matériau composite de SD Mines présenté lors d'un concours de pont composite

South Dakota School of Mines and Technology (Rapid City, SD , États-Unis) a annoncé le 14 août que les étudiants ont remporté la deuxième place au concours de pont étudiant 2018 de la Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE, Diamond Bar, CA, US), en concevant un pont pesant seulement 12,5 onces pouvant transporter une charge de 2 000 livres.

Les étudiants des Mines ont conçu la conception du pont à l'aide d'un matériau en feuille composite exclusif inventé par une équipe de chercheurs du Centre de fabrication avancée des composites et nanocomposites (CNAM) et du Laboratoire d'ingénierie des composites et polymères (CAPE) des Mines. En collant le matériau CNAM unique, appelé Discontinuous Fiber Thermoplastic Sheet (DiFTS), au haut et au bas d'un noyau en nid d'abeille léger dans un rapport d'épaisseurs approprié, les étudiants ont pu concevoir les propriétés de la structure sandwich stratifiée pour répondre aux exigences de charge de la concurrence, tout en maintenant une faible densité globale. Le matériau DiFTS incorpore de la fibre de carbone recyclée courte intégrée dans une matrice thermoplastique, grâce à laquelle une distribution uniforme des fibres, un alignement significatif des fibres, une rétention efficace de la longueur des fibres et une encapsulation approfondie des fibres permettent d'obtenir des propriétés de haute performance à l'aide d'un processus à faible coût.

« Ce n'est pas que le CNAM ait développé un super-matériau; c'est que nous avons développé un composite à faible coût, à hautes performances et respectueux de l'environnement qui peut être conçu de manière démontrable pour répondre aux exigences de charge exigeantes et qui rivalise très favorablement avec les composites traditionnels en fibre de carbone à coût élevé », explique le professeur David, conseiller de l'équipe. Salem, Ph.D., directeur du Centre CNAM et du Laboratoire CAPE.

L'équipe du pont de SD Mines comprenait Matthew Phillips, senior en mathématiques et en génie mécanique; Schmid, un doctorat. étudiant dans le programme de nanosciences et d'ingénierie; et Krishnan Veluswamy, titulaire d'un doctorat. étudiant dans le programme de génie des matériaux et de la science, qui a également remporté le 2018 SAMPE International University Leadership Experience Award. « C'est excitant que ce pont soit fabriqué à partir de matériaux internes développés à Mines », déclare Veluswamy. « Ce type de matériau a des applications industrielles dans tous les domaines, des articles de sport aux automobiles en passant par les avions, car il est solide, léger et peu coûteux à fabriquer. »

Un centre frère – le CNAM Biomaterials Center (CNAM-Bio) – a récemment été lancé à SD Mines et entreprend des recherches sur les plastiques biodégradables à base de plantes, les biofibres naturelles et les biocomposites qui pourraient un jour fusionner avec cette technologie, améliorant encore la durabilité environnementale DiFTS.