Инженеры South Dakota Mines завоевают второе место в национальном конкурсе мостов благодаря легкому композитному дизайну

South Dakota School of Mines and Technology (Рапид-Сити, штат Южная Дакота, США) 14 августа объявила: студенты заняли второе место в Конкурсе студентов по мостам 2018 года Общества по развитию материалов и процессов инженерии (SAMPE, Даймонд-Бар, штат Калифорния, США), спроектировав мост весом всего 12,5 унции (354 г), выдерживающий нагрузку 2000 фунтов (907 кг).

Материал и конструкция

Студенты спроектировали мост, используя проприетарный композитный листовый материал, изобретенный командой исследователей Центра передовых производств композитов и нанокомпозитов (CNAM) и Лаборатории композитов и полимерной инженерии (CAPE) Mines. Путем склеивания уникального материала CNAM, называемого Discontinuous Fiber Thermoplastic Sheet (DiFTS), на верх и низ легкого медового ядра в подходящем соотношении толщин, студенты смогли спроектировать свойства ламинированной сэндвич-структуры под нагрузочные требования конкурса, сохраняя низкую общую плотность.

Материал DiFTS включает короткие переработанные углеродные волокна в термопластиковой матрице, где равномерное распределение волокон, значительное их ориентирование, сохранение эффективной длины волокна и полная инкапсуляция дают высокие свойства при низкой стоимости процесса.

«Не в том, что CNAM создал супер-материал; мы разработали низкозатратный, высокопроизводительный, экологически устойчивый композит, который можно демаркированно спроектировать под жесткие нагрузочные требования и который очень выгодно конкурирует с традиционными дорогими углеродно-волокнистыми композитами», — проф. Дэвид Салем, директор CNAM и CAPE.

Команда: Мэттью Филлипс (старший, матанех/мехинж), Шмид (аспирант Nano Science), Кришнан Велусвами (аспирант Materials Engineering), также лауреат SAMPE International University Leadership Experience Award 2018. «Волнительно, что мост сделан из наших материалов, разработанных в Mines. У этого материала промышленные применения везде — спортивные товары, авто, самолеты, потому что он сильный, легкий и дешевый в производстве», — Велусвами.

Сестринский центр — CNAM Biomaterials Center (CNAM-Bio) — недавно запущен в SD Mines, исследует растительные биоразлагаемые пластики, натуральные биофибры и биокомпозиты, которые могут со временем объединиться с этой технологией, еще больше повышая экологическую устойчивость DiFTS.