Un UFO nella galassia dei materiali spaziali. Le caratteristiche fisiche del GRX-810, una “lega rinforzata” sviluppata da un team della National Space Administration (Nasa) e della Ohio State University, sono sufficienti a far venire le vertigini. Secondo l’agenzia spaziale, questo materiale mostrerebbe una durata e una resistenza tali da poter durare 2.500 volte di più rispetto ad altri concorrenti sul mercato. “Questa nuova lega è un risultato importante”, ha affermato Dale Hopkins, vice project manager del progetto Transformational Tools and Technologies, un programma di ricerca e sviluppo della NASA all’avanguardia, in un comunicato stampa diffuso a maggio.
Due anni dopo la sua scoperta, la NASA, detentrice dei brevetti, ha autorizzato quattro società nel maggio 2024 a produrre e commercializzare GRX-810. I licenziatari coesclusivi sono le società americane Carpenter Technology Corporation, Elementum 3D, Linde Advanced Material Technologies e Powder Alloy Corporation. “Scoprire una nuova composizione per una lega è un compito a lungo termine, spiega Franck Tancret, direttore del dipartimento materiali del Polytech Nantes. Ma il produttore che lo utilizza deve comunque averlo certificato per una particolare applicazione, che richiede ancora molto lavoro dietro”.
Modellazione termodinamica e stampa 3D
La scoperta non resta meno bella. “I componenti dei motori a reazione e a razzo realizzati con GRX-810 ridurranno i costi operativi durando più a lungo e migliorando l’efficienza complessiva del carburante”, ha promesso Dale Hopkins. Per determinare la composizione ideale della “lega rinforzata”, il team della NASA ha utilizzato la modellazione termodinamica dei materiali. “Grazie a calcoli numerici i ricercatori testeranno le leghe variandone la composizione chimica per trovare quella ottimale”indica Ayoub El Moutaouakkil, ingegnere metallurgico che effettua lo stesso tipo di analisi presso il Centro tecnico delle industrie meccaniche (Cetim).
La lega della NASA è costituita da una base di tre elementi: cromo, cobalto e nichel. Dopo lo sviluppo al computer, arriva il momento della produzione: si tratta di fondere i tre metalli di base accoppiando stampa 3D e laser ad alta potenza, aggiungendo altri elementi. Da un lato, una miscela di niobio, titanio e tungsteno per rinforzare la microstruttura dell’insieme e impedirne l’alterazione, anche alle alte temperature. D’altra parte, le nanoparticelle ricche di ossigeno, che lo faranno “bloccare il movimento degli atomi quando la lega è sottoposta a deformazione, anche prima dell’innesco delle cricche”, spiega Ayoub El Moutaouakkil.
Efficace nello spazio, ma non necessariamente in altri settori
Poi arriva il momento delle prove. “Riscaldiamo gradualmente il pezzo ottenuto sottoponendo la lega a prove di resistenza meccanica”, descrive lo scienziato. Il mio obiettivo: trovare il tuo punto di rottura. A 1093°C, la NASA riporta un materiale due volte più resistente di molte leghe convenzionali a base di nichel. Ma Franck Tancret vuole sfumare questo concetto. “Alcune leghe, anche quelle più vecchie, mostrano proprietà di resistenza al calore e alla deformazione simili o migliori”. Per l’insegnante-ricercatore del Polytech Nantes, il vero vantaggio di questa lega è la sua compatibilità con i metodi di stampa 3D per produrre parti. Questa tecnologia permette di ottenere particolari di grande finezza e forme geometriche di grande complessità con tempi di consegna ridotti.
Questa lega ad alte prestazioni verrà utilizzata anche in altri settori? “Il GRX-810 è stato progettato per il settore aerospaziale. Non è assolutamente detto che presenti lo stesso interesse, se lo trasponiamo al settore navale o ferroviario.», Dice Ayoub El Moutaouakkil. Da parte sua, la NASA continuerà i test per garantire i vantaggi del GXR-810 presso il Marshall Space Flight Center (Alabama). A seconda dei risultati, questo materiale potrebbe trovare posto nella prossima missione Artemis III, che dovrebbe riportare l’uomo sulla Luna.
