Как аддитивное производство делает возможными «невозможные» материалы

НАСА вошло в историю авиации в 2014 году, осуществив первый и второй успешные полеты самолета с прямоточным воздушно-реактивным двигателем на гиперзвуковой скорости — 5 Маха, что в пять раз превышает скорость звука. НАСА

Несколько дней назад я разговаривал с предпринимателем AM. Я назову его Боб. Этот парень был не только умным, но и интересным в общении. Кто-то, кто много смеялся и явно получал удовольствие от того, что делал.

Работа Боба? Создание невозможных деталей из одинаково невозможных материалов. Небольшое исследование показало, что он не единственный, кто идет по «невозможному» пути. И благодаря ему, его попутчикам, АМ и невозможным материалам мир через десятилетие или два станет совсем другим.

Эти материалы называются тугоплавкими металлами. Элементарные вещества, такие как вольфрам, молибден и ниобий. Металлы настолько прочные, прочные и термостойкие, что их практически невозможно обрабатывать на станке. Однако распечатать их, казалось бы, не составляет большого труда.

Я знаю по собственному опыту, насколько дрянно резать эти материалы, потому что раньше каждый кусочек сплава на основе никеля, закаленной стали или тугоплавкого металла, попадавший в дверь, немедленно перекачивался на мою машину. (Я не думаю, что мой босс любил меня.)

Одним из них был тантал. Его температура плавления составляет 3017°C (5463°F), что более чем в два раза выше, чем у Inconel X750, фаворита в индустрии газотурбинных двигателей. В то время я этого не знал. Что я действительно знал, так это то, что мы потеряли интерес к работе, потому что я сделал полдюжины вставок в каждой детали.

Боб, с другой стороны, по-видимому, может относительно легко печатать детали турбины на 3D-принтере из таких огнеупорных материалов. Более того, он показал мне некоторые из них. Они красивы.

Почему это важно? Я не инженер по газовым турбинам, но я понимаю, что чем горячее вы можете их запустить, тем более эффективными они станут. Вот почему производители тратят так много времени и денег на вырезание каналов охлаждения в лопатках турбин. Это позволяет им вращаться быстрее и достигать более высоких температур без плавления. (Плохие вещи случаются, когда лопатки турбины плавятся.) Но с помощью AM создание всех этих охлаждающих каналов становится проще простого, как и геометрии, о которых людям вроде Боба еще только предстоит придумать.

У Боба есть контракт с НАСА. Они работают над следующим ГПВРД. В случае успеха он обещает скорость 15 Маха или 11 509 миль в час. Представьте себе, что вы летите из Нью-Йорка в Лос-Анджелес за 12 минут. На пиво, не говоря уже о сэндвиче, времени почти не оставалось.

Что еще более важно, это означает, что выход на околоземную орбиту станет намного дешевле, что сделает недорогие космические путешествия намного ближе к реальности. И это лишь одно из многих применений тугоплавких металлов.

Как я уже сказал, благодаря 3D-печати мир скоро может стать совсем другим.