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 el doble de fuerte, más de 1000 veces más duradera y el doble de resistente a la oxidación en comparación con las superaleaciones impresas en 3D de última generación. El avance podría dar lugar a piezas más fuertes 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 los motores de aviones y cohetes, debido a su capacidad para soportar condiciones más duras. condiciones antes de llegar a 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 los 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 detalló 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 la dureza de los componentes y las piezas utilizadas 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 informáticos que ahorran tiempo, así como un proceso de impresión 3D láser que fusiona metales, capa por capa, para crear la nueva aleación. Utilizaron este proceso para producir el logotipo de la NASA que se muestra arriba.

Este combustor de motor de turbina (mezclador de aire y combustible) se imprimió en 3D en 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 por dispersión de óxido. En otras palabras, las partículas diminutas que contienen átomos de oxígeno repartidas por toda la aleación mejoran su resistencia. Estas aleaciones son candidatas excelentes para construir piezas aeroespaciales para aplicaciones de alta temperatura, como las que se encuentran dentro de los motores de aviones y cohetes, porque pueden soportar condiciones más duras antes de llegar a su punto de ruptura.

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. Comparado con esos, GRX-810 es el doble de fuerte, más de 1000 veces más duradero y el doble de resistente a la oxidación.

"Esta nueva aleación es un gran logro", dijo Dale Hopkins, subdirector de proyectos del proyecto Transformational Tools and Technologies de la NASA. "En un futuro muy cercano, bien puede ser una de las patentes tecnológicas más exitosas que la NASA Glenn haya producido jamás".

Un equipo de colaboradores de Glenn, el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California, el Centro de Vuelo Espacial Marshall 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 Transformational Tools and Technologies de la NASA, con el apoyo del Game Changing Development Program 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