Un neolaureato in ingegneria meccanica ha creato un materiale per la saldatura in condizioni estreme che potrebbe ridurre al minimo le attrezzature necessarie e i rischi per l'operatore.

Il materiale:una cassaforte, stabile, pasta di termite:può fungere da portatile, fonte di calore programmabile per l'uso nello spazio, sott'acqua e nelle zone di combattimento. La pasta viene stampata in 3D e depositata in modelli chiamati architetture di materiali reattivi che possono essere controllati e diretti.

"Penso che abbia un grande potenziale, " disse Nely, dottorato di ricerca '20. "Basta stamparlo, mettilo sulla canna e accendilo."

Neely, che inizia il suo lavoro come ingegnere di propulsione presso il Marshall Space Flight Center della NASA ad agosto, utilizzato con successo la pasta stampata per saldare a caldo per fondere l'alluminio, e, più recentemente, giunti a sovrapposizione di rame.

La pasta ha la consistenza del burro di arachidi. La ricetta inizia con una miscela ben miscelata di ossido di ferro, polvere di alluminio e polvere di gesso. L'aggiunta di acqua attiva la polvere di gesso come legante; la pasta inizia a polimerizzare immediatamente. L'aggiunta di acido tartarico all'acqua prima della miscelazione può rallentare la polimerizzazione, ma anche allora, il tempo di lavoro è limitato a meno di 45 minuti o la pasta diventa troppo spessa e appiccicosa per la stampa, Ha detto Neely.

La sua pasta di termite è sicura da creare, stampa e trasporto.

"Se qualcosa, Ho un senso di sicurezza troppo sviluppato, " Disse Neely.

Altri ricercatori hanno sviluppato materiale reattivo stampato che può essere controllato su scala nanometrica ma solo piccole quantità possono essere depositate, limitare la quantità di energia che può essere utilizzata. Alla macroscala, almeno ½ millimetro, un altro approccio utilizza materiali reattivi a base di fluoropolimeri, ma richiede tecniche speciali per sintetizzare il polimero e perfezionare il filamento in modo che il materiale non si accenda involontariamente.

Nel suo lavoro Neely, che ha anche ricevuto il suo BE in ingegneria meccanica presso Vanderbilt, combinava due interessi:la stampa 3D, o in questo caso, Stampa 4-D e materiali energetici. La dimensione extra è il tempo; un materiale 4-D si trasforma nel tempo, reagire a uno stimolo ambientale come l'umidità o la temperatura e cambiare forma. Accredita Alvin Strauss, professore di ingegneria meccanica, e Kevin Galloway, assistente professore di ingegneria meccanica e direttore della produzione di Vanderbilt, il suo dottorato di ricerca consiglieri, opera, per dare il via libera all'idea.

Il loro studio, "Giunti a sovrapposizione di rame saldati che utilizzano architetture di materiali reattivi come fonte di calore, " è stato pubblicato nel numero di aprile 2020 di Lettere di produzione .

"Architetture di materiali reattivi prodotti in modo additivo come fonte di calore programmabile, " che includeva il lavoro fondamentale, è stato pubblicato ad agosto 2019 in Stampa 3D e produzione additiva .