Pablo Zavattieri, professeur Jerry M. et Lynda T. Engelhardt en génie civil à l'Université Purdue.

Transformer l’impression 3D SLS sur sa tête

En un coup d’oeil:

  • Lorsque les PXCM se déforment, le matériau est entièrement récupérable et peut être réutilisé pour absorber et dissiper l’énergie plusieurs fois.
  • Un chercheur de l’Université Purdue espère Les propriétés basées sur le PXCM renforceront la candidature du matériau en remplacement du tapis de piste portable AM-2.
  • Les tapis de piste seront imprimés en 3D avec l’aide de l’Indiana ITAMCO.

L’idée d’une bande de piste auto-cicatrisante qui change de forme et qui est facile à installer et à stocker est farfelue. Devrait la conception de nouveaux imprimés en 3D technologie de rouleau toutefois, le concept sera non seulement réalisable, mais aussi l’option préférée.

Sollicitation de l’aéroport du département américain de la Défense pour des solutions de tapis de piste légers, pratiques et durables, a stimulé Pablo Zavattieri, le professeur Jerry M. et Lynda T. Engelhardt en génie civil à Université Purdue, pour proposer un nouveau matériau qu’il avait développé comme solution candidate qui pourrait également résoudre les problèmes associés au flambage des tapis d’atterrissage.

Pablo Zavattieri, professeur Jerry M. et Lynda T. Engelhardt en génie civil à l’Université Purdue.Université Purdue

Les pistes d’aviation portables traditionnelles jouent un rôle essentiel dans la propulsion des missions de l’US Air Force. L’AM-2, une surface de piste portable construite à partir de tapis en planches d’aluminium, est en service depuis la guerre du Vietnam.

Une nouvelle utilisation de matériaux connus sous le nom de géométrie de matériau cellulaire à transformation de phase (PXCM) pourrait être une alternative viable à l’AM-2, selon Zavattieri, qui est collaborant avec une entreprise basée en Indiana ITAMCO (Indiana Technology and Manufacturing Companies) sur le projet. «Les produits fabriqués avec la géométrie PXCM ont la capacité de passer d’une configuration stable à une autre configuration stable ou métastable et inversement», a-t-il déclaré.

Propriétés d’auto-guérison

La solution de tapis de piste PXCM est composée d’une surface supérieure qui s’accouple avec une surface inférieure pour former une configuration stable, Zavattieri a expliqué, ajoutant que les tapis peuvent fléchir d’avant en arrière tout en restant stables. Il a décrit son courant la recherche comme interface entre la mécanique des solides et l’ingénierie des matériaux.

Zavattieri première a commencé à rechercher le matériau tout en travaillant avec General Motors. Dans un papier publié en 2015 dans la revue Lettres de mécanique extrême, lui et ses co-auteurs décrivent comment les PXCM ont la capacité d’absorber l’énergie à différentes longueurs et échelles.

Les produits fabriqués avec la géométrie PXCM ont la capacité de passer d'une configuration stable à une autre et inversement.Les produits fabriqués avec la géométrie PXCM ont la capacité de passer d’une configuration stable à une autre et inversement.Université Purdue

Le matériau est réutilisable car la transformation de phase du matériau est réversible et n’altère ni ne déforme le matériau de base, a expliqué Zavattieri. «Cela signifie que le nouveau tapis de piste pourrait potentiellement se« guérir »lui-même, entraînant une durée de vie beaucoup plus longue qu’une piste en tapis AM-2», a-t-il déclaré.

Recherche sur l’innovation dans les petites entreprises d’un million de dollars La subvention de phase II de l’US Air Force contribue à accélérer le développement du tapis de piste imprimé en 3D. PLes rototypes du tapis seront imprimés sur l’imprimante de fabrication additive EOS M290 d’ITAMCO. Zavattieri a indiqué que son équipe sera en mesure d’évaluer la fiabilité du produit, notamment si le prototype peut conserver sa forme et sa capacité opérationnelle 30 minutes après le compactage.

Selon ITAMCO, le matériau de piste PXCM offre d’autres avantages: il peut être posé à la main, doit peser 3,5 lb par pied carré ou moins et prendra en charge les opérations aériennes de 5 000 cycles d’atterrissage et de décollage sur 60 jours.

Autres applications

Étant donné que les PXCM ont la flexibilité d’être configurés pour être bistables ou métastables, le matériau peut être utilisé dans de multiples applications, a déclaré Zavattieri. «Vous pourriez avoir besoin de PXCM avec des cellules unitaires métastables pour la protection de la tête dans les casques, mais alors peut-être que vous auriez besoin de matériaux avec des cellules unitaires bistables pour les bâtiments afin de se protéger contre les tremblements de terre», a-t-il expliqué.

Zavattieri envisage également d’utiliser les matériaux dans la construction de composants automobiles, tels que des pare-chocs ou des pneus non pneumatiques.

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