Comment la fabrication additive rend possibles des matériaux "impossibles"

La NASA est entrée dans l'histoire de l'aviation en 2014 avec les premier et deuxième vols réussis d'un avion propulsé par scramjet à des vitesses hypersoniques - Mach 5, soit cinq fois la vitesse du son. Nasa

J'ai parlé avec un entrepreneur AM il y a quelques jours. Je l'appellerai Bob. Le gars n'était pas seulement un cerveau mais amusant à qui parler. Quelqu'un qui riait beaucoup et appréciait manifestement ce qu'il faisait.

Le travail de Bob ? Construire des pièces impossibles à partir de matériaux tout aussi impossibles. Une petite recherche a révélé qu'il n'est pas le seul à emprunter la route "impossible". Et à cause de lui et de ses compagnons de voyage, AM, et des matériaux impossibles, le monde sera un endroit bien différent dans une décennie ou deux.

Les matériaux sont appelés métaux réfractaires. Des éléments élémentaires comme le tungstène, le molybdène et le niobium. Des métaux si solides, résistants et résistants à la chaleur qu'ils sont presque impossibles à usiner. Les imprimer, cependant, n'est apparemment pas un gros problème.

Je sais par expérience de première main à quel point ces matériaux sont merdiques à couper, car à l'époque, chaque morceau d'alliage à base de nickel, d'acier trempé ou de métal réfractaire qui entrait dans la porte était immédiatement acheminé vers ma machine. (Je ne pense pas que mon patron m'aimait.)

L'un d'eux était le tantale. Il a un point de fusion de 3 017 °C (5 463 °F), plus du double de celui de l'Inconel X750, un favori de l'industrie des moteurs à turbine à gaz. Je ne le savais pas à l'époque. Ce que je savais, c'est que nous avons perdu nos fesses au travail, car j'ai parcouru une demi-douzaine d'inserts sur chaque partie.

Bob, d'autre part, peut apparemment imprimer en 3D des pièces de turbine à partir de ces matériaux réfractaires avec une relative facilité. En fait, il m'en a montré quelques-uns. Ils sont beaux.

Pourquoi est-ce important ? Je ne suis pas ingénieur en turbine à gaz, mais je crois comprendre que plus vous pouvez en faire fonctionner une, plus elle devient efficace. C'est pourquoi les fabricants consacrent tant de temps et d'argent à découper des canaux de refroidissement dans les aubes de turbine. Cela leur permet de tourner plus vite et d'atteindre des températures plus élevées sans fondre. (De mauvaises choses se produisent lorsque les aubes de turbine fondent.) Mais avec AM, créer tous ces canaux de refroidissement est un jeu d'enfant, tout comme les géométries que des gens comme Bob n'ont pas encore imaginées.

Bob a un contrat avec la NASA. Ils travaillent sur le prochain scramjet. En cas de succès, il promet des vitesses de Mach 15, soit 11 509 mph. Imaginez voler de New York à Los Angeles en 12 minutes. Il n'y aurait guère de temps pour une bière, encore moins un sandwich.

Plus important encore, cela signifie que la réalisation de l'orbite terrestre deviendrait beaucoup moins chère, ce qui rapprocherait beaucoup plus les voyages spatiaux à faible coût de la réalité. Et ce n'est qu'une des nombreuses applications des métaux réfractaires.

Comme je l'ai dit, grâce à l'impression 3D, le monde pourrait bientôt être un endroit bien différent.