ORNL与UT用3D打印帮助高中生开发自锁钉

日前，美国田纳西大学和橡树岭国家实验室ORNL）的科学家们再次合作开发一项突破性技术——不过这次的研究思路却来自一对高中学生的灵感。

在工程老师Melinda Hamby的指导下，来自田纳西州莫夫里斯波洛 Central Magnet高中的两位高年级学生Max Lamantia和Devin Schafer提出了一种新型钉子的概念，来解决钉子随着时间的推移往往会从木头中退出来的问题，这个问题由来已久，但是很少有人认真思考过它。

高中生Max Lamantia和Devin Schafer

“我们曾听说几个朋友抱怨称，由于他们庭院中的木质平台里的钉子退出了出来，因此在上面走路有点危险。”Lamantia说。因此他们希望找到一种既方便又便宜的解决方案。

最终，这两位学生拿出了一个新设计，该设计被称为自锁钉，它主要是模仿空尖弹的形状和样式。在对这种钉子之前的设计进行了研究之后，Lamantia和Schafer又给它加上了一点特殊的设计：在钉子头部边缘增加了一圈牙齿状的东西。“当我们比较不同的创意时，有两个我们都很喜欢。”Schafer说：“于是我们决定把这两个结合起来制造出成品。”

去年的时候，Lamantia参加了一次由田纳西大学主办的科技活动2015州长工程学校2015 Governor’s School for Engineering），在那里他遇到了该校材料科学系的教授Kurt Sickafus和Tai-Gang Nieh。

通过这次一面之缘，Lamantia和Schafer后来又在今年一月份联系了这两位教授，请教如何原型、测试和制作自己的钉子。

“Central Magnet高中、UT和ORNL之间的这次成功合作展示了我们的州长工程学校项目是如何有效地促进了田纳西州下一代工程师和专业技术人员的成长的。”Sickafus说。

作为这个项目的共同导师，Sickafus和Nieh认为3D打印可能是原型开发的最佳途径，为此他们又找到了UT-ORNL联合Governor教席增材制造教授Suresh Babu，后者是这一领域的专家。Babu与位于ORNL的美国能源部制造展示中心、UT研究生Sarah Jane Foster、ORNL的研发人员Fred List III，以及科技实习生Keith Carver一起接受了这项挑战，他们使用了一种被称为选择性激光熔融的技术来制造出如今被称为Lamantia-Schafer自锁钉的不锈钢原型。

“无论是对于我们的学生还是学校，与UT和ORNL的合作经验都非常宝贵。”Hamby说：“它不仅通过技术指导和原型制造为Devin和Max提供了帮助，同时也验证了我们在学校开发项目中教授的设计过程。”

给项目的下一步是完成这枚钉子原型的性能测试，并通过一种材料选择分析来优化该自锁钉的功能。