Eine Turbinentriebwerksbrennkammer Brennstoff-Luft-Mischer 3D-gedruckt unter Verwendung der GRX-810-Legierung bei der NASA NASA
Die neu entwickelte Metalllegierung der NASA wird in der Luftfahrt eingesetzt, und die Weltraumforschung ist bis zu 1000-mal stärker als die hochmodernen Legierungen, die sie in der Vergangenheit hergestellt hat, sagte die Weltraumbehörde.in einer Pressemitteilung.
Um den enormen Herausforderungen beim Start von Missionen zu begegnen, ist die NASA immer auf der Suche nach neuen Materialien, die den Strapazen des Starts und der extremen Kälte des Weltraums standhalten. Das neu gefundene Material wurde GRX-810 genannt und kann kategorisiert werdenals oxiddispersionsverstärkte ODS Legierung und kann rauen Bedingungen standhalten, bevor es seine Bruchgrenze erreicht.
Materialmodellierung über Versuch und Irrtum
Für ihre jüngste Entdeckung wandte sich die NASA der Materialmodellierung zu, um zu bestimmen, welche Metallkombinationen die optimalen Ergebnisse liefern würden. Vorher war die Entdeckung neuer Materialien ein Trial-and-Error-Prozess, der oft jahrelange Arbeit erforderte, um zu einem geeigneten Material zu gelangen.
Durch Kombination von Materialmodellierung mit Additive Fertigung 3D-Druck konnte die Raumfahrtbehörde die erforderliche Zusammensetzung der gewünschten Legierung schnell ermitteln und auch in ebenso kurzer Zeit herstellen. Die von der Agentur verwendete Modellierungsmethode ermöglichte es, die ideale Zusammensetzung der Legierung zu ermittelnnach nur 30 Simulationen.
„Was früher Jahre durch einen Trial-and-Error-Prozess gedauert hat, dauert jetzt Wochen oder Monate, um Entdeckungen zu machen“, sagte Dale Hopkins, stellvertretender Projektmanager des Transformational Tools and Technologies-Projekts der NASA.
Eigenschaften des GRX-810
Die neu hergestellte Legierung kann Temperaturen von über 2.000 Grad Fahrenheit 1093 Grad Celsius standhalten und ist bei höheren Temperaturen 1000-mal haltbarer. Die Legierung ist formbarer, aber sie hat auch die dreieinhalbfache Flexibilität, sich zu dehnen oder zu biegenvor dem Bruch und doppelt so stark, um dem Bruch zu widerstehen.
"Früher eine Zunahme von Zugfestigkeit verringerte normalerweise die Fähigkeit eines Materials, sich zu dehnen und zu biegen, bevor es bricht, weshalb unsere neue Legierung bemerkenswert ist", fügte Hopkins hinzu.
Die Flexibilität, die das neue Material bietet, wird zu enormen Leistungsverbesserungen führen, sodass Designer Kompromisse eingehen können, die sie zuvor nicht berücksichtigen konnten, heißt es in der Pressemitteilung.
Darüber hinaus ebnet der Einsatz der additiven Fertigung zur schnellen Erzielung von Materialverbesserungen auch den Weg für Kosteneinsparungen gegenüber herkömmlichen Verfahren.
„Dieser Durchbruch ist revolutionär für die Materialentwicklung. Neue Arten von stärkeren und leichteren Materialien spielen eine Schlüsselrolle, da die NASA darauf abzielt, die Zukunft des Fliegens zu verändern“, sagte Hopkins in der Pressemitteilung.