Súper aleación de la NASA: un gran avance en la tecnología de impresión 3D

Por Brian Newbacher, Centro de Investigación Glenn de la NASA 24 de abril de 2023

La NASA y la Universidad Estatal de Ohio han desarrollado una nueva superaleación que es dos veces más fuerte, más de 1.000 veces más duradera y dos veces más resistente a la oxidación en comparación con las superaleaciones impresas en 3D de última generación. El avance podría conducir a piezas más resistentes y duraderas para aviones y naves espaciales, ya que la aleación de alta temperatura es una excelente candidata para construir piezas aeroespaciales para aplicaciones de alta temperatura, como las que se encuentran dentro de motores de aviones y cohetes, debido a su capacidad para soportar condiciones más duras. condiciones antes de alcanzar su punto de ruptura. Crédito: NASA/Jordan Salkin

NASAEstablished in 1958, the National Aeronautics and Space Administration (NASA) is an independent agency of the United States Federal Government that succeeded the National Advisory Committee for Aeronautics (NACA). It is responsible for the civilian space program, as well as aeronautics and aerospace research. Its vision is "To discover and expand knowledge for the benefit of humanity." Its core values are "safety, integrity, teamwork, excellence, and inclusion." NASA conducts research, develops technology and launches missions to explore and study Earth, the solar system, and the universe beyond. It also works to advance the state of knowledge in a wide range of scientific fields, including Earth and space science, planetary science, astrophysics, and heliophysics, and it collaborates with private companies and international partners to achieve its goals." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">NASA has developed a new superalloy called GRX-810, which is twice as strong and more than 1,000 times more durable than the state-of-the-art 3D printed superalloys. The high-temperature alloyA mixture of two metallic elements typically used to give greater strength or higher resistance to corrosion." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">La aleación podría usarse para construir piezas más resistentes y duraderas para aviones y naves espaciales.

La NASA ha demostrado un gran avance en materiales de alta temperatura imprimibles en 3D que podrían conducir a piezas más resistentes y duraderas para aviones y naves espaciales.

Un equipo de innovadores de la NASA y la Universidad Estatal de Ohio detallaron las características de la nueva aleación, GRX-810, en un artículo revisado por pares publicado en la revista Nature.

"Esta superaleación tiene el potencial de mejorar drásticamente la resistencia y dureza de los componentes y piezas utilizados en la aviación y la exploración espacial", dijo el Dr. Tim Smith del Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland, autor principal del artículo de Nature. Smith y su colega de Glenn, Christopher Kantzos, inventaron el GRX-810.

Smith y su equipo emplearon modelos por computadora que ahorraron tiempo, así como un proceso de impresión láser 3D que fusionó metales, capa por capa, para crear la nueva aleación. Utilizaron este proceso para producir el logotipo de la NASA que se muestra arriba.

Esta cámara de combustión de motor de turbina (mezclador de aire y combustible) fue impresa en 3D en la NASA Glenn y es un ejemplo de un componente desafiante que puede beneficiarse de la aplicación de las nuevas aleaciones GRX-810. Crédito: NASA

GRX-810 es una aleación reforzada con dispersión de óxido. En otras palabras, pequeñas partículas que contienen átomos de oxígeno repartidas por toda la aleación mejoran su resistencia. Estas aleaciones son excelentes candidatas para construir piezas aeroespaciales para aplicaciones de alta temperatura, como las del interior de motores de aviones y cohetes, porque pueden soportar condiciones más duras antes de alcanzar sus puntos de rotura.

Current state-of-the-art 3D printed superalloys can withstand temperatures up to 2,000 degrees FahrenheitThe Fahrenheit scale is a temperature scale, named after the German physicist Daniel Gabriel Fahrenheit and based on one he proposed in 1724. In the Fahrenheit temperature scale, the freezing point of water freezes is 32 °F and water boils at 212 °F, a 180 °F separation, as defined at sea level and standard atmospheric pressure. " data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Fahrenheit. En comparación con estos, GRX-810 es dos veces más fuerte, más de 1000 veces más duradero y dos veces más resistente a la oxidación.

"Esta nueva aleación es un logro importante", dijo Dale Hopkins, subdirector del proyecto de Herramientas y Tecnologías Transformacionales de la NASA. "En un futuro muy cercano, bien podría ser una de las patentes de tecnología más exitosas que jamás haya producido Glenn de la NASA".

Un equipo de colaboradores de Glenn, el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California, el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, y ​​la Universidad Estatal de Ohio fueron coautores del artículo de Nature.

GRX-810 fue desarrollado bajo el proyecto de Tecnologías y Herramientas Transformacionales de la NASA, con el apoyo del Programa de Desarrollo Cambiante de Juego de la agencia.

Referencia: “Una aleación imprimible en 3D diseñada para entornos extremos” por Timothy M. Smith, Christopher A. Kantzos, Nikolai A. Zarkevich, Bryan J. Harder, Milan Heczko, Paul R. Gradl, Aaron C. Thompson, Michael J. Mills , Timothy P. Gabb y John W. Lawson, 19 de abril de 2023, Nature.DOI: 10.1038/s41586-023-05893-0