QuesTek创新该公司是一家计算材料设计专家，已获得美国能源部120万美元的资助高级研究计划局能源开发新型铌基3D打印合金。
该公司获得了ARPA-E超高温度不透水材料提高涡轮效率(ULTIMATE)项目的奖项，该项目旨在开发专门用于燃气轮机叶片生产的高性能材料。这些叶片工作的条件是极高的应力和温度。
因此，QuesTek的功能梯度合金将用于制造超高温能源和航空航天应用的燃气涡轮叶片，希望通过更高的工作温度来提高燃料效率。
QuesTek公司设计和产品开发经理Dana Frankel博士表示:“设计一种性能显著优于当前镍基高温合金的新型涡轮材料，是当今材料科学领域面临的最大挑战之一。”
采用计算方法
尽管金属3D打印是先进的，但仍有大量冶金问题阻止它达到大规模采用。例如，在3D打印合金上使用某些常规的化学和热处理往往会导致打印过程中出现裂纹，或者打印后的机械性能较差，限制了该技术在监管行业的潜力。
这是QuesTek试图通过其专有的集成计算材料工程(ICME)模型来跨越的障碍。该公司采用计算方法开发合金，使用算法修改材料的印刷适性，并优化各自的热处理，以提高性能。
完成50多项政府资助项目，QuesTek拥有丰富的经验在高温合金、耐火合金和高熵合金设计中，包括铝、钢、镍和钛基合金。
燃气轮机效率的含义
QuesTek的铌基合金将与一些已经建立的最先进的高温合金进行竞争，这些高温合金适用于燃气轮机叶片。不幸的是，这些合金中的许多都有有限的高温稳定性或其他影响其3D打印的问题。这反过来又限制了工程师在设计和试验新型涡轮叶片时所获得的几何自由度。
此外，由于发动机效率在很大程度上取决于系统的最大循环温度，这意味着它与操作温度有关，因此QuesTek的铌基合金将直接提高喷气发动机和发电厂的燃气轮机效率。除了明显的经济效益，这项工作还将减少碳排放。
该公司将与涡轮发动机OEM密切合作普惠公司定义航空航天要求，协同设计最终使用部件，并执行测试和确认程序。此外，quest还将与NASA合作喷气推进实验室3D打印工艺开发和明尼苏达大学用于开发高温涂料。
Frankel总结道:“我们很高兴有机会应用我们经过验证的计算材料设计方法来开发一种新的耐火涡轮合金，为涡轮发动机性能和效率的飞跃铺平道路。”
涡轮叶片等关键发动机部件的3D打印是该技术的一个相对较新的应用。在海事领域，国防承包商海军集团最近制造了一个完整的法国海军舰艇的3D打印螺旋桨．据报道，这款螺旋桨具有2.5米的跨度和5个200公斤的桨叶，是世界上最大的加法推进器。
在俄罗斯的其他地方，是国家支持的高级研究基金会(FPI)和联邦国家统一企业(VIAM)之前进行过飞行测试3D打印MGTD-20燃气涡轮发动机．据报道，与传统制造方法相比，3D打印设备将车辆的成本降低了一半，并将交货期缩短了约20倍。该发动机的最大速度为154公里/小时，在轻型无人机上进行了评估。
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特色图像显示了一个燃气涡轮发动机。图片来自普惠公司。
