Cómo la fabricación aditiva hace posibles los materiales "imposibles"

La NASA hizo historia en la aviación en 2014 con el primer y segundo vuelo exitoso de un avión propulsado por scramjet a velocidades hipersónicas: Mach 5, o cinco veces la velocidad del sonido. NASA

Hablé con un empresario de AM hace unos días. Lo llamaré Bob. El tipo no solo era un cerebrito, sino que también era divertido hablar con él. Alguien que se reía mucho y claramente disfrutaba lo que estaba haciendo.

¿El trabajo de Bob? Construir partes imposibles a partir de materiales igualmente imposibles. Un poco de investigación reveló que él no es el único que viaja por el camino "imposible". Y gracias a él y sus compañeros de viaje, AM y materiales imposibles, el mundo será un lugar muy diferente en una década o dos.

Los materiales se llaman metales refractarios. Cosas elementales como tungsteno, molibdeno y niobio. Metales tan fuertes, duros y resistentes al calor que son casi imposibles de mecanizar. Imprimirlos, sin embargo, aparentemente no es gran cosa.

Sé por experiencia propia lo malos que son para cortar estos materiales, porque en el pasado cada trozo de aleación a base de níquel, acero endurecido o metal refractario que entraba por la puerta se transportaba inmediatamente a mi máquina. (No creo que le agradara a mi jefe).

Uno de estos fue el tantalio. Tiene un punto de fusión de 3017 °C (5463 °F), más del doble que el Inconel X750, un favorito de la industria de motores de turbina de gas. Yo no sabía eso en ese momento. Lo que sí sabía es que perdimos nuestro trasero en el trabajo, porque pasé por media docena de inserciones en cada parte.

Bob, por otro lado, aparentemente puede imprimir piezas de turbinas en 3D con materiales refractarios con relativa facilidad. De hecho, me mostró algunos de ellos. Son hermosos.

¿Por qué es eso importante? No soy ingeniero de turbinas de gas, pero tengo entendido que cuanto más caliente puede hacer funcionar una, más eficiente se vuelve. Esta es la razón por la que los fabricantes dedican tanto tiempo y dinero a cortar canales de refrigeración en los álabes de las turbinas. Les permite girar más rápido y alcanzar temperaturas más altas sin derretirse. (Suceden cosas malas cuando las palas de las turbinas se derriten.) Pero con AM, hacer todos esos canales de enfriamiento es pan comido, al igual que las geometrías que la gente como Bob todavía tiene que soñar.

Bob tiene un contrato con la NASA. Están trabajando en el próximo scramjet. Si tiene éxito, promete velocidades de Mach 15 o 11,509 mph. Imagina volar de Nueva York a Los Ángeles en 12 minutos. Apenas habría tiempo para una cerveza, y mucho menos para un bocadillo.

Más importante aún, significa que lograr la órbita terrestre sería mucho más barato, acercando mucho más los viajes espaciales de bajo costo a la realidad. Y esa es solo una de las muchas aplicaciones de los metales refractarios.

Como dije, gracias a la impresión 3D, el mundo pronto podría ser un lugar muy diferente.