2022年4月，美國國家航空航天局 ( NASA ) 開發了一種全新的適合金屬3D打印的合金，專門用于高性能航空航天領域。他們研發的材料為GRX-810，GRX-810同時兼具高強度和耐用性，是一種通過納米級氧化物分散強化 (ODS) 的合金。這種材料可以承受超過1090°C (2000°F) 的溫度，比現有的航空航天合金更具延展性。NASA 打算利用其最新的創新制造技術為火箭發動機等系統3D打印高溫部件，此舉可以提高燃油效率并降低維護成本。NASA已經使用這種合金來3D打印了渦輪發動機燃燒器，這是一個可用于混合燃料和空氣的整體部件。

 納米級氧化物顆粒賦予了合金令人難以置信的性能優勢。——NASA技術項目副項目經理 Dale Hopkins

△使用 GRX-810 打印的渦輪發動機燃燒器 。照片來自美國國家航空航天局。

  GRX-810：一種神奇的合金？
      由于大氣層外的環境十分嚴峻，NASA 的材料研發工作目標是在極端環境條件下提高零件的機械性能。GRX-810就是NASA實現這一目標過程中邁出的重要一步，因為它比當今許多領先的合金（例如因科鎳合金）具有更多的性能優勢。例如，在1090°C 時，與“最先進的合金”相比，GRX-810 具有其兩倍的抗斷裂性、三倍半的延展性，以及超過1,000 倍的應力耐久性。
        Dale Hopkins指出，這一突破對于材料開發來是革命性的。在不斷提高飛行技術和飛行能力的過程中，新型的更堅固、更輕的材料發揮著關鍵作用。曾經，拉伸強度的增加通常會降低材料在斷裂前的拉伸和彎曲能力，而GRX-810正好解決了這個問題。

一種新的合金開發工藝
        GRX-810的綜合特性在很大程度上歸功于NASA的新合金開發過程。他們使用了3D打印技術與熱力學建模相結合，實現了材料的突破性性能。
ODS合金的開發往往既困難又昂貴，因此NASA的研究人員最初不得不使用計算模型微調GRX-810的成分。該團隊利用熱力學建模準確確定要結合的金屬以及數量。然后，研究人員利用基于激光的3D打印將納米級氧化物均勻地分散在整個合金基體中，從而提供耐溫性和強度特性。

“應用這兩種工藝大大加快了我們材料開發的速度。我們現在可以比以前更快、性能更好地生產新材料。”——美國宇航局克利夫蘭格倫研究中心的材料研究科學家Tim Smith。

△美國宇航局格倫研究中心。照片來自美國國家航空航天局。
   金屬3D打印技術已經廣泛應用于航空航天領域
●在2022年4月，推進系統制造商Aerojet Rocketdyne在nTopology的設計軟件的幫助下，使用3D打印優化其反應控制系統(RCS) 四推進器的關鍵部件。該公司的新太空發動機部件現在重量減輕了67%，同時還將推進器的總體生產成本降低了66%，以實現更快、更可持續的月球探索。
●航空航天巨頭波音公司最近推出了一個新的高通量3D打印設備，用于生產和測試小型衛星。此設備占地100萬平方英尺，位于 El Segundo 世界上最大的衛星工廠內，將由波音的子公司Millennium Space Systems提供動力。為了加快小型衛星的交付時間，此設備將3D打印整個符合太空要求的衛星巴士，預計將于2022年底全面投入運營。

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