Avaruusmoottoreiden komponenttien 3D-tulostus on rajoitettu käytettävissä olevien metalliseosten puutteeseen, jotka kestävät avaruuslennon äärimmäisiä lämpötiloja .
Syvällä
NASA:n Glennin tutkimuskeskuksessa on kehitetty vaihtoehto kalliille metalliseoksille, jotka ovat saatavilla tähän tarkoitukseen – uusi tulostettava metalli GRX-810.
GRX-810:n päämetallit ovat nikkeli, koboltti ja kromi. Keraaminen oksidipinnoite jauhemaisten metallihiukkasten pinnalla parantaa niiden lämmönkestävyyttä ja käyttöominaisuuksia . Näitä jauheita, jotka tunnetaan nimellä oksididispersioidut seostetut metallit (ODS), oli hankkeen alkuvaiheessa vaikea valmistaa kohtuuhintaan.
Glenne on kuitenkin kehittänyt edistyksellisen dispersiopäällysteteknologian, joka hyödyntää resonanssiakustista sekoittamista. Metallijauheella ja oksidinanohiukkasilla täytetty säiliö altistetaan nopealle tärinälle. Tärinä peittää jokaisen metallihiukkasen tasaisesti oksidilla, jolloin ne yhdistyvät erottamattomasti. Vaikka valmistettu osa murskataan jauheeksi ja käytetään uudelleen, seuraava komponentti säilyttää ODS:n ominaisuudet.
Edut tavallisiin seoksiin verrattuna ovat merkittävät: GRX-10 kestää jopa vuoden 1027 °C:n lämpötilassa ja venytyskuormituksissa, jotka murtavat minkä tahansa muun saatavilla olevan seoksen muutamassa tunnissa . Lisäksi GRX-810:stä 3D-tulostetut osat mahdollistavat monimutkaisempien muotojen luomisen verrattuna perinteisillä menetelmillä valmistettuihin metalliosiin.
Elementum 3D -yritys Coloradon Eriessä valmistaa GRX-810:tä asiakkailleen pienistä eristä yli tonnin eriin. Yritys omistaa yksinoikeuden NASA:n patentoimaan seokseen ja sen valmistustekniikkaan .
” Materiaali, joka on alttiina voimakkaalle jännitykselle tai kuormitukselle korkeissa lämpötiloissa, voi alkaa deformoitua ja venyä melkein kuin iris ”, sanoi Jeremy Eeten, Elementum 3D:n tekninen johtaja. ”Alustavat testit GRX-810-seoksestamme suurissa tuotantomäärissä ovat osoittaneet, että sen käyttöikä on kaksinkertainen verrattuna materiaaliin, jota alun perin valmistettiin pieninä erinä, ja se on jo fantastista.”
Kaupallinen avaruusteollisuus ja muut teollisuudenalat, kuten ilmailu- ja avaruusteollisuus, testaavat GRX-810:ää lisäsovelluksiin. Esimerkiksi Elementum 3D:n asiakas Vectoflow testaa GRX-810-virtausanturia . Virtausanturit valvovat turbiinin läpi kulkevien kaasujen nopeutta ja auttavat insinöörejä optimoimaan moottorin toimintaa, NASA:n lausunnossa todetaan.
Nämä anturit voivat kuitenkin palaa loppuun muutamassa minuutissa äärimmäisten lämpötilojen vuoksi. GRX-810-virtausanturien käyttö voi parantaa lentokoneiden polttoainetehokkuutta, vähentää päästöjä ja vähentää laitteiden vaihto-tarvetta .
