SD Mines-Verbundmaterial wird beim Verbundbrückenwettbewerb demonstriert

South Dakota School of Mines and Technology (Rapid City, SD .) , USA) gab am 14. August bekannt, dass Studenten den zweiten Platz im Studentenbrückenwettbewerb 2018 der Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE, Diamond Bar, CA, US) belegt haben, indem sie eine Brücke mit einem Gewicht von nur 12,5 Unzen entworfen haben, die tragen kann eine Last von 2.000 Pfund.

Mines-Studenten entwickelten das Design der Brücke mit einem proprietären Verbundplattenmaterial, das von einem Forscherteam des Composite and Nanocomposite Advanced Manufacturing Center (CNAM) und des Composites and Polymer Engineering (CAPE) Laboratory erfunden wurde. Durch das Verkleben des einzigartigen CNAM-Materials, genannt Discontinuous Fiber Thermoplastic Sheet (DiFTS), auf die Ober- und Unterseite eines leichten Wabenkerns in einem geeigneten Dickenverhältnis konnten die Studenten die Eigenschaften der laminierten Sandwichstruktur so gestalten, dass sie die Lastanforderungen erfüllen der Konkurrenz bei gleichzeitig niedriger Gesamtdichte. Das DiFTS-Material enthält kurze, recycelte Kohlefasern, eingebettet in eine thermoplastische Matrix, wodurch eine gleichmäßige Faserverteilung, eine signifikante Faserausrichtung, eine effektive Faserlängenretention und eine gründliche Faserverkapselung zu leistungsstarken Eigenschaften bei einem kostengünstigen Verfahren führen.

„Es ist nicht so, dass CNAM ein Supermaterial entwickelt hat; Wir haben einen kostengünstigen, leistungsstarken und umweltverträglichen Verbundwerkstoff entwickelt, der nachweislich anspruchsvollen Traganforderungen gerecht wird und sich im Vergleich zu herkömmlichen, kostenintensiven Kohlefaserverbundwerkstoffen sehr gut behaupten kann“, sagt Teamberater Professor David Salem, Ph.D., Direktor des CNAM-Zentrums und des CAPE-Labors.

Zum Bridge-Team von SD Mines gehörten Matthew Phillips, Senior in Mathematik und Maschinenbau; Schmid, ein Ph.D. Student im Studiengang Nano Science and Engineering; und Krishnan Veluswamy, ein Ph.D. Student des Materials Engineering and Science Program, der auch den SAMPE International University Leadership Experience Award 2018 gewonnen hat. „Es ist spannend, dass diese Brücke aus hauseigenen Materialien hergestellt wurde, die bei Mines entwickelt wurden“, sagt Veluswamy. „Diese Art von Material findet überall in der Industrie Anwendung, von Sportartikeln über Automobile bis hin zu Flugzeugen, weil es stark, leicht und günstig in der Herstellung ist.“

Ein Schwesterzentrum – das CNAM Biomaterials Center (CNAM-Bio) – wurde kürzlich bei SD Mines eröffnet und forscht an biologisch abbaubaren Kunststoffen, natürlichen Biofasern und Biokompositen auf Pflanzenbasis, die eines Tages mit dieser Technologie verschmelzen könnten, um die ökologische Nachhaltigkeit von DiFTS weiter zu verbessern.