La fabricación aditiva, más conocida como impresión 3D, ha encontrado un nuevo aliado en el desarrollo del GRX-810, una aleación metálica creada por la NASA. Hasta ahora, la producción de componentes para motores mediante esta técnica se veía limitada por la escasez de aleaciones metálicas asequibles capaces de soportar las extremas temperaturas del vuelo espacial. La única opción disponible era recurrir a aleaciones costosas, lo que restringía su uso en la industria aeroespacial y más allá.
El GRX-810, desarrollado en el Centro de Investigación Glenn de la NASA en Cleveland, Ohio, se compone principalmente de níquel, cobalto y cromo. Para mejorar su resistencia al calor y el rendimiento, se ha aplicado un recubrimiento de óxido cerámico a las partículas metálicas en polvo. Esta técnica, conocida como aleaciones fortalecidas por dispersión de óxido (ODS), representa un avance significativo, ya que la fabricación de estos polvos había sido históricamente complicada y costosa.
Innovaciones en la fabricación de aleaciones
La técnica de recubrimiento por dispersión avanzada desarrollada en el Centro Glenn utiliza un proceso de mezcla acústica resonante. Este método consiste en aplicar vibraciones rápidas a un contenedor que contiene el polvo metálico y partículas de nano-óxido, lo que permite cubrir uniformemente cada partícula metálica con el óxido, haciéndolas inseparables. Este enfoque innovador garantiza que incluso si una pieza fabricada se tritura y se reutiliza, el siguiente componente mantendrá las propiedades de la ODS.
Las ventajas del GRX-810 son notables: puede soportar temperaturas de hasta 2,000°F (aproximadamente 1,093°C) durante un año bajo cargas de estrés que harían que cualquier otra aleación asequible se agrietara en cuestión de horas. Además, la impresión 3D de piezas con este material permite la creación de formas más complejas en comparación con los métodos de fabricación tradicionales.
La empresa Elementum 3D, ubicada en Erie, Colorado, es la encargada de producir el GRX-810, ofreciendo cantidades que van desde pequeños lotes hasta más de una tonelada. La compañía tiene una licencia co-exclusiva para la aleación y el proceso de fabricación patentados por la NASA y continúa colaborando con la agencia bajo un Acuerdo de Acto Espacial para mejorar el material.
Como señaló Jeremy Iten, director técnico de Elementum 3D, «un material bajo estrés o una carga pesada a alta temperatura puede empezar a deformarse y estirarse casi como si fuera caramelo». Las pruebas iniciales realizadas en la producción a gran escala del GRX-810 mostraron que su vida útil es el doble de la del material producido en pequeños lotes, que ya era excepcional.
La industria espacial comercial y otros sectores, como la aviación, están evaluando el GRX-810 para aplicaciones adicionales. Por ejemplo, uno de los clientes de Elementum 3D, Vectoflow, está probando un sensor de flujo fabricado con GRX-810. Estos sensores son cruciales para monitorear la velocidad de los gases que fluyen a través de una turbina, ayudando a los ingenieros a optimizar el rendimiento del motor. Sin embargo, estos dispositivos pueden quemarse en minutos debido a las temperaturas extremas. Utilizar sensores de flujo de GRX-810 podría mejorar la eficiencia del combustible en aviones, reducir emisiones y disminuir la necesidad de reemplazos de hardware.
