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GRX-810超级合金，是3D打印行业近几年开发的最重要的材料之一，它由NASA格伦研究中心于2022年首次推出，并于2024年投入商用。
该材料的关键开发人员蒂姆·史密斯，因推动这款材料从概念阶段发展成为完全商业化的产品，而荣获美国宇航局年度商业发明奖。
3D打印技术参考注意到，蒂姆·史密斯于近日首次解释了该材料为什么如此重要，并透露NASA正在针对该材料拓展更多3D打印工艺，这预示着GRX-810将会有更广泛的应用。
➡️ GRX-810的开发背景
史密斯提到，Nasa格伦研究中心的工程师大约在七八年前，曾希望利用3D打印技术来制造喷气式涡轮发动机燃烧室穹顶的新结构。问题在于，它必须在约1100摄氏度的极高温度下运行。
但是，他们使用当时市面上已有的高温合金3D打印出来的部件，都在测试中失效。于是他们找到材料研究人员，询问是否可以买到其他能够承受高温的3D打印材料。
史密斯团队告知没有，同时萌生了开发能够用于3D打印的新型高温合金的想法。这便是该材料研发的开端，最终催生了GRX-810合金的诞生。
➡️ 性能表现让开发人员意外
对于该材料是否容易打印，史密斯表示GRX-810只是在原料中添加了纳米氧化物，使用常规参数、甚至不需要加热底板就可以打印，而且材料密度高，性能强悍。
让研究团队意外的是，该材料的抗蠕变性能同样突出。之前的ODS合金预期寿命约为80-100小时，这已经是普通高温合金寿命的五倍，而GRX-810的使用寿命达到了6000小时甚至更长。
这远远超出了研究人员的预期。过去几年，他们一直在努力探究其性能提升如此显著的原因。
史密斯提到，“这是一种非常神奇的合金，我们仍在不断了解它的新特性。早期型号的成分几乎完全符合预期。每当我们试图改变成分时，通常只会适得其反，这种合金的研发过程非常有趣。”
这些性能表现不仅吸引了航空航天领域的用户，能够用于航空航天发动机燃烧室超高温抗氧化零件，同时也收到了来自汽车领域的咨询，例如它可以用于制造F1赛车的涡轮增压器、高温测试夹具、温度探头、腐蚀性环境仪器等极端应用场景。
➡️ 拓展多种3D打印工艺制造GRX-810
目前，GRX-810已完全适配激光粉末床熔融3D打印工艺，但史密斯透露NASA正在拓展更多其他工艺来制造该材料。
其指出，LPBF是当前具有最高技术成熟度的3D打印工艺，但其打印尺寸、打印效率均有限，如果需要快速制造大型物件，激光粉末床熔融工艺可能并非最佳选择。
而且，该研究团队还收到了采购GRX-810板材的行业咨询，但史密斯指出它是一种完全用于3D打印的合金，只能通过增材制造技术生产，这也是他们希望探索其他具有更高沉积速率的增材制造技术的原因。
笔者查询到，NASA正在探索使用能量沉积丝材和冷喷涂技术3D打印GRX-810的方法。
史密斯指出，他们已经采用丝材3D打印了一些 GRX-810 部件，但并未指出使用的激光还是电弧。同时，笔者认为采用激光的可能性更高。
此外，笔者从其他渠道还查询到，犹他大学、宾夕法尼亚州立大学和Elementum 3D公司获得了NASA小型企业技术转移 (STTR) 第一阶段拨款，用于开发GRX-810的冷喷涂增材制造技术。
无论是基于丝材的激光或电弧能量沉积，还是使用冷喷涂，这些技术都能够以更高的速度3D打印更大尺寸的零件。
最后， 笔者于近期还注意到一条信息，国内有企业发布消息称，已经成功研发出国产版的GRX-810合金粉末。
注：本文由3D打印技术参考创作，未经授权，谢绝转载。
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