La NASA crea un metal imprimible apto para resistir el calor
La impresión 3D de componentes de motores espaciales se ve limitada por la falta de aleaciones metálicas asequibles que soporten las temperaturas extremas de los vuelos espaciales.
El Centro de Investigación Glenn de la NASA ha desarrollado una alternativa a las costosas aleaciones metálicas disponibles para este fin con el nuevo metal imprimible GRX-810.
Los metales principales de GRX-810 incluyen níquel, cobalto y cromo. Un recubrimiento de óxido cerámico sobre las partículas metálicas en polvo aumenta su resistencia térmica y mejora su rendimiento. Conocidos como aleaciones reforzadas por dispersión de óxido (ODS), estos polvos eran difíciles de fabricar a un coste razonable al inicio del proyecto.
Sin embargo, la avanzada técnica de recubrimiento por dispersión desarrollada en Glenn emplea una mezcla acústica resonante. Se aplica una vibración rápida a un recipiente lleno de polvo metálico y nanopartículas de óxido. La vibración recubre uniformemente cada partícula metálica con el óxido, haciéndolas inseparables. Incluso si una pieza fabricada se muele hasta convertirla en polvo y se reutiliza, el siguiente componente tendrá las propiedades del ODS.
Las ventajas sobre las aleaciones comunes son significativas: el GRX-10 puede durar hasta un año a 1.027 °C bajo cargas de tensión que agrietarían cualquier otra aleación asequible en cuestión de horas. Además, la impresión 3D de piezas con GRX-810 permite obtener formas más complejas en comparación con las piezas metálicas fabricadas con métodos tradicionales.
Elementum 3D, una empresa con sede en Erie, Colorado, produce GRX-810 para sus clientes en cantidades que van desde lotes pequeños hasta más de una tonelada. La empresa cuenta con una licencia coexclusiva para la aleación y el proceso de fabricación patentados por la NASA.
LARGA VIDA ÚTIL
"Un material sometido a tensión o a una carga pesada a alta temperatura puede empezar a deformarse y estirarse casi como si fuera caramelo", afirmó Jeremy Iten, director técnico de Elementum 3D. "Las pruebas iniciales realizadas en la producción a gran escala de nuestra aleación GRX-810 mostraron una vida útil el doble de larga que la del material producido inicialmente en lotes pequeños, y estas ya eran fantásticas".
La industria espacial comercial y otras industrias, como la aeronáutica, están probando el GRX-810 para aplicaciones adicionales. Por ejemplo, Vectoflow, cliente de Elementum 3D, está probando un sensor de flujo GRX-810. Los sensores de flujo monitorizan la velocidad de los gases que fluyen a través de una turbina, lo que ayuda a los ingenieros a optimizar el rendimiento del motor, según informa la NASA en un comunicado.
Sin embargo, estos sensores pueden quemarse en minutos debido a temperaturas extremas. El uso de sensores de flujo GRX-810 podría mejorar la eficiencia del combustible de los aviones, reducir las emisiones y la necesidad de reemplazar hardware.
