Добавь сайт в закладки нажми CTRL+D
Этот сплав спокойно переносит жар и в пять раз крепче обычных отлитых изделий.
Исследователи научили компьютеры подбирать идеальный состав легкого, крепкого и устойчивого к теплу алюминиевого сплава для трехмерной печати авиазапчастей.
Новая металлическая смесь включает алюминий и добавки, подобранные инженерами Массачусетского технологического института (MIT). Они использовали симуляции и алгоритмы машинного обучения, уменьшив число вариантов с миллиона до сорока, что существенно ускорило процесс разработки.
Один из лучших образцов проверили экспериментально, распечатав опытные изделия. Их результаты опубликовали в престижном издании Advanced Materials.
«Благодаря 3D-принтерам можно изготавливать сложные формы, экономя материал и создавая эксклюзивные конструкции. Мы видим потенциал нашего сплава не только в авиации, но и в производстве мощных автомобилей, сложных устройств охлаждения серверных ферм и даже высокоточных вакуумных насосов», — отметил профессор Джон Харт, специалист по машиностроению MIT.
Наноуровень
Проект стартовал благодаря курсу преподавателя Грега Олсона, который посетила выпускница Мохадэсе Таери-Мусави, нынешняя сотрудница Университета Карнеги-Меллон. Студентам было поручено придумать самый прочный алюминиевый сплав для печати.
Прочность алюминия сильно зависит от его внутренней структуры: чем меньше частицы внутри металла, тем он тверже.
Используя компьютерные модели, ребята пытались подобрать идеальное соотношение добавок, однако решить задачу традиционным способом не получилось. Тогда Таери-Мусави решила применить машинное обучение.
«Когда переменных становится много, человеческий мозг перестает справляться. Машины способны выделить ключевые факторы и подсказать, куда двигаться дальше», — пояснила исследовательница.
Идем глубже
Таери-Мусави вернулась к задаче спустя некоторое время, решив добиться улучшенных характеристик сплава. Она выяснила, что, комбинируя всего шесть элементов, включая алюминий, можно получить вещество с большим количеством твердых частиц и повышенной прочностью.
Физическое производство сплава осуществлялось методом послойного напыления порошков с последующим быстрым плавлением лазером. Благодаря этому способу материал застывал мгновенно, сохраняя нужные качества.
«Мы поняли, что сама технология 3D-печати стала решающим фактором успеха проекта. Именно высокая скорость охлаждения обеспечила особые свойства материала», — поделился впечатлениями Харт.
Испытания подтвердили ожидания исследователей: созданный сплав оказался в пять раз прочнее традиционного литья и на половину сильнее аналогичных веществ, полученных традиционными методами. Новый состав сохраняет прочность вплоть до 400°C — отличный результат для авиационного алюминия.
Авторы намерены продолжать совершенствовать технологию с помощью машинного обучения.
«Наш подход полезен каждому, кто занимается разработкой металлических смесей для 3D-печати. Я надеюсь, что однажды пассажир самолета сможет увидеть пропеллеры двигателя, изготовленные именно из нашего уникального сплава», — подчеркнула Таери-Мусави.
Поделись видео:
