Frittage à froid révolutionnaire : Réduction drastique de l'énergie et des déchets matériels

Des chercheurs de l'Université Penn State (University Park, PA) ont mis au point une nouvelle méthode pour le frittage, un procédé de fabrication largement utilisé pour les matériaux en poudre. Le nouveau procédé, qui utilise beaucoup moins de temps et d'énergie que les approches actuelles, pourrait avoir des implications mondiales sur la fabrication et les économies d'énergie et ouvrir la voie à de nouvelles découvertes.

Le procédé de frittage à froid de Penn State créé par une équipe dirigée par Clive Randall, professeur de science et génie des matériaux et directeur de l'Institut de Recherche sur les Matériaux de Penn State, est une nouvelle approche du frittage, un procédé par lequel les matériaux sous forme de poudre sont densifiés — ou compressés — en utilisant la chaleur et la pression. Le frittage est utilisé dans la fabrication d'une grande variété de matériaux, y compris le verre, les métaux, les briques et les plastiques.

L'approche de Randall utilise un liquide pour compléter le processus de frittage à des temps et températures qui sont une fraction des méthodes actuelles. Parce que le processus se termine en minutes au lieu d'heures, les économies de temps et d'énergie pourraient entraîner d'énormes gains de productivité et de coûts pour le secteur manufacturier et pourraient conduire à beaucoup moins d'émissions de gaz à effet de serre provenant de la fabrication.

« Ce que nous faisons, c'est utiliser un liquide dans un processus de dissolution. Cela fonctionne ensuite par un processus d'évaporation », dit Randall. « Cela a déjà été fait mais généralement avec des phases qui ne sont pas transitoires. Ce qui est vraiment important dans ce processus, c'est que ce liquide est là et puis il est parti, et dans le processus d'être là et parti, il capture tous les processus d'échange, diffusionnels et de croissance dont vous avez besoin pour entraîner le frittage. »

Puisque le frittage traditionnel se produit sur de nombreuses heures à des températures d'environ 1000 °C et que le frittage à froid a lieu à des températures allant de la température ambiante à 200 °C, le processus a ouvert la porte à la fabrication de matériaux qui ne peuvent pas supporter les températures plus élevées du frittage traditionnel.

« La capacité d'incorporer de nouveaux matériaux dans tout ce processus et de créer de nouveaux types de fonctionnalité et finalement d'avoir un système où c'est essentiellement densifié en 20 minutes signifie que votre débit et vos rendements de fabrication pourraient augmenter énormément », dit Randall. « C'est génial pour la fabrication, c'est génial pour les économies d'énergie, c'est génial pour l'environnement et cela permet maintenant de nouveaux efforts intellectuels dans la fabrication de matériaux. » Cette approche a été décrite dans un article récent, intitulé « Cold Sintering Process of Composites: Bridging the Processing Temperature Gap of Ceramic and Polymer Materials », par Randall et ses coauteurs publié dans le journal Advanced Functional Materials. Pour plus d'informations, voir un résumé à https://tinyurl.com/ya65e5x7.

Prix du Hub d'Innovation pour programmes prometteurs de technologie de transport

Le programme Innovation Hub statewide de Michigan Translational Research and Commercialization (MTRAC) de l'Université du Michigan (Ann Arbor, MI) a attribué sept projets de technologie de transport avancée. Plusieurs projets visent la technologie avancée dans l'industrie manufacturière pour l'avenir.

Sept technologies démontrant un haut potentiel pour aider à résoudre les problèmes de transport reçoivent un total de 600 000 $ en financement du programme MTRAC pour continuer leur avancement vers le marché commercial. Cinq technologies recevront une subvention de 100 000 $ tandis que deux recevront 50 000 $, avec la possibilité de débloquer les 50 000 $ restants, après que certains jalons soient atteints tout au long de l'année.

« Ces équipes ont fait le lien entre leur recherche et les futurs systèmes de transport, et travaillent dur pour amener leur technologie sur le marché », dit le nouveau directeur du programme U-M MTRAC Eric Petersen. « Investir dans les projets et les gens aidera l'État à conserver son leadership dans l'industrie du transport alors que les véhicules deviennent électrifiés et que des systèmes autonomes sont proposés pour déplacer les personnes et les biens. »

Projets recevant 100 000 $ de financement :

• RADAR haute fréquence pour applications autonomes automobiles (U-M) : Un système radar sous-millimétrique avec des résolutions de détection supérieures, large plage de balayage et consommation minimale de taille, poids et énergie.
• Revêtements haute performance pour alésages de cylindres de moteur (Michigan State University) : Un procédé pour déposer des revêtements de type diamant sur la surface interne des alésages de cylindres pour réduire la friction et la consommation de carburant qui en résulte.
• Impression 3D multi-matériaux (U-M) : Une méthode qui intègre des assemblages électriques dans des composants par fabrication additive micro.
• Système de transfert d'énergie sans fil à couplage variable (U-M) : Un système de transfert d'énergie sans fil qui atteint une haute efficacité à une large gamme de positions et distances entre émetteur et récepteur.
• Votre propre planificateur (U-M) : Un moteur de recherche de planification de voyage optimal produisant des coûts moindres à effort minimal pour contraintes et préférences données.

Projets recevant 50 000 $ de financement :

• LIDARs à reconnaissance d'objets améliorée pour la robotique (U-M) : Un système pour compléter la télémétrie des LIDARs avec une reconnaissance d'objets rapide et précise, ce qui permettra aux nuages de points LIDAR d'être efficacement traduits en sémantique d'objets.
• Fusion de capteurs et solution de calcul cognitif pour la conduite autonome (U-M) : Un système à puissance de calcul réduite qui convertit les entrées brutes des capteurs en "indices" hautement compressés pour améliorer la précision des tâches de prise de décision en temps réel telles que la prédiction de trajectoire et le suivi multi-objets.

