Um recente doutorado em engenharia mecânica criou um material para soldagem em condições extremas que pode minimizar o equipamento necessário e os riscos do operador.

O material - um cofre, estábulo, pasta de termite - pode servir como um portátil, fonte de calor programável para uso no espaço, debaixo d'água e em zonas de combate. A pasta é impressa em 3D e depositada em padrões chamados arquiteturas de material reativo que podem ser controlados e direcionados.

"Acho que tem muito potencial, "disse Neely, Ph.D. '20. "Você acabou de imprimir, coloque na junta e acenda. "

Neely, que começa seu trabalho como engenheira de propulsão no Marshall Space Flight Center da NASA em agosto, usou com sucesso a pasta impressa para aquecer a solda para fundir o alumínio, e, mais recentemente, juntas sobrepostas de cobre.

A pasta tem quase a consistência de manteiga de amendoim. A receita começa com uma mistura bem misturada de óxido de ferro, pó de alumínio e pó de gesso. A adição de água ativa o pó de gesso como um aglutinante; a pasta começa a curar imediatamente. A adição de ácido tartárico à água antes de misturar pode retardar a cura, mas mesmo assim, o tempo de trabalho é limitado a menos de 45 minutos ou a pasta torna-se muito espessa e pegajosa para imprimir, Neely disse.

Sua pasta de termite é segura para criar, impressão e transporte.

"Se alguma coisa, Eu tenho um senso de segurança superdesenvolvido, "Neely disse.

Outros pesquisadores desenvolveram material reativo impresso que pode ser controlado em nanoescala, mas apenas pequenas quantidades dele podem ser depositadas, limitando quanta energia pode ser usada. Na macroescala, pelo menos ½ milímetro, outra abordagem usa materiais reativos à base de fluoropolímero, mas requer técnicas especiais para sintetizar o polímero e refinar o filamento para que o material não entre em ignição acidentalmente.

Em seu trabalho Neely, que também recebeu seu BE em engenharia mecânica na Vanderbilt, dois interesses combinados - impressão 3-D, ou neste caso, Impressão 4-D - e materiais energéticos. A dimensão extra é o tempo; um material 4-D se transforma ao longo do tempo, reagir a um estímulo ambiental, como umidade ou temperatura e mudar de forma. Ela credita a Alvin Strauss, professor de engenharia mecânica, e Kevin Galloway, professor assistente de engenharia mecânica e diretor de fabricação da Vanderbilt, seu Ph.D. conselheiros, trabalhar, para dar luz verde à ideia.

Seu estudo, "Soldadas de cobre sobrepostas usando arquiteturas de material reativo como fonte de calor, "foi publicado na edição de abril de 2020 da Cartas de Fabricação .

"Arquiteturas de materiais reativos fabricados aditivamente como uma fonte de calor programável, "que incluía trabalho fundamental, foi publicado em agosto de 2019 em Impressão 3-D e fabricação de aditivos .