - het CNAM Biomaterials Centre (CNAM-Bio) - is onlangs gelanceerd bij SD Mines en doet onderzoek naar op planten gebaseerde biologisch afbreekbare kunststoffen, natuurlijke biovezels en biocomposieten die op een dag zouden kunnen fuseren met deze technologie, waardoor de DiFTS-milieuduurzaamheid verder wordt verbeterd.