Revolutionair koud sintern vermindert energieverbruik en materiaalverspilling

Onderzoekers van Penn State University (University Park, PA) hebben een nieuwe methode voor sintern ontwikkeld, een wijd toegepast productieproces voor poedermaterialen. Het nieuwe proces, dat aanzienlijk minder tijd en energie vereist dan huidige benaderingen, kan wereldwijde implicaties hebben voor productie en energiebesparing en de weg banen voor nieuwe ontdekkingen.

Koud sinternproces

Het Penn State koude sinternproces, ontwikkeld door een team onder leiding van Clive Randall, professor materiaalkunde en directeur van Penn State's Materials Research Institute, is een nieuwe aanpak van sintern, een proces waarbij poedervormige materialen verdicht - of gecomprimeerd - worden met behulp van hitte en druk. Sintern wordt gebruikt bij de productie van een breed scala aan materialen, waaronder glas, metalen, bakstenen en kunststoffen.

Randall's aanpak gebruikt vloeistof om het sinternproces af te ronden bij tijden en temperaturen die een fractie zijn van de huidige methoden. Omdat het proces in minuten in plaats van uren voltooid wordt, kunnen tijd- en energiebesparingen leiden tot enorme productiviteits- en kostenwinsten voor de productiesector en tot veel minder broeikasgasuitstoot door productie.

"Wat we doen is een vloeistof gebruiken in een oplossingsproces. Het werkt vervolgens door een verdampingsproces," zegt Randall. "Dat is eerder gedaan maar meestal met fasen die niet tijdelijk zijn. Wat echt belangrijk is aan dit proces is dat deze vloeistof er is en dan verdwenen is, en in het proces van er zijn en verdwijnen, vangt het alle uitwisselings-, diffusie- en groeiprocessen op die je nodig hebt om het sintern aan te drijven."

Omdat traditioneel sintern plaatsvindt over veel uren bij temperaturen van ongeveer 1000˚C en koud sintern plaatsvindt bij temperaturen van kamertemperatuur tot 200˚C, heeft het proces de deur geopend voor het fabriceren van materialen die de hogere temperaturen van traditioneel sintern niet kunnen weerstaan.

"De mogelijkheid om nieuwe materialen in dat hele proces te integreren en nieuwe typen functionaliteit te creëren, en tenslotte een systeem te hebben waar het basisgelijk in 20 minuten gedensitificeerd is, betekent dat je doorvoer en productieopbrengsten enorm kunnen stijgen," zegt Randall. "Dit is geweldig voor productie, het is geweldig voor energiebesparing, het is geweldig voor het milieu en het stelt nu nieuwe intellectuele pogingen toe in het maken van materialen." Deze aanpak werd beschreven in een recent artikel, getiteld "Cold Sintering Process of Composites: Bridging the Processing Temperature Gap of Ceramic and Polymer Materials," door Randall en zijn co-auteurs gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Functional Materials. Voor meer informatie, zie een abstract op https://tinyurl.com/ya65e5x7.

Innovatie Hub bekroont veelbelovende transporttechnologieprogramma's

De University of Michigan's (Ann Arbor, MI) Michigan Translational Research and Commercialization (MTRAC) statewide Innovation Hub-programma heeft zeven geavanceerde transporttechnologieprojecten bekroond. Een aantal projecten is gericht op geavanceerde technologie in de productieindustrie voor de toekomst.

Zeven technologieën met hoge potentieel om transportproblemen op te lossen ontvangen in totaal $600.000 aan financiering van het MTRAC-programma om hun voortgang naar de commerciële markt te continueren. Vijf technologieën ontvangen een subsidie van $100.000, terwijl twee $50.000 ontvangen, met de mogelijkheid om de resterende $50.000 vrij te maken, na het bereiken van bepaalde mijlpalen gedurende het jaar.

