La NASA sta sviluppando la lega GRX-810 per la stampa 3D di parti metalliche che devono resistere a oltre 1000 gradi
La NASA ha introdotto la lega metallica GRX-810, un nuovo materiale di stampa 3D per applicazioni in sistemi aerospaziali ad alte prestazioni. Si dice che il materiale resista a temperature superiori a 1090°C. Per ottenere le prestazioni del materiale, la NASA ha combinato la tecnologia di stampa 3D con la modellazione termodinamica.
In un comunicato stampa , la NASA ha introdotto una nuova lega metallica per la stampa 3D adatta per applicazioni in sistemi aerospaziali ad alte prestazioni . La lega rinforzata con dispersione di ossido (ODS) GRX-810 è un metallo contenente particelle di ossido su scala nanometrica che combina forza e durata. Si dice che il materiale resista a temperature superiori a 1090°C ed è più malleabile di leghe comparabili.
Dettagli in lega GRX-810
Si dice che la nuova lega venga utilizzata in sistemi come i motori a razzo, consentendo una migliore efficienza del carburante e costi di manutenzione inferiori. La NASA lo ha utilizzato per creare un combustore per motori a turbina stampato in 3D. La parte monolitica viene utilizzata per miscelare carburante e aria.
Gli sforzi di ricerca e sviluppo della NASA mirano a consentire il miglioramento delle proprietà meccaniche in condizioni ambientali estreme. A 1090°C, GRX-810 ha il doppio della tenacità alla frattura, tre volte e mezzo la duttilità e la formabilità e oltre 1.000 volte la durata sotto carico rispetto alle leghe vergini.
Dale Hopkins, project manager associato per il progetto Transformational Tools and Technologies della NASA, ha dichiarato:
“Questa svolta è rivoluzionaria per lo sviluppo dei materiali. Nuovi tipi di materiali più resistenti e leggeri svolgono un ruolo chiave poiché la NASA mira a trasformare il futuro del volo. In precedenza, l’aumento della resistenza alla trazione in genere riduceva la capacità di un materiale di allungarsi e piegarsi prima della frattura, motivo per cui la nostra nuova lega è straordinaria”.
Modellazione termodinamica
Per ottenere le prestazioni del materiale, la NASA ha combinato la tecnologia di stampa 3D con la modellazione termodinamica, che ha permesso loro di determinare esattamente quali metalli combinare e in quali quantità. Per la lega ODS, la NASA ha dovuto prima utilizzare la modellazione al computer per ottimizzare la composizione del GRX-810. Utilizzando la stampa 3D basata su laser, sono stati in grado di distribuire uniformemente gli ossidi su scala nanometrica nella matrice della lega, con conseguente resistenza alla temperatura e proprietà di resistenza. L’approccio di modellazione termodinamica ha consentito al team della NASA di determinare la composizione ottimale della lega in sole 30 simulazioni.
Tim Smith, uno scienziato dei materiali presso il Glenn Research Center della NASA a Cleveland, ha dichiarato:
“L’applicazione di questi due processi ha drasticamente accelerato la velocità di sviluppo del nostro materiale. Ora possiamo creare nuovi materiali più velocemente e con prestazioni migliori rispetto a prima”.
