Purdue University-onderzoekers hebben een methode voor 3D-printen bedacht die energetische materialen met fijne geometrische kenmerken sneller en met minder kosten kan produceren dan traditionele methoden, terwijl het ook veiliger en milieuvriendelijker is.

Jeffrey Rhodes, een professor in Purdue's School of Mechanical Engineering, en Emre Gunduz, een voormalig onderzoeksassistent-professor aan de school, samen met enkele collega's hebben een door de faculteit gerunde startup gelanceerd genaamd Next Offset Solutions Inc. die de printers en de energetische materialen maakt, inclusief vaste raketbrandstoffen, andere drijfgassen en pyrotechniek. De energetische materialen worden geproduceerd via een methode waarmee de printer viskeuze materialen kan produceren met een consistentie die vergelijkbaar is met die van klei.

"Het is als de Play-Doh-pers van de 21e eeuw, ' zei Rhodos.

Het proces stelt de onderzoekers in staat om energetische materialen veilig en met een hoge mate van precisie te deponeren.

"We hebben laten zien dat we deze energetische materialen zonder holtes kunnen printen, wat de sleutel is, Rhoads zei. "Leegtes zijn slecht in energetische materialen omdat ze doorgaans leiden tot inconsistente, soms catastrofaal, brandt."

De printer werkt op een manier die vergelijkbaar is met typische 3D-printers, behalve dat hij ultrasone trillingen met hoge amplitude op het mondstuk toepast, wrijving op de wanden van de spuitmonden verminderen en daardoor de hoogviskeuze materialen doordrukken. De methode maakt ook een nauwkeurige stroomregeling mogelijk.

Onderzoekers van Purdue hebben de methode ook gebruikt om biomedische implantaten af ​​te drukken, gepersonaliseerde medicijnen en andere producten. Next Offset Solutions richt zich primair op de productie van energetische materialen, maar verkent ook andere wegen voor de technologie.

Rhoads zei dat de printer beter is dan traditionele methoden voor het produceren van energie, omdat hij niet afhankelijk is van oplosmiddelen om de viscositeit te verlagen, wat een snellere productie betekent, lagere kosten en een milieuvriendelijker proces.

"Sommige van deze processen gebruiken letterlijk een ton oplosmiddelen die we niet nodig hebben, ' zei Rhodos.

Het proces is ook veiliger omdat de printer op afstand kan worden bediend.

"Je hoeft daar geen persoon te hebben die met het systeem communiceert. Dat is een groot voordeel vanuit het oogpunt van veiligheid, ' zei Rhodos.

Het biedt ook een nieuwe oplossing voor een sector die vaak traag verandert, omdat het veel tijd en geld kost om materialen door de departementen van Defensie en Energie gekwalificeerd te krijgen. Next Offset Solutions gebruikt reeds gekwalificeerd materiaal en verandert in plaats daarvan het proces.

Rhoads is chief operating officer bij Next Offset Solutions en Gunduz, die nu professor is aan de Naval Postgraduate School in Monterey, Californië, is de chief technology officer. Het bedrijf heeft ook een senior executive van een Fortune 100-bedrijf aangetrokken om als president te dienen.

Next Offset Solutions is geïnteresseerd in het leveren van de printers en de producten die zij maken aan de departementen Defensie en Energie en hun aannemers. Het nieuwe 3D-printproces werd gepatenteerd met de hulp van het Purdue Office of Technology Commercialization.

Het bedrijf werkt ook aan ander geavanceerd onderzoek, ontwikkeling, testen, en evaluatie in de ruimte voor additieve fabricage en energetische materialen.