NASA與格倫研究中心(GRC)、馬歇爾太空飛行中心(MSFC)合作開發(fā)出一種具有高導電性的高強銅合金GRCop-42,并采用粉末床熔融(PBF)增材制造技術成功打印出接近全致密的GRCop-42構件,可實現(xiàn)高溫環(huán)境下不易變形。
從2014年到2017年,NASA完成了全致密GRCop-84銅合金燃料膜冷卻燃燒室粉末床增材制造技術開發(fā),用于低成本的上面級推進液氧甲烷火箭發(fā)動機,并于2016年和2017年在馬歇爾太空飛行中心進行數(shù)次成功的熱點火試驗。在此基礎上,NASA進一步開發(fā)GRCop-42銅合金及其增材制造技術,這種材料可在保持強度不變的情況下實現(xiàn)更高的導熱系數(shù)。
NASA在Concept Laser M2增材制造設備上完成了GRCop-42增材制造工藝和參數(shù)的開發(fā),該設備也曾用于GRCop-84開發(fā),并且已證明適用于銅合金。根據(jù)NASA的數(shù)據(jù),2018年初研究人員對42個參數(shù)進行了初步試驗,對GRCop-42制造的燃油噴射器面板和燃燒室內襯等部件進行了測試,并發(fā)現(xiàn)GRCop-42部件性能與傳統(tǒng)制造技術相當甚至更優(yōu)。這項研究證明了GRCop-42是一種易于實現(xiàn)增材制造的合金材料,可以制成全致密部件,具有一致的性能,且生產效率高于GRCop-84,制造周期可縮短20%。
下一步將對上述研究中已建立的標稱參數(shù)集進行廣泛測試,將使用不同批次的粉末制造大型構件,在驗證參數(shù)集的同時,排除任何其他外部影響因素,如構建位置、材料批次或供應商等。