Инженери од Американскиот институт за технологија МИТ развија алуминиумска легура која може да се печати и да издржи високи температури, а е пет пати посилна од традиционално произведениот алуминиум.
Новиот метал е направен од мешавина од алуминиум и други елементи што тимот ги идентификувал преку комбинација од симулации и машинско учење, што значително го намалува бројот на можни комбинации на материјали што треба да се бараат.
Додека традиционалните методи би барале симулирање на над милион можни комбинации на материјали, новиот пристап на тимот базиран на машинско учење требало да процени само 40 можни состави пред да ја идентификува идеалната мешавина за високо цврста печатлива алуминиумска легура.
Кога ја испечатиле легурата и го тестиралр добиениот материјал, тимот потврдил дека, како што било предвидено, алуминиумската легура е исто толку силна како најсилните алуминиумски легури произведени денес со користење на традиционални методи на леење.
Истражувачите предвидуваат дека новиот алуминиум за печатење може да се преработи во посилни, полесни и поотпорни на температура производи, како што се лопатки на вентилатори во млазни мотори. Сечилата на вентилаторот традиционално се леат од титаниум, материјал кој е повеќе од 50% потежок и до 10 пати поскап од алуминиумот, или се направени од напредни композити.
За физички да ја произведат оваа нова легура со висока цврстина и ниско талог тимот сфатил дека 3Д печатењето би било решение наместо традиционалното леење метал, во кое стопениот течен алуминиум се истура во калап и се остава да се олади и зацврсти. Колку подолго е времето на ладење, толку е поголема веројатноста дека ќе се зголемат поединечни талози.
Истражувачите покажаа дека 3Д печатењето, познато и како адитивно производство, може да биде побрз начин за ладење и зацврстување на алуминиумска легура. Поточно, тие го разгледаа ласерското слоевито таложење на прав (LBPF) – техника во која правот се нанесува слој по слој на површина во посакуваниот образец, а потоа брзо се топи со ласерски зрак што минува преку образецот.
Стопениот образец е доволно тенок за брзо да се зацврсти пред да се нанесе следниот слој и слично да се „печати“. Тимот откри дека вроденото брзо ладење и зацврстување на LBPF му овозможило да создаде алуминиумска легура со ниски таложења и висока цврстина предвидена со нивниот метод на машинско учење.
Спроведувајќи ја својата идеја во пракса, истражувачите нарачаа формулација на прав за печатење врз основа на нивниот нов рецепт за алуминиумска легура. Тие го испратија правот, мешавина од алуминиум и пет други елементи, до соработниците во Германија, кои испечатија мали примероци од легурата користејќи го нивниот внатрешен LPBF систем. Потоа примероците беа испратени во МИТ, каде што тимот изврши серија тестови за мерење на цврстината на легурата и евидентирање на микроструктурата на примероците.
Нивните резултати ги потврдија предвидувањата што ги направија со нивното почетно пребарување со машинско учење. Печатената легура беше пет пати посилна од леената легура и 50% посилна од легурите дизајнирани со употреба на конвенционални симулации без машинско учење. Микроструктурата на новата легура, исто така, се состоеше од поголем волуменски дел од мали талог и беше стабилна на високи температури до 400 степени Целзиусови, многу високи температури за алуминиумски легури.
Студијата за ова откритие е објавен во списанието Advanced Materials.
(Vidi.hr)
