Forskare vid Purdue University har utvecklat en metod för 3D-utskrift som kan producera energiska material med fina geometriska funktioner snabbare och med mindre kostnad än traditionella metoder, samtidigt som det är säkrare och mer miljövänligt.

Jeffrey Rhoads, professor i Purdues School of Mechanical Engineering, och Emre Gunduz, en tidigare forskningsassistent professor vid skolan, tillsammans med några kollegor, har lanserat en fakultetsägd start som heter Next Offset Solutions Inc. som gör skrivarna och det energiska materialet, inklusive fasta raketbränslen, andra drivmedel och pyroteknik. De energiska materialen produceras genom en metod som gör att skrivaren kan producera viskösa material med en konsistens som liknar lera.

"Det är som 2000-talets Play-Doh-press, Sa Rhoads.

Processen gör att forskarna säkert kan deponera energimaterial med hög precision.

"Vi har visat att vi kan skriva ut dessa energiska material utan tomrum, vilket är nyckeln, "Sa Rhoads." Tomrum är dåliga i energimaterial eftersom de vanligtvis leder till inkonsekvent, ibland katastrofalt, brinner. "

Skrivaren fungerar på ett liknande sätt som vanliga 3D-skrivare förutom att den applicerar ultraljudsvibrationer med hög amplitud på munstycket, minska friktionen på munstycksväggarna och därmed tillåta att de mycket viskösa materialen pressas igenom. Metoden möjliggör också exakt flödeskontroll.

Forskare på Purdue har också använt metoden för att skriva ut biomedicinska implantat, personliga droger och andra produkter. Next Offset Solutions fokuserar främst på produktion av energimaterial, men utforskar också andra vägar för tekniken.

Rhoads sa att skrivaren är bättre än traditionella metoder för att producera energi eftersom den inte förlitar sig på lösningsmedel för att sänka viskositeten, vilket innebär snabbare produktion, lägre kostnader och en mer miljövänlig process.

"Några av dessa processer använder bokstavligen massor av lösningsmedel som vi inte behöver, Sa Rhoads.

Processen är också säkrare eftersom skrivaren kan användas på distans.

"Du behöver inte ha en person där som har kontakt med systemet. Det är en stor fördel ur säkerhetssynpunkt, Sa Rhoads.

Det ger också en ny lösning till en industri som ofta är långsam att förändra, eftersom det tar mycket tid och pengar att få material som kvalificeras av försvars- och energiavdelningarna. Next Offset Solutions använder redan kvalificerat material och ändrar istället processen.

Rhoads är verksamhetschef på Next Offset Solutions och Gunduz, som nu är professor vid Naval Postgraduate School i Monterey, Kalifornien, är teknikchef. Företaget har också tagit in en ledande befattningshavare från ett Fortune 100 -företag för att fungera som verkställande direktör.

Next Offset Solutions är intresserade av att tillhandahålla skrivarna och de produkter de tillverkar till försvars- och energiavdelningarna och deras entreprenörer. Den nya 3D-utskriftsprocessen patenterades med hjälp av Purdue Office of Technology Commercialization.

Företaget arbetar också med annan avancerad forskning, utveckling, testning, och utvärdering av additiv tillverkning och energimaterial.