En ny doktorsexamen i maskinteknik har skapat ett material för svetsning under extrema förhållanden som kan minimera nödvändig utrustning och operatörsrisker.

Materialet - ett kassaskåp, stabil, termitpasta - kan fungera som en bärbar, programmerbar värmekälla för användning i rymden, under vatten och i stridszoner. Pastan är 3D-tryckt och deponerad i mönster som kallas reaktiva materialarkitekturer som kan styras och styras.

"Jag tror att det har mycket potential, sa Neely, Ph.D. '20. "Du skriver bara ut det, lägg den på leden och tänd den. "

Neely, som börjar sitt jobb som framdrivningsingenjör vid NASA Marshall Space Flight Center i augusti, framgångsrikt använt den tryckta pastan för att värma lödet för att smälta aluminium, och, på senare tid, kopparfotfogar.

Pastan handlar om konsistensen av jordnötssmör. Receptet börjar med en välblandad blandning av järnoxid, aluminiumpulver och gipspulver. Tillsats av vatten aktiverar gipspulvret som bindemedel; pastan börjar härda omedelbart. Tillsättning av vinsyra i vattnet före blandning kan bromsa härdningen, men även då, arbetstiden är begränsad till mindre än 45 minuter eller klistret blir för tjockt och klibbigt för utskrift, Sa Neely.

Hennes termitpasta är säker att skapa, tryck och transporter.

"Om något, Jag har en överutvecklad känsla av säkerhet, "Sa Neely.

Andra forskare har utvecklat tryckt reaktivt material som kan kontrolleras i nanoskala men endast små mängder av det kan deponeras, begränsa hur mycket energi som kan användas. I makroskala, minst ½ millimeter, en annan metod använder fluorpolymerbaserade reaktiva material men kräver speciella tekniker för att syntetisera polymeren och förfina glödtråden så att materialet inte antänds oavsiktligt.

I hennes arbete Neely, som också tog sin BE i maskinteknik på Vanderbilt, kombinerade två intressen-3D-utskrift, eller i det här fallet, 4-D-utskrift-och energiska material. Den extra dimensionen är tid; ett 4-D-material förvandlas med tiden, reagerar på en miljöstimulans som fuktighet eller temperatur och förändrad form. Hon ger Alvin Strauss, professor i maskinteknik, och Kevin Galloway, biträdande professor i maskinteknik och Vanderbilts tillverkningsdirektör, hennes doktorsexamen rådgivare, arbete, för grön belysning av idén.

Deras studie, "Lödda kopparfogfogar med reaktiva materialarkitekturer som värmekälla, "publicerades i april 2020 -numret av Tillverkningsbrev .

"Additivt tillverkade reaktiva materialarkitekturer som en programmerbar värmekälla, "som inkluderade grundläggande arbete, publicerades i augusti 2019 i 3D-utskrift och additiv tillverkning .