Depuis 2012, U-M gère le programme MTRAC Transport Avancé. Sur cinq ans, le programme a reçu 47 propositions de projets, en finançant 17 générant un total de près de 8 millions $ en financement de suivi.

U-M est l'une des quatre universités avec un programme MTRAC, rejoignant Michigan State University, Michigan Technical University, et Wayne State University. Chaque université se concentre sur une industrie différente, y compris biologie agricole, matériaux avancés appliqués, sciences de la vie, transport avancé et biomédical.

En raison du succès du programme, U-M a été désigné hub d'innovation statewide pour les projets de transport avancé en février 2017. Le Hub d'Innovation Transport Avancé fait partie d'une initiative statewide, en partenariat avec l'initiative Entrepreneuriat et Innovation du Michigan Economic Development Corporation (MEDC), finançant la recherche translationnelle et accélérant la création et le transfert de nouvelles technologies depuis les institutions d'enseignement supérieur, systèmes hospitaliers et centres de recherche à but non lucratif. Les technologies peuvent passer des milieux de recherche aux applications pratiques réelles. Le Hub d'Innovation U-M est géré conjointement avec le Center for Entrepreneurship (CFE) et le Bureau de Transfert de Technologie (OTT).

« Avoir autant de projets qualifiés pour le financement est un signe incroyable que le programme fonctionne et une excellente représentation du type de talent intellectuel que nous avons dans nos universités à travers l'État », dit Denise Graves, directrice Relations Universitaires au MEDC. « Pouvoir faire passer les technologies de transport de la recherche au marché est essentiel pour faire croître l'économie du Michigan. Combiner le cerveau de notre État avec des ressources comme MTRAC est un excellent exemple de fournir un focus commercial à des projets de recherche qui peuvent être traduits en produits réels. »

En collaboration avec les universités hôtes, soutenu par le Michigan Strategic Fund et géré par l'initiative Entrepreneuriat et Innovation du MEDC, les programmes MTRAC ont à ce jour financé 138 projets, aidé à développer 19 entreprises en démarrage, créé 61 emplois, obtenu 76,4 millions $ en financement de suivi, et licencié la technologie à 12 partenaires industriels. Le financement pour les projets du Hub d'Innovation U-M commence le 1er août 2017 et se termine le 31 juillet 2018.

Le programme statewide U-M MTRAC Innovation Hub Transport acceptera de nouvelles candidatures à partir de janvier 2018.

Fabricant de drones lance une nouvelle offre d'actions par financement participatif

Duke Robotics Inc. (Gulf Breeze, FL), développeur de systèmes robotiques avancés, a annoncé que son offre de jusqu'à 15 millions $ d'actions ordinaires a été qualifiée par la SEC sous le Niveau II de la Régulation A+, disponible au public pour aussi peu que 450 $.

Lauréat du prestigieux Prix de l'Innovation en Sécurité du Bureau de Support Technique de Lutte Contre le Terrorisme du Département de la Défense US (CTTSO), l'offre de financement participatif en actions Régulation A+ de Duke Robotics offre au grand public — investisseurs accrédités et non accrédités — une opportunité d'investir dans la nouvelle technologie robotique et de drones développée en Israël.

La direction de Duke croit que les développements de l'entreprise sont révolutionnaires, avec un potentiel de croissance significatif, dans l'industrie de la robotique aujourd'hui. Avec la mission de l'entreprise de sauver des vies et de doter les troupes d'un soutien aérien immédiat, Duke Robotics a développé le TIKAD — un système d'armement entièrement robotisé sur une plateforme aéroportée, appelé système de drone « Le Soldat du Futur ». Le TIKAD à haute puissance est téléopéré, convivial, facilement transportable sur le terrain, et capable de transporter diverses charges utiles d'armes.

Avec une technologie de stabilisation propriétaire, le TIKAD peut absorber le recul de ses armes, permettant un ciblage et une précision de tir au point qui peuvent protéger les troupes dans une variété de situations dangereuses. L'entreprise affirme que la technologie peut réduire le nombre de troupes au sol déployées, réduisant ainsi le nombre de victimes.

« En tant qu'ancien commandant d'Unité de Mission Spéciale, j'ai été sur le champ de bataille pendant de nombreuses années », a dit Raziel Atuar, CEO de Duke Robotics, dans un communiqué. « Au cours des dernières années, nous avons vu comment les besoins de nos troupes sur notre champ de bataille ont changé. » La technologie TIKAD de l'entreprise est censée permettre à la technologie de véhicule aérien sans pilote (UAV) de remplacer les troupes alors que les confrontations classiques armée contre armée sur le champ de bataille sont devenues de plus en plus rares, la guérilla étant maintenant monnaie courante. Les dirigeants de Duke Robotics disent que l'utilisation d'UAVs pour tirer des armes légères depuis les airs n'a pas été une option viable — jusqu'à maintenant.

« Quand les terroristes opèrent, ils opèrent au sein de la population civile — empêchant l'armée de tirer un missile dans leur zone ciblée », dit Atuar. « Le risque de dommages collatéraux aux civils innocents est souvent trop élevé. La solution principale qui reste est d'envoyer des troupes au sol — mais cela déplace le risque vers vos troupes, ce qui mène souvent à des blessures et des victimes. Mais, nous avons pensé, "et si... et s'il y avait une meilleure façon". Alors nous avons créé la solution — le TIKAD. »

Pour en savoir plus sur le financement participatif en actions Régulation A+ de Duke Robotics, voir DukeFutureSoldier.com.

Tech Front est édité par le rédacteur en chef principal Patrick Waurzyniak.