2020. означава почетак нове деценије свемирског истраживања и иновација, у којој легуре које садрже никл играју важну улогу у многим апликацијама, укључујући производњу ракета, точкова и катализатора.
СпацеКс, компанија посвећена производњи ваздухопловне опреме и поновљивом свемирском транспорту, користи нерђајући челик који садржи никл 304 (С30400) за производњу звезданих бродова и супер-тешких ракета.
Трошак је нижи у поређењу са карбонским влакнима, која коштају више од 60 пута више по килограму. Такође је много отпорнији на топлоту од угљеничних влакана или других метала, тако да захтева много мање, или чак и чак, изолацију.
У међувремену, НАСА истражује још једну потенцијалну примену за материјале који садрже никл у точковима сонде. Гумени точкови су непрактични на Месецу или Марсу, тако да су оригинални точкови Аполо лунарног ровера направљени од опружног челика, али би се точкови од опружног челика на великим и тешким точковима дизајнираним за употребу на Марсу деформисали. Да би решила овај проблем, НАСА развија гуму од металне мреже направљене од легуре никл-титанијума, која има својства меморије облика и може да се носи са 30 пута већом деформацијом од опружног челичног точка.
Опремљен ракетним мотором Раптор, СпацеКс Старсхип је један од првих звезданих бродова који покреће течни метан и течни кисеоник и дизајниран је да издржи 1,000 употребу. Метан је изабран да прави ракетно гориво на Марсу за повратно путовање. Метан се може произвести коришћењем угљен-диоксида и водоника кроз Цхабатиерову реакцију, у којој водоник реагује са угљен-диоксидом кроз катализатор на високој температури (оптимална температура је 300-400 степен) и високом притиску да би се генерисао метан и вода. Један такав катализатор који се може користити је никл.
Атмосфера Марса је 95 одсто угљен-диоксида, а НАСА је потврдила присуство воде на Марсу, сировине потребне за генерисање метана и кисеоника за ракетне појачиваче и кисеоника за дисање астронаута. Материјали који садрже никл такође су потребни због ниже температуре околине црвене планете и ниских температура потребних за стварање течног метана, водоника и кисеоника.
Легура никл-бакар К-500 (Н05500)има одличну дуктилност на ниским температурама и отпоран је на пламен у чистом кисеонику. Ово га чини пожељним избором за пумпу за повишење кисеоника која снабдева кисеоником ракетне моторе.
Са својом високом чврстоћом и чврстином,легура 718 (Н07718)је легура никл-хрома која се очвршћава на падавинама и користи се у авионским турбомлазним моторима, ракетним моторима и посудама под притиском, и може да поднесе ниске температуре до -250 степени. Течни гас и постизање повећања. Али својства легуре 718 отежавају машинску обраду и обликовање од других материјала. Процеси ливења могу бити проблематични јер је легура 718 подложна порозности, сегрегацији и изузетно крупној величини зрна, што захтева накнадне кораке обраде.
Шта је решење? 3Д штампа може ефикасније да користи легуре на бази никла као што су легуре 718 у апликацијама високих перформанси са сложеним дизајном.
3Д штампа олакшава обраду легуре 718 и добро задржава својства материјала. Процес избегава заваривање и машинску обраду, чиме се значајно смањује отпад материјала. Предности ове методе производње демонстриране су 3Д штампањем прототипа ракетног мотора од легуре 718. Прототип је у потпуности дизајниран помоћу вештачке интелигенције и развијен од стране Хиперганиц Софтваре у Немачкој.
За разлику од конвенционалних ракетних мотора, који се састоје од појединачно дизајнираних и састављених компоненти, 3Д штампани прототип је непрекидна целина. Садржи комору за сагоревање у којој сагоревају гориво и оксиданс, и површинске канале који циркулишу гориво да би охладили комору за сагоревање и избегли прегревање. Метода монолитне конструкције гарантује најмању тежину и најефикасније хлађење за најбоље перформансе дате ракете. Пројекат ракете Вулцан ИИ на Универзитету Калифорније у Сан Дијегу такође користи 3Д штампање за израду ракетног мотора од легуре Игнус ИИ 718. За сваку нову примену у будућности, никл ће помоћи да истраживање свемира иде даље.