"Deze teams hebben de verbinding gelegd tussen hun onderzoek en toekomstige transportsystemen, en werken hard om hun technologie op de markt te brengen," zegt de net aangewezen U-M MTRAC Program Director Eric Petersen. "Investeren in projecten en mensen zal de staat helpen leiderschap te behouden in de transportindustrie naarmate voertuigen geëlektrificeerd worden en autonoom systeem voorgesteld worden voor het verplaatsen van mensen en goederen.

Projecten die $100.000 financiering ontvangen omvatten:

• High-Frequency RADAR voor Autonome Autotoepassingen (U-M): Een sub-millimeter-golf radarsysteem met superieure detectieresolutie, wijd bereik en minimale grootte, gewicht en stroomverbruik.
• High-Performance Coatings voor Motorcilinderboor (Michigan State University): Een proces om diamant-achtige coatings aan te brengen op de binnenkant van cilinderboor om wrijving en resulterend brandstofverbruik te verminderen.
• Multi-Materiaal 3D-printen (U-M): Een methode die elektrische assemblages in componenten integreert via micro-additieve productie.
• Variable Coupling Wireless Power Transfer System (U-M): Een draadloos stroomoverdrachtssysteem dat hoge efficiëntie bereikt bij een breed scala aan posities en afstanden tussen zender en ontvanger.
• Your Own Planner (U-M): Een optimale reisplannende zoekmachine die lagere kosten levert bij minimale inspanning voor gegeven constraints en voorkeuren.

Projecten die $50.000 financiering ontvangen omvatten:

• Enhanced Object Recognition LIDARs voor Robotica (U-M): Een systeem om de afstandsmeting van LIDARs aan te vullen met snelle en nauwkeurige objectherkenning, wat LIDAR-puntwolken efficiënt zal vertalen naar objectsemantiek.
• Sensor Fusion en Cognitive Computing-oplossing voor Autonome Rijden (U-M): Een systeem met verminderde rekenkracht dat ruwe sensorinvoeren omzet in hoog gecomprimeerde "cues" om de nauwkeurigheid van real-time beslissingstaken zoals trajectvoorspelling en multi-object tracking te verbeteren.

Sinds 2012 voert U-M het MTRAC Advanced Transportation-programma. Over de loop van vijf jaar ontving het programma 47 projectvoorstellen, financierde er 17 ervan, wat een totaal van bijna $8 miljoen aan opvolgfinanciering genereerde.

U-M is een van de vier universiteiten met een MTRAC-programma, samen met Michigan State University, Michigan Technical University, en Wayne State University. Elke universiteit richt zich op een andere industrie, waaronder landbouwbiologie, geavanceerde toegepaste materialen, levenswetenschappen, geavanceerd transport en biomedisch.

Vanwege het succes van het programma werd U-M in februari 2017 aangewezen als statewide innovation hub voor geavanceerde transportprojecten. De Advanced Transportation Innovation Hub is onderdeel van een statewide initiatief, in partnerschap met de Michigan Economic Development Corporation (MEDC)'s Entrepreneur and Innovation-initiatief, financiering van translationeel onderzoek en het versnellen van de creatie en overdracht van nieuwe technologieën van hogere onderwijsinstellingen, ziekenhuissystemen en non-profit onderzoekscentra. Technologieën kunnen van onderzoeksomgevingen naar praktische real-world toepassingen. De U-M Innovation Hub wordt gezamenlijk gedreven met het Center for Entrepreneurship (CFE) en het Office of Technology Transfer (OTT).

"Het hebben van zoveel projecten die in aanmerking komen voor financiering is een ongelooflijk teken dat het programma werkt en een uitstekende representatie van het type intellectueel talent dat we in onze universiteiten over de staat hebben," zegt Denise Graves, University Relations Director bij MEDC. "In staat zijn om transporttechnologieën van onderzoek naar de markt te brengen is essentieel voor het laten groeien van Michigan's economie. Het combineren van onze staat's breinkracht met bronnen als MTRAC is een geweldig voorbeeld van het geven van commerciële focus aan onderzoeksprojecten die vertaald kunnen worden in real-world producten."

