Інновації в 3D-друку металевих сплавів
Дослідники з Університету штату Вашингтон за допомогою штучного інтелекту знайшли ефективніший і менш дорогий спосіб 3D-друку високопродуктивного металевого сплаву GRCop-42. Цей сплав, що складається з міді, хрому та ніобію і був розроблений NASA, використовується в аерокосмічній промисловості, зокрема в камерах згоряння рідинних ракетних двигунів. Завдяки інноваційним підходам дослідники змогли уникнути тестування понад 100 мільйонів варіантів конфігурацій.
Дослідницька група, що представляє Школу електротехніки та комп'ютерних наук і Школу машинобудування та матеріалознавства, почала свою роботу з результатів 37 раніше протестованих невдалих конфігурацій. Протягом трьох місяців у межах 40 експериментів їм вдалося визначити шість успішних конфігурацій з різними рівнями потужності лазера. Вперше дослідникам вдалося надрукувати GRCop-42 із потужністю лазера 500 Вт, що може суттєво знизити витрати на виробництво цього сплаву.
Переваги використання штучного інтелекту
Партія друку GRCop-42 може коштувати сотні доларів, а детальний аналіз якості може тривати кілька днів. Як зазначила Яна Доппа, один з членів команди,
“дев'яносто відсотків комерційних друкарів не можуть друкувати цим металевим сплавом, тому, враховуючи, що нам вдалося знайти ці можливі параметри процесу, це дозволяє нам використовувати ці комерційні принтери, і ми, по суті, демократизуємо друк цим сплавом.”
Дослідження також продемонструвало, що застосування штучного інтелекту дозволяє ефективно вибирати кандидатів з великого простору пошуку. Азза Фадель, ще один учасник дослідження, зазначив:
“Іноді вони друкували певну конфігурацію, і продукт просто плавився. Це було неможливо надрукувати, і навіть з часом та грошима вони не змогли б спробувати всі 100 мільйонів варіантів. У нашій співпраці ми застосовували штучний інтелект, щоб ефективно вибирати кандидатів.”
Результати цієї роботи були опубліковані в збірнику матеріалів конференції AAAI зі штучного інтелекту, де дослідники отримали нагороду за інноваційне застосування. Модель штучного інтелекту, використана в дослідженні, може бути адаптована для інших металевих сплавів і систем адитивного виробництва, що відкриває нові можливості для застосування цієї технології в різних сферах, зокрема в аерокосмічній промисловості та розробці ліків.
Таким чином, нові підходи до 3D-друку металевих сплавів можуть суттєво змінити методи виробництва та зробити їх більш доступними для широкого кола підприємств, враховуючи, що 90% комерційних принтерів наразі не здатні працювати з GRCop-42. Впровадження штучного інтелекту в цей процес не лише знижує витрати, а й підвищує ефективність, що може призвести до нових досягнень у технології виробництва та її застосуванні в різних галузях. Це відкриває двері для подальших досліджень і розробок, які можуть змінити підходи до виготовлення складних металевих компонентів у майбутньому.
Враховуючи постійний розвиток нових матеріалів, важливо звернути увагу на ще один інноваційний сплав, який нещодавно був створений інженерами. Цей матеріал, в десять разів міцніший за сталь і має унікальні властивості, може стати важливим доповненням до вже відомих металевих сплавів у аерокосмічній промисловості. Застосування нових технологій у створенні матеріалів відкриває нові можливості для їх використання в різних галузях.