Engenheiros da South Dakota Mines Ganham Segundo Lugar em Concurso Nacional de Pontes com Design Compósito Leve

South Dakota School of Mines and Technology (Rapid City, SD, EUA) anunciou em 14 de agosto que alunos conquistaram o segundo lugar no Concurso Estudantil de Pontes 2018 da Society for the Advancement of Material and Process Engineering (SAMPE, Diamond Bar, CA, EUA), projetando uma ponte pesando apenas 12,5 onças que pode suportar uma carga de 2.000 lbs.

Alunos da Mines engenharam o design da ponte usando um material compósito em folha proprietário inventado por uma equipe de pesquisadores no Centro de Manufatura Avançada de Compósitos e Nanocompósitos (CNAM) da Mines e Laboratório de Engenharia de Compósitos e Polímeros (CAPE). Ao colar o material único CNAM, chamado Discontinuous Fiber Thermoplastic Sheet (DiFTS), no topo e base de um núcleo de favo de mel leve em uma proporção de espessuras adequada, os alunos conseguiram engenheirar as propriedades da estrutura sanduíche laminada para atender aos requisitos de carga da competição, mantendo baixa densidade geral. O material DiFTS incorpora fibra de carbono curta reciclada embutida em uma matriz termoplástica, onde distribuição uniforme de fibra, alinhamento significativo de fibra, retenção efetiva de comprimento de fibra e encapsulamento completo de fibra resultam em propriedades de alto desempenho usando um processo de baixo custo.

"Não é que a CNAM desenvolveu um supermaterial; é que desenvolvemos um compósito de baixo custo, alto desempenho, ambientalmente sustentável que pode ser demonstradamente engenheirado para atender requisitos exigentes de suporte de carga, e que compete muito favoravelmente contra compósitos de fibra de carbono tradicionais de alto custo", diz o orientador da equipe, Professor David Salem, Ph.D., diretor do Centro CNAM e Laboratório CAPE.

A equipe de ponte da SD Mines incluiu Matthew Phillips, sênior em matemática e engenharia mecânica; Schmid, um estudante de Ph.D. no Programa de Nanociência e Engenharia; e Krishnan Veluswamy, um estudante de Ph.D. no Programa de Engenharia e Ciência de Materiais, que também ganhou o Prêmio de Experiência de Liderança Universitária Internacional SAMPE 2018. "É emocionante que esta ponte foi feita de materiais desenvolvidos internamente na Mines", diz Veluswamy. "Este tipo de material tem aplicações industriais em geral, desde artigos esportivos a automóveis a aviões, porque é forte, leve e barato de fabricar."

Um centro irmão — o Centro de Biomateriais CNAM (CNAM-Bio) — foi recentemente lançado na SD Mines e está realizando pesquisa em plásticos biodegradáveis à base de plantas, biofibras naturais e biocompósitos que poderiam um dia se fundir com esta tecnologia, aprimorando ainda mais a sustentabilidade ambiental do DiFTS.