Inženýři NASA prokázali, že vysoce pokročilé 3D tisknutelné materiály se značnou tepelnou odolností mohou vést k silnějším a odolnějším součástkám například letadel, ale i kosmických lodí. Tým expertů z NASA a Ohio State University se zaměřil na podrobný rozbor vlastností nové slitiny, která nese označení GRX-810 a své poznatky publikovali v recenzovaném článku zveřejněném v časopise Nature. „Tahle superslitina má potenciál dramaticky zlepšit pevnost a tuhost dílů a součástek používaných v letectví a kosmonautice,“ uvedl Tim Smith z Glennova střediska v Clevelandu, který vedl zmíněnou studii. Právě on společně s kolegou Christopherem Kantzosem stál už za objevem slitiny GRX-810.
Smith se svým týmem použil časově úsporné počítačové modelování, ale také proces 3D tisku s využitím laseru, který vrstvu po vrstvě spéká zrnka kovu dohromady. Takto vzniklo i logo NASA na náhledovém snímku dnešního článku. Samotná GRX-810 patří mezi slitiny zesílené disperzí oxidů. To v praxi znamená, že se ve slitině nachází droboučké částice obsahující atomy kyslíku, což zlepšuje pevnost materiálu. Tyto slitiny jsou skvělými kandidáty na využití pro díly, které vyžadují odolnost vůči vysokým teplotám (ať už jde o letecké či raketové motory) protože dokáží odolat drsnějším podmínkám než se dostanou do bodu selhání.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Aktuální špičkové superslitiny vhodné pro 3D tisk dokáží odolat teplotám až 2 000°F, tedy 1 093°C. Ve srovnání s nimi však GRX-1080 nabízí dvojnásobnou pevnost, více než tisícinásobnou výdrž a dvojnásobnou odolnost vůči oxidaci. „Tato nová slitina je ohromným úspěchem,“ říká Dave Hopkins, zástupce projektového manažera v projektu NASA na transformaci nástrojů a technologií a dodává: „Ve velmi blízké budoucnosti se z ní může stát jeden z nejúspěšnějších technologických patentů, jaké kdy Glennovo středisko vytvořilo.“ Na aktuální studii se podílel celý tým expertů z Glennova střediska, Ames Research Center v kalifornském Silicon Valley, Marshall Space Flight Center v alabamském Huntsville, i z The Ohio State University.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/grc-2023-c-02309.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/alloy_grx-810_combustor.jpg
Tak jsme viděli Relativity Space tisknout Terran1 a teď tato informace …opravdu někam směřujeme. Je to radost.
A co teprve, až se obdobné slitiny začnou v nějakém smysluplném množství vyrábět v mikrogravitaci, to potom budou vlastnosti.
V mikrogravitaci to ale touhle technologií (Laser – Powder Bed Fussion) nepůjde.
Pardon, jen jedno S (tj. Fusion)
Ano, to je jasné, já spíše narážel obecně na možnosti složení slitin, které se v gravitaci nedají kvůli rozdílným vlastnostem jednotlivých látek vůbec smíchat.
Hodně dobrá námitka. Ale našlo se několik chytrých hlav a vymysleli řešení:
https://doi.org/10.1016/j.addma.2021.102349
Uspořádání je podobné SLA resinové 3D tiskárně, laser tiskne přes spodní průhledné okýnko, plošina s výtiskem jede „nahoru“, prášek se dodává tlakem okolo. To celé vibračně utřepávané.
Výhoda tisku ve vakuu je absence oxidačních produktů a plynových bublinek ve výtisku. No a dle dalšího článku je možný návrh úplně jiných konstrukcí, protože nepotřebují přežít startovní přetížení a vibrace.
Ví se kolik °C tato slitina snese, když již používané slitiny snesou 1 093°C?
Jak jsem to zatím rychle proletěl, tak netestovali její mezní teplotu, ale spíše ji při těch 1093°C porovnávali s ostatními slitinami. Detaily najdete v článku.