Material compuesto de SD Mines demostrado en el concurso de puentes compuestos

Escuela de Minas y Tecnología de Dakota del Sur (Rapid City, SD , EE. UU.) Anunció el 14 de agosto que los estudiantes se llevaron a casa el segundo lugar en el Concurso de puentes para estudiantes 2018 de la Sociedad para el Avance de la Ingeniería de Materiales y Procesos (SAMPE, Diamond Bar, CA, EE. UU.), Al diseñar un puente que pesa solo 12.5 onzas que puede transportar una carga de 2,000 libras.

Los estudiantes de Mines diseñaron el diseño del puente utilizando un material de lámina compuesto patentado inventado por un equipo de investigadores del Centro de fabricación avanzada de compuestos y nanocompuestos (CNAM) y del Laboratorio de ingeniería de compuestos y polímeros (CAPE) de Mines. Al unir el material CNAM único, llamado Lámina termoplástica de fibra discontinua (DiFTS), a la parte superior e inferior de un núcleo de panal liviano en una proporción de espesores adecuada, los estudiantes pudieron diseñar las propiedades de la estructura laminada en sándwich para cumplir con los requisitos de carga. de la competencia, manteniendo una baja densidad general. El material DiFTS incorpora fibra de carbono reciclada corta incrustada en una matriz termoplástica, por lo que la distribución uniforme de la fibra, la alineación significativa de la fibra, la retención efectiva de la longitud de la fibra y la encapsulación completa de la fibra dan como resultado propiedades de alto rendimiento utilizando un proceso de bajo costo.

“No es que el CNAM haya desarrollado un supermaterial; es que desarrollamos un compuesto de bajo costo, alto rendimiento y ambientalmente sostenible que puede ser diseñado de manera demostrable para cumplir con los exigentes requisitos de soporte de carga y que compite muy favorablemente con los compuestos tradicionales de fibra de carbono de alto costo ”, dice el asesor del equipo, el profesor David Salem, Ph.D., director del Centro CNAM y del Laboratorio CAPE.

El equipo del puente de SD Mines incluyó a Matthew Phillips, senior en matemáticas e ingeniería mecánica; Schmid, un Ph.D. estudiante del Programa de Nano Ciencia e Ingeniería; y Krishnan Veluswamy, un Ph.D. estudiante del Programa de Ingeniería y Ciencias de Materiales, que también ganó el premio SAMPE International University Leadership Experience Award 2018. “Es emocionante que este puente haya sido hecho con materiales propios desarrollados en Mines”, dice Veluswamy. "Este tipo de material tiene aplicaciones industriales en todos los ámbitos, desde artículos deportivos hasta automóviles y aviones, porque es resistente, ligero y económico de fabricar".

Un centro hermano, el CNAM Biomaterials Center (CNAM-Bio), se lanzó recientemente en SD Mines y está llevando a cabo una investigación sobre plásticos biodegradables de origen vegetal, biofibras naturales y biocompositos que algún día podrían fusionarse con esta tecnología, mejorando aún más la sostenibilidad ambiental de DiFTS.