De video van 27 seconden wordt afgespeeld in een lus en het is fascinerend om te zien:koolstofvezelmateriaal dat uit een 3D-printer stroomt en langzaam wervelt en stapelt als softijs.

Alleen is er geen ijshoorntje of beker om dit materiaal vast te houden, bekend als koolstofvezelcomposiet - een sterk, lichtgewicht materiaal dat al tientallen jaren wordt gebruikt voor alles, van vliegtuigpanelen en windturbines tot tennisrackets.

In de video hardt het materiaal vanzelf uit als het zich ontvouwt op een verwarmd oppervlak, zonder schimmel of structuur om het op zijn plaats te houden.

Deze creatie in vrije vorm pronkt met het werk van Mostafa Yourdkhani, assistent-hoogleraar werktuigbouwkunde aan het Walter Scott, Jr. College of Engineering, die werkt aan het verminderen van de kosten, tijd en energie die nodig zijn voor de productie van deze complexe structuren, volgens zijn nieuwste paper gepubliceerd op de omslag van ACS Applied Materials &Interfaces .

"We maken het sneller en energiezuiniger", zegt Yourdkhani. Doctoraatsstudenten werktuigbouwkunde Morteza Ziaee en James W. Johnson zijn ook auteurs op het papier. "Stel, je wilt een cake bakken en je legt het deeg op een bankje en het wordt gewoon een cake met een trigger. Voor cakes heb je mallen nodig; hier maken we structuren zonder mallen. Dit zijn complexe patronen die licht zijn en brandstof besparen ."

Hij en zijn team behoren tot de eersten ter wereld die dit soort composietprinten hebben voltooid.

Alleen al de video wint aan populariteit op zijn LinkedIn-account met ongeveer 1.000 likes van collega's over de hele wereld. "Een video van ons recente werk over in-situ printen en uitharden van discontinue vezelversterkte thermohardende composieten", luidt zijn bericht. "Twee printstrategieën (freeform en laag-voor-laag printen) zonder uithardingsstap. Zie ons artikel onder leiding van Morteza Ziaee over dit interessante werk."

"Ik ben behoorlijk gepassioneerd over deze technologie", zegt Yourdkhani later. "Na vele jaren in het composietenveld te hebben gewerkt, lost deze technologie alle problemen op die we hebben met composietproductie."

Yourdkhani laat de video zien om te illustreren dat hij en zijn afstudeerstudenten een manier hebben ontdekt om koolstofvezelcomposieten in zeer korte tijd en met minimale hitte te printen. De meeste industriële productie van koolstofvezel vereist intense verhitting van mallen die 6 tot 10 uur in enorme ovens ter grootte van semi-vrachtwagens doorbrengen.

Vergeet de gigantische mallen en beperk de tijd tot slechts enkele minuten - dat is wat Yourdkhani's team heeft gedaan om deze thermohardende composieten in zijn laboratorium te maken. Thermohardende polymeren zijn vloeistoffen die vast worden door een eenzijdige chemische reactie, wat betekent dat ze bij het opwarmen niet meer in vloeistoffen veranderen. Epoxy dat wordt gebruikt bij houtbewerking is een voorbeeld van een thermohardende polymeer.

Deze zomer heeft hij technische studenten en middelbare scholieren bij zijn onderzoek betrokken, maar hij zoekt ook studenten uit verschillende disciplines, zoals scheikunde en informatica.

"Chemie, werktuigbouwkunde, robotica en informatica zijn allemaal verbonden om dit mogelijk te maken." + Verder verkennen

Baanbrekende techniek versnelt productie van slimme technologie bijna 600 keer