Il metallo stampato dalla NASA dura fino a un anno a oltre 1.000 °C e promette di rivoluzionare l’industria aerospaziale

L’agenzia spaziale statunitense, la NASA (National Aeronautics and Space Administration) ha raggiunto l’ennesimo traguardo incredibile che potrebbe rivoluzionare l’industria aerospaziale ma non solo.

Infatti finora nessuno era stato in grado di produrre, tramite stampa 3D, componenti per motori con caratteristiche idonee per essere utilizzati nelle missioni spaziali, con costi non troppo esosi.

Durante i voli spaziali i vari componenti delle navicelle devono essere in grado di resistere a temperature estreme e fino ad oggi non esistevano leghe metalliche economiche con resistenze sufficienti. Ora però i ricercatori del Glenn Research Center della NASA, a Cleveland, in Ohio, hanno sviluppato la nuova lega GRX-810 che cambierà tutto.

Una nuova lega economica e dalle mille risorse

La lega GRX-810 ha come principali metalli il nichel, il cobalto e il cromo. Inoltre alle particelle di polvere metallica è stato applicato un rivestimento ceramico a base di ossidi che ne aumenta la resistenza al calore e ne migliora le prestazioni.

Questa tipologia di leghe, note come leghe ODS (Oxide Dispersion Strengthened), rinforzate tramite dispersione di ossidi, erano note già in precedenza ma erano difficili da produrre a costi ragionevoli.

Ora però nel Glenn Research Center è stata sviluppata una tecnica avanzata di rivestimento a dispersione detta “miscelazione acustica risonante”. In pratica viene applicata una vibrazione molto rapida ad un contenitore pieno di polvere metallica e nanoparticelle di ossido.

In questo modo l’ossido riesce a ricoprire in modo uniforme ogni particella metallica divenendo così inseparabili. Grazie a questa tecnica, anche se un componente venisse nuovamente ridotto in polvere per altri utilizzi successivi, manterrebbe comunque le proprietà delle leghe ODS.

Ma come mai queste leghe sono così importanti?

Innanzitutto la lega GRX-810 così prodotta è in grado di resistere fino a un anno a una temperatura di 2.000 °F, ovvero oltre i 1.000 °C, sotto carichi di stress che farebbero incrinare qualsiasi altra lega economica nel giro di poche ore. Inoltre la produzione additiva, comunemente nota come stampa 3D, consente la realizzazione di forme più complesse rispetto ai pezzi metallici prodotti con metodi tradizionali.

Viste le incredibili potenzialità di questo materiale, se ne stanno interessando adesso svariati settori come quello spaziale commerciale e l’aviazione. Siamo al momento in una fase di test per applicazioni aggiuntive, ad esempio l’azienda Vectoflow sta sperimentando un sensore di flusso un GRX-810.

I sensori di flusso servono a monitorare la velocità dei gas che scorrono attraverso una turbina, aiutando gli ingegneri a ottimizzare le prestazioni dei motori. Questi gas però raggiungono temperature estreme e potrebbero bruciare i sensori in pochi minuti. L’utilizzo di GRX-810 per svolgere questa funzione potrebbe migliorare l’efficienza del carburante degli aerei, riducendone le emissioni e diminuendo le sostituzioni dei componenti.

Al momento Elementum 3D è la società che detiene una licenza co-esclusiva per questa lega progettata dalla NASA e per il relativo processo di produzione. L’azienda ha sede a Erie, in Colorado, e oltre a collaborare attivamente con l’agenzia spaziale americana attraverso uno Space Act Agreement per migliorare ulteriormente il materiale, produce GRX-810 per i clienti esterni in quantità che vanno da piccoli lotti fino a oltre una tonnellata.

Questa collaborazione tra industria privata e NASA sta guidando sviluppi tecnologici che risultano reciprocamente vantaggiosi sia per l’agenzia che per l’economia spaziale americana.