Nuevo material de la NASA construido para soportar condiciones extremas.

La NASA desarrolla el "metal revolucionario" GRX-810, que es 1.000 veces  m谩s duradero que los que usa actualmente

Los innovadores de la NASA desarrollaron recientemente una nueva aleaci贸n de metal mediante un proceso de impresi贸n 3D que mejora dr谩sticamente la resistencia y la durabilidad de los componentes y las piezas que se utilizan en la aviaci贸n y la exploraci贸n espacial, lo que da como resultado un rendimiento mejor y m谩s duradero.

NASA Alloy GRX-810, una aleaci贸n reforzada con dispersi贸n de 贸xido (ODS), puede soportar temperaturas de m谩s de 2000 grados Fahrenheit, es m谩s maleable y puede sobrevivir m谩s de 1000 veces m谩s que las aleaciones de 煤ltima generaci贸n existentes. Estas nuevas aleaciones se pueden usar para construir piezas aeroespaciales para aplicaciones de alta temperatura, como las que se encuentran dentro de los motores de aviones y cohetes, porque las aleaciones ODS pueden soportar condiciones m谩s duras antes de alcanzar su punto de ruptura.

鈥淟as part铆culas de 贸xido a nanoescala transmiten los incre铆bles beneficios de rendimiento de esta aleaci贸n鈥, dijo Dale Hopkins, subdirector de proyectos del proyecto Transformational Tools and Technologies de la NASA.

Es desafiante y costoso producir aleaciones ODS para estos entornos extremos. Para desarrollar NASA Alloy GRX-810, los investigadores de la agencia utilizaron modelos computacionales para determinar la composici贸n de la aleaci贸n. Luego, el equipo aprovech贸 la impresi贸n 3D para dispersar uniformemente los 贸xidos a nanoescala en toda la aleaci贸n, lo que proporciona propiedades mejoradas a altas temperaturas y un rendimiento duradero. Este proceso de fabricaci贸n es m谩s eficiente, rentable y m谩s limpio que los m茅todos de fabricaci贸n convencionales.

Impactos y Beneficios

Estas aleaciones tienen importantes implicaciones para el futuro del vuelo sostenible. Por ejemplo, cuando se usa en un motor a reacci贸n, la temperatura m谩s alta de la aleaci贸n y la mayor capacidad de durabilidad se traducen en una reducci贸n del consumo de combustible y menores costos de operaci贸n y mantenimiento.

Esta aleaci贸n tambi茅n ofrece a los dise帽adores de piezas de motor nuevas flexibilidades, como materiales m谩s ligeros combinados con grandes mejoras en el rendimiento. Los dise帽adores ahora pueden contemplar compensaciones que antes no pod铆an considerar, sin sacrificar el rendimiento.

Desempe帽o innovador: una revoluci贸n en el desarrollo de materiales

Las nuevas aleaciones de la NASA ofrecen propiedades mec谩nicas mejoradas a temperaturas extremas. A 2000 掳F, GRX-810 muestra notables mejoras de rendimiento con respecto a las aleaciones de 煤ltima generaci贸n actuales, que incluyen:

  • El doble de fuerza para resistir la fractura
  • Tres veces y media la flexibilidad para estirarse/doblarse antes de fracturarse
  • M谩s de 1000 veces la durabilidad bajo tensi贸n a altas temperaturas

鈥淓ste avance es revolucionario para el desarrollo de materiales. Los nuevos tipos de materiales m谩s fuertes y livianos juegan un papel clave en el objetivo de la NASA de cambiar el futuro de los vuelos鈥, dijo Hopkins. 芦Anteriormente, un aumento en la resistencia a la tracci贸n generalmente disminu铆a la capacidad de un material para estirarse y doblarse antes de romperse, raz贸n por la cual nuestra nueva aleaci贸n es notable禄.

Descubrimiento/Desarrollo: acoplamiento de la fabricaci贸n aditiva con el modelado de materiales

El equipo aplic贸 el modelado termodin谩mico y aprovech贸 la impresi贸n 3D para desarrollar la nueva aleaci贸n de alta temperatura que ofreci贸 este rendimiento innovador. 

鈥淟a aplicaci贸n de estos dos procesos ha acelerado dr谩sticamente la tasa de desarrollo de nuestros materiales.聽Ahora podemos producir nuevos materiales m谩s r谩pido y con un mejor rendimiento que antes鈥, dijo Tim Smith, cient铆fico investigador de materiales en el Centro de聽Investigaci贸n Glenn de la NASA聽en Cleveland y uno de los inventores de esta nueva aleaci贸n.

芦Lo que sol铆a tomar a帽os a trav茅s de un proceso de prueba y error, ahora toma semanas o meses hacer descubrimientos禄, agreg贸 Hopkins.

Usando el modelado termodin谩mico, una de las muchas herramientas computacionales discutidas dentro del Estudio de Visi贸n 2040 de la NASA, el equipo descubri贸 la composici贸n 贸ptima de la aleaci贸n despu茅s de solo 30 simulaciones.

Esta herramienta de modelado produce resultados en mucho menos tiempo y con costos m谩s bajos que los procesos tradicionales de prueba y error. La herramienta tambi茅n evita callejones sin salida al mostrar a los investigadores no solo qu茅 tipos de metales incorporar, sino tambi茅n cu谩nto de cada elemento infundir en la composici贸n. 鈥淓l desempe帽o de esta aleaci贸n demuestra claramente la madurez de la herramienta de modelado y la capacidad de producir resultados significativos鈥, dijo Steve Arnold, l铆der de disciplina t茅cnica de materiales y estructuras en NASA Glenn.

Esta nueva aleaci贸n es solo un ejemplo de c贸mo el聽proyecto Transformational Tools and Technologies聽ofrece soluciones innovadoras a trav茅s de investigaci贸n fundamental y herramientas transversales.聽Mire聽el seminario web Aleaciones de fabricaci贸n aditiva para aplicaciones de alta temperatura de la NASA聽para obtener m谩s informaci贸n sobre los detalles t茅cnicos de esta innovaci贸n y c贸mo la tecnolog铆a de la NASA est谩 disponible para la industria y otras organizaciones.

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