Visualiser un avion et un vaisseau spatial plus durables, capables de résister à des températures exorbitantes et élevées, est une aspiration des industries aérospatiales depuis longtemps.
Aujourd’hui, une équipe d’ingénieurs et de chercheurs de la NASA a conçu un superalliage imprimé en 3D appelé GRX-810 spécifiquement destiné aux applications aérospatiales.
Une équipe de recherche dirigée par le Dr Tim Smith et Christopher Kantzos du Glenn Research Center de la NASA affirme que l’alliage démontre une durabilité et une résistance exceptionnelles, avec des températures de maintien supérieures à 2 000 degrés Fahrenheit et une durée de vie jusqu’à 2 500 fois plus longue que les alliages traditionnels.
Le matériau montre une composition précise et un contrôle de la microstructure
Pour s’adapter à l’évolution rapide de la technologie d’impression 3D laser, la NASA a développé un matériau présentant un contrôle précis de la composition et de la microstructure, ce qui le rend différent des approches conventionnelles.
Le superalliage a été amélioré avec une résistance aux dommages causés par l’oxydation et des caractéristiques de performance de premier ordre, promettant de révolutionner la technologie aérospatiale pour des composants d’avions et d’engins spatiaux plus durables et plus efficaces.
La NASA affirme que le GRX-810 est conçu pour des températures extrêmes et des conditions difficiles de vol aérien et spatial. Le matériau haute température imprimable en 3D améliore la durabilité et la résistance, ce qui le rend adapté aux applications aérospatiales telles que les injecteurs de moteurs de fusée à liquide, les chambres de combustion, les turbines et les composants à section chaude.
“Le GRX-810 représente un nouvel espace de conception d’alliages et une nouvelle technique de fabrication qui étaient impossibles il y a quelques années”, a noté le Dr Tim Smith, chercheur en matériaux à la NASA Glenn.
Modèle informatique et impression 3D laser fusionnés pour former un superalliage
Smith aux côtés de Christopher Kantzos, un collègue de Glenn, a déployé une méthode de modélisation informatique et d’impression 3D laser permettant de gagner du temps, combinant les métaux couche par couche. L’élément améliorant la résistance est dû aux minuscules particules comprenant des atomes d’oxygène qui se propagent dans tout l’alliage.
L’agence spatiale accorde désormais une licence pour sa technologie à quatre sociétés américaines, ce qui permettra à ces dernières de fabriquer et de commercialiser le GRX-810 auprès des fabricants d’équipements d’avions et de fusées ainsi que de l’ensemble de la chaîne d’approvisionnement.
Les quatre titulaires de licence co-exclusifs de la NASA sont : Carpenter Technology Corporation de Reading, Pennsylvanie, Elementum 3D, Inc. d’Erie, Colorado, Linde Advanced Material Technologies, Inc. d’Indianapolis, Powder Alloy Corporation de Loveland, Ohio.
“La NASA investit l’argent des contribuables dans la recherche qui démontre un bénéfice direct pour les États-Unis et transfère ses technologies à l’industrie en accordant des licences sur ses brevets”, a déclaré Amy Hiltabidel, responsable des licences au Glenn Research Center de la NASA à Cleveland.
“L’adoption de cet alliage mènera à une exploration aéronautique et spatiale plus durable”, a déclaré Dale Hopkins, chef de projet adjoint du projet Transformational Tools and Technologies de la NASA.
“En effet, les composants du moteur à réaction et de la fusée fabriqués à partir du GRX-810 réduiront les coûts d’exploitation en durant plus longtemps et en améliorant le rendement énergétique global.”
Des équipes de Glenn, du centre de recherche Ames de la NASA, de l’université d’État de l’Ohio et du Marshall Space Flight Center de la NASA ont récemment mené des tests impliquant les pièces du moteur de fusée imprimées en 3D avec le nouveau matériau.
La déclaration de la NASA indique que les licences de brevet et d’autres mécanismes permettent à l’agence de développer plus de 2 000 technologies que les entreprises pourront développer en produits et solutions soutenant l’économie américaine.
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