Şimdiye kadar, yaygın olarak 3D baskı olarak bilinen motor parçalarının katmanlı üretimi, uzay uçuşlarının aşırı sıcaklıklarına dayanabilecek uygun fiyatlı metal alaşımlarının eksikliği nedeniyle sınırlıydı. Pahalı metal alaşımları, Ohio, Cleveland’daki NASA Glenn Araştırma Merkezi GRX-810 alaşımını geliştirene kadar, 3D baskı motor parçaları için tek seçenekti.
NASA 3D baskılı metal için çalışıyor
GRX-810 alaşımındaki birincil metaller nikel, kobalt ve kromdur. NASA 3D baskılı metal üretiminde, toz metal parçacıkları üzerindeki seramik oksit kaplama, ısı direncini artırır ve performansı iyileştirir. Oksit dispersiyonla güçlendirilmiş (ODS) alaşımlar olarak bilinen bu tozların, proje başladığında makul bir maliyetle üretilmesi zordu. Ancak Glenn’de geliştirilen gelişmiş dispersiyon kaplama tekniği, rezonanslı akustik karıştırma kullanır. Metal tozu ve nano oksit parçacıklarıyla dolu bir kaba hızlı titreşim uygulanır. Titreşim, her bir metal parçacığını oksitle eşit şekilde kaplayarak ayrılmaz hale getirir. Üretilen bir parça toz haline getirilip tekrar kullanılsa bile, bir sonraki bileşen ODS özelliklerine sahip olacak.
Yaygın alaşımlara göre önemli avantajları var. GRX-10, diğer uygun fiyatlı alaşımları saatler içinde çatlatacak gerilim yükleri altında 2.000°F’de bir yıla kadar dayanabilir. NASA 3D baskılı metal parçalar, daha karmaşık şekillere olanak tanır.
Erie, Colorado merkezli Elementum 3D şirketi, küçük partilerden bir tonun üzerine kadar değişen miktarlarda GRX-810 üretiyor. Şirket, NASA patentli alaşım ve üretim süreci için ortak münhasır lisansa sahip ve malzemeyi geliştirmek için Uzay Yasası Anlaşması kapsamında kurumla çalışmaya devam ediyor.
Elementum 3D’nin baş teknik sorumlusu Jeremy Iten: “Yüksek sıcaklıkta stres veya ağır yük altındaki bir malzeme, neredeyse şekerleme gibi deforme olup esneyebilir. GRX-810 alaşımımızın büyük ölçekli üretimi üzerinde yapılan ilk testler, başlangıçta üretilen küçük partili malzemenin iki katı daha uzun bir kullanım ömrü gösterdi ve bunlar zaten harikaydı” dedi. NASA 3D baskılı metal üretiminin geleceği oldukça parlak görünüyor.
Havacılık da dahil olmak üzere ticari uzay ve diğer endüstriler, GRX-810’u ek uygulamalar için test ediyor. Örneğin, Elementum 3D müşterisi Vectoflow, NASA 3D baskılı metal teknolojisiyle üretilen bir GRX-810 akış sensörünü test ediyor. Akış sensörleri, bir türbinden akan gazların hızını izleyerek mühendislerin motor performansını optimize etmelerine yardımcı oluyor.
