La nueva superaleación de la NASA: 1.000 veces más duradera, capaz de soportar el calor extremo e impresa en 3D
Quizás parezca una simple chapa, una bastante chula, todo sea dicho, con el escudo y las siglas de la NASA, pero lo que ves sobre estas líneas es algo más: una muestra de los avances de la agencia para producir la superaleación GRX-810, un nuevo material con el que espera dar un paso clave en la fabricación de piezas más resistentes para aviones y naves espaciales. Bazas no le falta, desde luego: GRX-810 puede soportar altísimas temperaturas y condiciones de pesadilla.
Nuevas aleaciones para nuevos horizontes.
¿Qué es la GRX-810? Una nueva superaleación. La NASA ya nos habló de ella hace más o menos un año, pero ahora un equipo de investigadores de la agencia y de la Universidad Estatal de Ohio han ido más allá para detallar sus características en la revista Nature. El título de su artículo destaca, ya de partida, la resistencia de la GRX-810: «Aleación imprimible en 3D diseñada para entornos extremos».
«GRX-810 es una aleación reforzada por dispersión de óxido. En otras palabras, diminutas partículas que contienen átomos de oxígeno repartidas por la aleación aumentan su resistencia», precisan desde la agencia antes de destacar el potencial de este tipo de materiales para la fabricación de piezas aeroespaciales.
¿Y cómo de resistente es? Manejar un par de comparativas ayuda a hacerse una idea. Las actuales superaleaciones de ultima generación con impresión 3D son capaces de soportar temperaturas de hasta 2.000 grados Fahrenheit (1.093ºC). La GRX-810 es dos veces más fuerte y resistente a la oxidación y más de mil veces más duradera. «Es un gran logro. En un futuro muy próximo puede que sea una de las patentes tecnológicas de mayor éxito que haya producido la NASA Glenn«, explica Dale Hopkins, del proyecto Transformational Tools and Technologies.
Esta pieza impresa en 3D en NASA Glenn es un ejemplo del tipo de componentes que pueden beneficiarse de la GRX-810.
¿Tenemos más datos? Sí. Cuando presentó su nuevo material, la NASA ya recalcaba que cuando se sometía a temperaturas extremas, de 1.093ºC, el GRX-810 mostraba un rendimiento que mejoraba de forma «notable» el otras aleaciones de última generación: el doble de resistencia a la fractura, una flexibilidad unas 3,5 veces superior para estirarse y curvarse antes de romperse y una durabilidad sorprendente, más de 1.000 superior bajo tensión y a altas temperaturas.
Más allá de sus diferentes facultades por separado, lo que destaca de la superaleación es la suma, la foto general. «Antes un aumento de la resistencia a la tracción solía reducir la capacidad de un material para estirarse y doblarse antes de romperse, por eso nuestra aleación es extraordinaria», celebraba Hopkins.
¿Cómo se fabrica? Con impresión 3D que —argumenta la NASA— permite mejorar la resistencia y durabilidad de los componentes y piezas que se usan en aviación y exploración espacial. Uno de los retos de las aleaciones reforzadas con dispersión de óxido para entornos extremos, como la GRX-810, es lo compleja y costosa que resulta su producción. En este caso los investigadores recurrieron a modelos computacionales e impresión 3D, lo que les permitió dispersar de forma uniforme los óxidos a nanoescala en toda la aleación. El resultado: «Propiedades mejoradas a altas temperaturas y un rendimiento duradero».
«Este proceso de fabricación resulta más eficiente, rentable y limpio que los métodos de fabricación convencionales», señala la agencia. El autor principal del artículo de Nature, Tim Smith, y su equipo usaron un proceso de impresión 3D láser que fusiona metales capa por capa hasta dar forma a la nueva aleación. Para demostrar los resultados del proceso fabricaron el logo que encabeza este artículo.
¿Por qué es importante? Por sus aplicaciones potenciales en la ingeniería aeroespacial, como recalca la propia NASA. Al fin y al cabo la carrera para explorar el espacio es también la carrera para desarrollar mejores tecnologías y materiales. «Esta superaleación tiene el potencial de mejorar drásticamente la resistencia y dureza de los componentes y las piezas utilizadas en la aviación y la exploración espacial”, reivindica Smith, del Centro de Investigación Gleen de la NASA.
Las nuevas aleaciones resultan interesantes para construir piezas aeroespaciales que tendrán que afrontar altas temperatura, como ocurre con las localizadas en los motores de aviones y cohetes. Las conocidas como ODS son capaces por ejemplo de soportar condiciones más duras antes de alcanzar su punto de ruptura.