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GRX-810超級合金，是3D打印行業近幾年開發的最重要的材料之一，它由NASA格倫研究中心于2022年首次推出，并于2024年投入商用。
該材料的關鍵開發人員蒂姆·史密斯，因推動這款材料從概念階段發展成為完全商業化的產品，而榮獲美國宇航局年度商業發明獎。
3D打印技術參考注意到，蒂姆·史密斯于近日首次解釋了該材料為什么如此重要，并透露NASA正在針對該材料拓展更多3D打印工藝，這預示著GRX-810將會有更廣泛的應用。
?? GRX-810的開發背景
史密斯提到，Nasa格倫研究中心的工程師大約在七八年前，曾希望利用3D打印技術來制造噴氣式渦輪發動機燃燒室穹頂的新結構。問題在于，它必須在約1100攝氏度的極高溫度下運行。
但是，他們使用當時市面上已有的高溫合金3D打印出來的部件，都在測試中失效。于是他們找到材料研究人員，詢問是否可以買到其他能夠承受高溫的3D打印材料。
史密斯團隊告知沒有，同時萌生了開發能夠用于3D打印的新型高溫合金的想法。這便是該材料研發的開端，最終催生了GRX-810合金的誕生。
?? 性能表現讓開發人員意外
對于該材料是否容易打印，史密斯表示GRX-810只是在原料中添加了納米氧化物，使用常規參數、甚至不需要加熱底板就可以打印，而且材料密度高，性能強悍。
讓研究團隊意外的是，該材料的抗蠕變性能同樣突出。之前的ODS合金預期壽命約為80-100小時，這已經是普通高溫合金壽命的五倍，而GRX-810的使用壽命達到了6000小時甚至更長。
這遠遠超出了研究人員的預期。過去幾年，他們一直在努力探究其性能提升如此顯著的原因。
史密斯提到，“這是一種非常神奇的合金，我們仍在不斷了解它的新特性。早期型號的成分幾乎完全符合預期。每當我們試圖改變成分時，通常只會適得其反，這種合金的研發過程非常有趣。”
這些性能表現不僅吸引了航空航天領域的用戶，能夠用于航空航天發動機燃燒室超高溫抗氧化零件，同時也收到了來自汽車領域的咨詢，例如它可以用于制造F1賽車的渦輪增壓器、高溫測試夾具、溫度探頭、腐蝕性環境儀器等極端應用場景。
?? 拓展多種3D打印工藝制造GRX-810
目前，GRX-810已完全適配激光粉末床熔融3D打印工藝，但史密斯透露NASA正在拓展更多其他工藝來制造該材料。
其指出，LPBF是當前具有最高技術成熟度的3D打印工藝，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，激光粉末床熔融工藝可能并非最佳選擇。
而且，該研究團隊還收到了采購GRX-810板材的行業咨詢，但史密斯指出它是一種完全用于3D打印的合金，只能通過增材制造技術生產，這也是他們希望探索其他具有更高沉積速率的增材制造技術的原因。
筆者查詢到，NASA正在探索使用能量沉積絲材和冷噴涂技術3D打印GRX-810的方法。
史密斯指出，他們已經采用絲材3D打印了一些 GRX-810 部件，但并未指出使用的激光還是電弧。同時，筆者認為采用激光的可能性更高。
此外，筆者從其他渠道還查詢到，猶他大學、賓夕法尼亞州立大學和Elementum 3D公司獲得了NASA小型企業技術轉移 (STTR) 第一階段撥款，用于開發GRX-810的冷噴涂增材制造技術。
無論是基于絲材的激光或電弧能量沉積，還是使用冷噴涂，這些技術都能夠以更高的速度3D打印更大尺寸的零件。
最后， 筆者于近期還注意到一條信息，國內有企業發布消息稱，已經成功研發出國產版的GRX-810合金粉末。
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