La NASA sviluppa una lega metallica 1.000 volte più resistente con la stampa 3D

Un team di ricercatori della NASA ha sviluppato una nuova lega metallica, la GRX-810, che è 1.000 volte più resistente di quelle attualmente presenti sul mercato. E il motivo per cui vogliamo raccontarlo oggi è perché, per realizzare questo progetto di ricerca, hanno utilizzato la stampa 3D. Hanno utilizzato la produzione additiva per disperdere uniformemente gli ossidi su nanoscala nella lega, fornendo migliori proprietà termiche e meccaniche. Si dice che il materiale sia in grado di resistere a temperature fino a 1093°C e potrebbe avere un impatto significativo sulla produzione di motori a razzo, tra gli altri.

La lega metallica è stata ottenuta rafforzando la dispersione di ossido, un metodo per diffondere piccole particelle di ossido in una matrice metallica per aumentarne la forza, la resistenza al calore e la duttilità. Nel caso della NASA, non è noto quale metallo sia stato originariamente utilizzato, ma il più delle volte questa tecnica utilizza leghe di nichel o ferro-alluminio. Va tenuto presente che la dispersione dell’ossido è solitamente un processo lungo e costoso. Tuttavia, affidandosi alla produzione additiva e alla modellazione termodinamica, sono stati in grado di ridurre significativamente questi tempi e costi e afferma di aver scoperto la composizione ottimale della lega in sole 30 simulazioni.

Crediti foto: NASA

Caratteristiche del GRX-810 della NASA

I ricercatori hanno utilizzato modelli computerizzati altamente accurati per determinare la composizione di GRX-810, in particolare per quanto riguarda la quantità di ossidi richiesta. Successivamente, hanno utilizzato la stampa 3D per iniettare uniformemente gli ossidi su scala nanometrica nel GRX-810. Questo metodo di dispersione ha permesso di produrre in modo rapido ed economico una lega durevole, più malleabile e resistente alle temperature estreme. Anche la sua resistenza è aumentata in modo significativo. In effetti, secondo il team, GRX-810 è 1.000 volte più resistente dei materiali sviluppati finora. Dale Hopkins, vicedirettore del progetto Transformational Tools and Technologies della NASA, ha aggiunto: “Questa svolta è rivoluzionaria per lo sviluppo dei materiali. Nuovi tipi di materiali più resistenti e leggeri sono fondamentali per l’obiettivo della NASA di cambiare il futuro del volo. In passato, un aumento della resistenza alla trazione era solito diminuire la capacità di un materiale di allungarsi e piegarsi prima di rompersi. Questo dimostra che la nostra nuova lega è straordinaria”.

Resta da vedere quale impatto potrebbe avere il GRX-810 sviluppato dalla NASA sull’industria aerospaziale. Potrebbe essere utilizzato nella produzione di motori aeronautici per ridurre il consumo di carburante grazie alla sua maggiore durata e resistenza termica. Si ridurrebbero anche i costi operativi e di manutenzione. Discutendo delle prestazioni della GRX-810, i team spiegano che la lega ha il doppio della resistenza alle fratture, tre volte e mezzo la flessibilità e 1.000 volte la durata sotto stress ad alta temperatura. Queste caratteristiche aprono sicuramente il campo di possibilità per l’industria aerospaziale!

Questo è solo il primo passo per la NASA, che mira a utilizzare la modellazione termodinamica e la produzione additiva per promuovere la creazione di materiali innovativi. Tim Smith, scienziato dei materiali presso il Glenn Research Center della NASA e tra gli inventori della nuova lega metallica, conclude:

“L’applicazione di questi due processi ha drasticamente accelerato il ritmo di sviluppo dei nostri materiali. Ora possiamo produrre nuovi materiali più velocemente e con prestazioni migliori rispetto a prima”.

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*Crediti foto di copertina: NASA