Forskere ved Sandia National Laboratories i USA har utviklet en ny superlegering med additiv produksjon. Materialet kan hjelpe kraftverk med å generere mer energi samtidig som det produserer mindre karbondioksid.
Superlegeringen har en uvanlig sammensetning som gjør den sterkere og lettere enn andre materialer som for tiden brukes i gassturbiner. Effekten i et kraftverk begrenses av hvor varme turbindelene kan bli. Hvis de kan operere ved høyere temperaturer, kan mer energi også omdannes til elektrisitet, samtidig som spillvarmen reduseres.
Den nye superlegeringen består av 42 prosent aluminium, 25 prosent titan, 13 prosent niob, 8 prosent zirkonium, 8 prosent molybden og 4 prosent tantal. Forskerteamet ved Sandia brukte additiv produksjon og den laserutviklede nettformingsmetoden (LENS) for raskt å smelte sammen metallpulveret og deretter umiddelbart skrive ut en prøve av det. Prosjektet viser hvordan AM-teknologi kan brukes som en rask og effektiv måte å produsere nye materialer på.
Sterkt ved 800 graders varme
Materialet ble funnet å være sterkere ved 800 grader Celsius enn mange andre høyytelsesmaterialer, inkludert de som for tiden brukes i turbindeler. Dette betyr mer økonomisk energiproduksjon samt en fortjeneste for miljøet.
– Vi har vist at dette materialet kan oppnå tidligere uoppnåelige kombinasjoner av høy styrke, lav vekt og høy temperaturbestandighet. Vi tror at noe av grunnen til at vi har oppnådd dette er på grunn av additiv produksjon, skriver Sandia-forsker Andrew Kustas i en pressemelding.
I tillegg til energisektoren kan funnet også ha betydning for for eksempel fly- og bilindustrien. Forskerteamet har også antydet at flere superlegeringer er på gang.
En potensiell «game changer»
De trekker imidlertid frem en rekke utfordringer med det nye materialet. For det første kan det være vanskelig å produsere den nye superlegeringen i store kvanta uten mikroskopiske sprekker, noe som er en generell utfordring i additiv produksjon. Og for det andre er materialene som er inkludert i legeringen dyre. Dette gjør at materialet ikke egner seg til for eksempel forbruksvarer, hvor det er viktig å holde kostnadene nede.
– Med alle disse forbeholdene, hvis dette er skalerbart, er det en game changer, sier Andrew Kustas.
