Impression 3D laser sur une poudre métallique GRX-810 (crédits photo : NASA)
Quand on sait que l’aérospatiale compte parmi les trois secteurs qui tirent le plus parti de la fabrication additive avec l’automobile et le médical, il n’est guère étonnant que son représentant le plus célèbre, la NASA, considère très sérieusement cette technologie pour relever ses défis. Conscient des nombreux atouts de cette méthode par rapport aux techniques traditionnelles, comme sa capacité à alléger drastiquement le poids de ses composants, réduire les délais de fabrication, ou fabriquer in situ un large éventail de matériaux, l’Agence Spatiale américaine mise sur l’impression 3D pour un grand nombre d’applications.
Illustrant cela, pour faire avancer ses objectifs d’exploration à long terme, la NASA a dédié ses deux nouveaux instituts de recherche sur les technologies spatiales (IRTS) à cette technologie. Tandis que l’un est entièrement dédié à sa compréhension, l’autre se concentre sur la certification rapide des pièces métalliques élaborées à l’aide des technologies de fabrication additive.
Confirmant ses travaux en impression 3D métal initié il y a deux ans sur un nouvel alliage plus résistant et durable, pensé pour des applications aérospatiales exigeantes, la NASA vient d’accorder plusieurs licences pour ce matériau. Présenté comme révolutionnaire, ce superalliage appelé GRX-810, représenterait une avancée considérable pour l’industrie aérospatiale.
Pensé pour répondre aux conditions extrêmes auxquelles sont soumises les fusées, cet alliage imprimable en 3D est capable de résister à des températures de 2 000 degrés Fahrenheit, soit un peu plus de 1 090 degrés Celsius. Des propriétés impressionnantes qui permettront la construction de certaines parties spécifiques à forte contrainte d’une fusée, comme des chambres de combustions, des injecteurs de moteur, des turbines, ou encore des tuyères.
« Le GRX-810 est un matériau haute température imprimable en 3D qui permettra de créer des pièces d’avions et d’engins spatiaux plus solides et plus durables, capables de résister à davantage de dégâts avant d’atteindre leur point de rupture. » précise la NASA.
« les composants des moteurs à réaction et des fusées fabriqués à partir du GRX-810 réduiront les coûts d’exploitation en durant plus longtemps et en améliorant le rendement énergétique global »
Pièce imprimée à partir du superalliage GRX-810 (crédits photo : NASA)
Pour cet alliage, la NASA a récemment accordé des licences co-exclusives à quatre sociétés américaines de renom : Carpenter Technology Corporation, Elementum 3D, Inc., Linde Advanced Material Technologies, Inc. et Powder Alloy Corporation. Une pratique qui selon le géant du spatial profite à l’économie américaine en termes de retour sur investissement pour les contribuables. « La NASA investit l’argent des contribuables dans des recherches qui démontrent un bénéfice direct pour les États-Unis et transfère ses technologies à l’industrie en accordant des licences sur ses brevets« , a commenté Amy Hiltabidel, responsable des licences au Glenn Research Center de la NASA à Cleveland.
Bien sûr, la forte résistance de ce matériau à la chaleur n’est pas son seul atout. Comparé à des alliages classiques, le GRX-810 affiche également une durabilité et une solidité 2 500 fois supérieure. Une résistance dont la NASA explique qu’elle est obtenue grâce à la fabrication additive par fusion laser. En effet, le fait de superposer les couches de métal permet à ce que de minuscules particules composées d’atomes d’oxygène viennent s’immiscer dans l’alliage, ce qui confère une très grande résistance à la pièce finale.
Chef de projet adjoint du projet Transformational Tools and Technologies de la NASA, Dale Hopkins estime que le GRX-810 aura un impact significatif sur les futures missions spatiales. D’importantes réductions de coûts, ainsi que des gains des performances jamais vus pourront être obtenus grâce à celui-ci. « L’adoption de cet alliage mènera à une exploration aéronautique et spatiale plus durable. En effet, les composants des moteurs à réaction et des fusées fabriqués à partir du GRX-810 réduiront les coûts d’exploitation en durant plus longtemps et en améliorant le rendement énergétique global », a déclaré Dale Hopkins .
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