NASA，美国国家航空航天管理局（US National Aeronautics and Space Administration）开发了一种全新的金属3D印刷合金，专门为高性能航空航天系统使用。
结合强度和耐用性，GRX-810是加强氧化物色散（ODS）合金的一个例子：含有纳米级氧化物颗粒的金属。据报道，该材料可以承受超过1090°C（2000°F）的气候，同时比现有的航空合金更具延展性。
NASA打算将其最新的创新用于火箭发动机等系统的3D打印高温组件，声称它最终可以提高燃油效率并降低维护成本。该机构已经使用该合金打印了涡轮发动机燃烧器，这是一个旨在混合燃料和空气的整体零件。
NASA的转型工具和技术项目的副项目经理戴尔·霍普金斯（Dale Hopkins）表示：“纳米级氧化物颗粒传达了这种合金的令人难以置信的性能好处。”
GRX-810：一种奇迹合金？
由于外层空间的苛刻性质，美国宇航局的材料研发工作旨在在极端环境条件下增强机械性能。GRX-810是其中的缩影，因为它在当今许多主要合金（例如Inconel）上拥有“显着的性能改进”。
例如，在1090°C下，GRX-810具有裂缝耐药性的两倍，是延展性和延展性的三倍半，与“先进合金”相比，压力下的耐用性是压力下的1000倍以上。
“这一突破对于材料开发是革命性的。霍普金斯补充说：“新型更强大，更轻巧的材料起着关键作用，因为NASA旨在改变飞行的未来。”“以前，拉伸强度的增加通常会降低材料在破裂前伸展和弯曲的能力，这就是为什么我们的新合金非常出色的原因。”
一个新的合金开发过程
GRX-810令人印象深刻的特征融合在很大程度上是NASA的新合金开发过程。在这种情况下，将3D打印技术与热力学建模相结合，以实现材料的突破性性能。
ODS合金往往很难开发，因此NASA的研究人员最初不得不使用计算模型来微调GRX-810的组成。团队利用热力学建模来确定要组合哪种金属以及含量。然后，研究人员利用基于激光的3D打印来均匀地分散整个合金基质的纳米氧化物，这是提供温度抗性和强度特性的原因。
霍普金斯认为，ODS开发的过程通常需要数年，主要基于反复试验。研究人员利用计算建模和3D打印的新组合，将开发时间缩短到只有几周的问题。在GRX-810的情况下，热力学建模方法使NASA团队仅在30个模拟中发现了最佳合金组成。
“应用这两个过程大大加快了我们材料开发的速度。现在，我们可以比以前更快地生产新材料。
更广泛的航空航天部门对金属3D打印技术并不陌生。就在本月，推进系统制造商Aerojet Rocketdyne用过的3D打印以优化其反应控制系统的关键组成部分（RCS）Quad推进器借助Ntopology的设计软件。该公司的新空间发动机部分现在减轻了67％，同时还将推进器的整体生产成本降低了66％，以使更快，更可持续的月球勘探速度更快。
在其他地方，航空巨头波音最近公布了新的高通量用于生产和测试小卫星的3D打印设施。该设施占地100万平方英尺，位于世界上最大的El Segundo卫星工厂内，并将由波音公司的子公司提供动力千年空间系统。为了增加小型卫星的快速交付时间表，该设施将3D打印整个空间标志性的卫星总线，并有望在2022年底全面运行。
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特色图像显示了使用GRX-810在NASA Glenn印刷的涡轮发动机燃烧器3D。通过NASA照片。