In samenwerking met de gastuniversiteiten, ondersteund door de Michigan Strategic Fund en beheerd door het MEDC Entrepreneurship and Innovation-initiatief, hebben MTRAC-programma's tot nu toe 138 projecten gefinancierd, geholpen 19 startups te ontwikkelen, 61 banen gecreëerd, $76,4 miljoen aan opvolgfinanciering veiliggesteld, en technologie gelicentieerd aan 12 industriële partners. Financiering voor de U-M Innovation Hub-projecten begint 1 augustus 2017 en loopt tot 31 juli 2018.

Het statewide U-M MTRAC Innovation Hub Transportprogramma accepteert nieuwe aanvragen vanaf januari 2018.

Drone-fabrikant lanceert nieuwe crowdfunding-aandeelenaanbieding

Duke Robotics Inc. (Gulf Breeze, FL), ontwikkelaar van geavanceerde robotische systementechnologie, kondigde aan dat de aanbieding van maximaal $15 miljoen aan gewone aandelen is gekwalificeerd door de SEC onder Tier II van Regulation A+, beschikbaar voor het publiek voor zolang $450.

Winnaar van de prestigieuze Security Innovation Award van het US Department of Defense Combating Terrorism Technical Support Office (CTTSO), biedt Duke Robotics' Regulation A+ equity crowdfunding-aanbieding het grote publiek - zowel geaccrediteerde als niet-geaccrediteerde investeerders - de kans om te investeren in nieuwe robotische en drone-technologie ontwikkeld in Israël.

Duke's management gelooft dat de ontwikkelingen van het bedrijf game-changing zijn, met significante groeipotentieel, in de robotica-industrie vandaag. Met de missie van het bedrijf om levens te redden en troepen te voorzien van direct luchtsteun, ontwikkelde Duke Robotics de TIKAD - een volledig robotisch wapensysteem op een luchtplatform, aangeduid als "The Future Soldier" drone-systeem. De krachtige TIKAD wordt op afstand bediend, is gebruiksvriendelijk, eenvoudig in het veld mee te nemen, en kan diverse wapenlasten dragen.

Met een eigentijds stabilisatietechnologie kan de TIKAD de terugslag van zijn wapens absorberen, wat pinpoint targeting en schietnauwkeurigheid mogelijk maakt die troepen in diverse gevaarlijke situaties kan beschermen. Het bedrijf claimt dat de technologie het aantal ingezette grondtroepen kan verminderen, waardoor het aantal slachtoffers vermindert.

"Als voormalig Special Mission Unit-commandant ben ik al jaren op het slagveld," zegt Raziel Atuar, CEO van Duke Robotics, in een statement. "De afgelopen jaren hebben we gezien hoe de behoeften van onze troepen op ons slagveld zijn veranderd." De TIKAD-technologie van het bedrijf stelt naar zeggen onbemande luchtvoertuigen (UAV's) in staat om troepen te vervangen aangezien klassieke leger-versus-leger confrontaties op het slagveld steeds zeldzamer worden, met guerilla-oorlog nu de norm. Uitvoerenden van Duke Robotics zeggen dat het gebruik van UAV's om kleine vuurwapens uit de lucht af te vuuren geen haalbare optie was - tot nu toe.

"Als terroristen opereren, opereren ze vanuit de burgerbevolking - wat het leger voorkomt om een raket in hun doelteken te schieten," zegt Atuar. "Het risico op collaterale schade aan onschuldige burgers is vaak te hoog. De primaire oplossing die overblijft is grondtroepen insturen - maar dit verplaatst het risico naar je eigen troepen, wat vaak leidt tot gewonden en slachtoffers. Maar we dachten, 'wat als... wat als er een betere manier was'. Dus we creëerden de oplossing - de TIKAD."

Meer informatie over Duke Robotics' Regulation A+ Equity Crowdfunding vind je op DukeFutureSoldier.com.

Tech Front is bewerkt door Senior Editor Patrick Waurzyniak.