Nový materiál vytvorený pomocou AI je o 50% ľahší a až 10x lacnejší ako titán
Predstavte si prúdové motory, ktoré bežia pri vyšších teplotách a s vyššou účinnosťou, alebo kozmické lode, ktoré zhadzujú kritickú hmotnosť bez straty pevnosti. To, čo znie ako vzdialený sen, je teraz hmatateľnou budúcnosťou vďaka revolučnému novému materiálu, ktorý vyvinuli inžinieri z MIT. Vytvorili 3D tlačiteľnú hliníkovú zliatinu, ktorá sa vzpiera doterajším obmedzeniam pevnosti a teplotnej odolnosti.
Skutočná revolúcia však nespočíva len v samotnom kove, ale v spôsobe, akým bol objavený. Tradičný proces navrhovania zliatin je pomalá a náročná práca plná pokusov a omylov, ktorá si vyžaduje simuláciu viac ako milióna možných kombinácií materiálov na nájdenie optimálnej zmesi. Tím z MIT však využil kombináciu simulácií a strojového učenia, aby tento rozsiahly priestor možností radikálne zúžil.
Umelá inteligencia vyhodnotila a vybrala len 40 sľubných kompozícií, čím ušetrila obrovské množstvo času a výpočtového výkonu. Sila hliníkovej zliatiny závisí od jej mikroštruktúry, konkrétne od drobných, husto usporiadaných častíc nazývaných „precipitáty“. Čím sú menšie a hustejšie, tým je kov pevnejší.
Umelá inteligencia nielenže našla dobrý recept, ale identifikovala kompozíciu s ešte lepším potenciálom, než akú odhalili simulácie milióna možností bez jej pomoci. Zliatina bola navrhnutá špeciálne pre 3D tlač metódou fúzie v práškovom lôžku pomocou lasera (LBPF), ktorá zahŕňa extrémne rýchle ochladzovanie a tuhnutie.
Tento proces prirodzene vytvára presne takú mikroštruktúru s malými precipitátmi, ktorú umelá inteligencia predpovedala ako najpevnejšiu. Nejde teda len o nový materiál, ale o nový prístup, kde sú materiály navrhované priamo pre konkrétne výrobné techniky, čím vzniká silná spätná väzba, ktorá urýchľuje inovácie. Výsledky sú ohromujúce.
Nová zliatina je päťkrát pevnejšia ako tradične vyrábaný hliník a o 50 percent pevnejšia ako zliatiny navrhnuté pomocou konvenčných simulácií. Okrem toho si zachováva stabilitu pri vysokých teplotách až do 400 stupňov Celzia, čo je kľúčová vlastnosť pre aplikácie, ako sú lopatky ventilátorov v prúdových motoroch.
Tento materiál by mohol potenciálne nahradiť titán, ktorý je v súčasnosti štandardom v leteckom priemysle, ale je o viac ako 50 percent ťažší a až desaťkrát drahší ako hliník. Metodika otvára dvere k demokratizácii tvorby na mieru šitých, vysokovýkonných materiálov. Vízia budúcnosti zahŕňa ľahšie a úspornejšie lietadlá, pokročilé vákuové čerpadlá, vysokovýkonné automobily a efektívnejšie chladenie pre dátové centrá.
Zdroj: MIT News.
Zdroj Foto: depositphotos.com.
