Jusqu'à présent, la fabrication additive, communément appelée impression 3D, des composants du moteur était limitée par le manque d'alliages métalliques abordables qui pouvaient résister aux températures extrêmes du vol spatial. Les alliages métalliques coûteux étaient la seule option pour les pièces d'impression 3D jusqu'à ce que le Glenn Research Center de la NASA à Cleveland, Ohio, développe l'alliage GRX-810.
Les métaux primaires de l'alliage GRX-810 comprennent le nickel, le cobalt et le chrome. Un revêtement d'oxyde de céramique sur les particules de métal en poudre augmente sa résistance à la chaleur et améliore les performances. Connues sous le nom d'alliages renforcés par la dispersion d'oxyde (ODS), ces poudres étaient difficiles à fabriquer à un coût raisonnable au début du projet.
Cependant, la technique avancée de revêtement de dispersion développée à Glenn utilise un mélange acoustique résonnant. Des vibrations rapides sont appliquées sur un récipient rempli de poudre métallique et de particules de nano-oxyde. La vibration enrobe uniformément chaque particule métallique avec l'oxyde, ce qui les rend inséparables. Même si une pièce fabriquée est broyée en poudre et réutilisée, le composant suivant aura les qualités des OD.
Les avantages par rapport aux alliages courants sont importants – le GRX-10 pourrait durer jusqu'à un an à 2 000 ° F sous des charges de stress qui feraient craquer tout autre alliage abordable en quelques heures. De plus, les pièces d'impression 3D utilisant GRX-810 permettent des formes plus complexes par rapport aux pièces métalliques fabriquées avec des méthodes traditionnelles.
Elementtum 3D, une entreprise d'Érié, basée au Colorado, produit GRX-810 pour les clients en quantités allant de petits lots à plus d'une tonne. La société a une licence co-exclusive pour le processus d'alliage et de fabrication de la NASA et continue de travailler avec l'agence en vertu d'un accord de la loi sur l'espace pour améliorer le matériel.
« Un matériau soumis à un stress ou une charge lourde à haute température peut commencer à se déformer et à s'étirer presque comme Taffy », a déclaré Jeremy Iten, directeur technique avec Elementtum 3D. « Les tests initiaux effectués sur la production à grande échelle de notre alliage GRX-810 ont montré une durée de vie deux fois plus longue que le matériau en petits lots initialement produit, et ceux-ci étaient déjà fantastiques. »
L'espace commercial et d'autres industries, y compris l'aviation, testent le GRX-810 pour des applications supplémentaires. Par exemple, un client Elementtum 3D, VectOflow, teste un capteur de débit GRX-810. Les capteurs d'écoulement surveillent la vitesse des gaz qui traversent une turbine, aidant les ingénieurs à optimiser les performances du moteur. Cependant, ces capteurs peuvent s'épuiser en quelques minutes en raison de températures extrêmes. L'utilisation de capteurs d'écoulement GRX-810 pourrait améliorer l'efficacité énergétique de l'avion, réduire les émissions et les remplacements matériels.
