До недавнего времени создание компонентов двигателей с помощью технологии 3D-печати сдерживалось отсутствием доступных по цене металлических сплавов, способных выдерживать экстремальные температуры, свойственные космическим полётам. Дорогостоящие сплавы были единственной альтернативой, пока исследовательский центр NASA им. Гленна в Кливленде не разработал сплав GRX-810.
В состав GRX-810 входят никель, кобальт и хром. Ключевым моментом является керамическое оксидное покрытие на частицах металлического порошка, которое значительно повышает жаростойкость и улучшает общие характеристики материала. Эти порошки, известные как дисперсионно-упрочнённые (ДУ) сплавы, на начальном этапе проекта были сложны в производстве и дорогостоящи.
Однако, разработанная в центре Гленна технология нанесения дисперсионного покрытия использует резонансное акустическое смешивание. Быстрые вибрации, воздействующие на ёмкость с металлическим порошком и наночастицами оксида, обеспечивают равномерное покрытие каждой металлической частицы оксидом, делая их неразделимыми. Даже если изготовленная деталь будет измельчена до порошка и повторно использована, то следующий компонент будет обладать всеми свойствами ДУ сплава.
Источник: NASA
Преимущества GRX-810 перед обычными сплавами значительны. Он способен выдерживать температуру 2000°F (около 1093°C) в течение года под нагрузкой, которая разрушила бы любой другой доступный по цене сплав за считанные часы. Кроме того, 3D-печать с использованием GRX-810 позволяет создавать детали более сложной формы по сравнению с традиционными методами производства.
Компания Elementum 3D из Колорадо производит GRX-810 для заказчиков, начиная от небольших партий и заканчивая партиями более тонны. Компания обладает эксклюзивной лицензией на запатентованный NASA сплав и производственный процесс, продолжая сотрудничество с агентством в рамках Соглашения о космической деятельности для дальнейшего совершенствования материала.
В настоящее время GRX-810 проходит испытания в коммерческой космической отрасли и других областях, включая авиацию. Например, компания Vectoflow, клиент Elementum 3D, тестирует датчик потока из GRX-810. Эти датчики, контролирующие скорость потока газов через турбину, помогают инженерам оптимизировать работу двигателя. Обычные датчики могут выходить из строя за считанные минуты из-за экстремальных температур. Использование датчиков потока из GRX-810 может повысить топливную эффективность самолётов, снизить выбросы и уменьшить необходимость замены оборудования.