Χρήση μηχανικής μάθησης για τη βελτίωση των ιδιοτήτων των άμορφων μετάλλων

Ερευνα 23 Φεβρουαρίου 2024

Η Katharine Flores, η οποία κατέχει την έδρα Christopher I. Byrnes στη Σχολή Μηχανικής McKelvey στο Πανεπιστήμιο της Washington στο Saint Louis, έλαβε μια τετραετή επιχορήγηση 475.000 δολαρίων από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF) για να μελετήσει, μέσω μοντέλων προσομοίωσης, την εφαρμογή μεθόδων τρισδιάστατης εκτύπωσης σε άμορφα μέταλλα. Το έργο είναι μέρος της πρωτοβουλίας Designing Materials to Revolution and Engineering our Future (DMREF) του NSF.

Disclaimer: Απαγορεύεται η αναδημοσίευση, αναπαραγωγή, ολική, μερική ή περιληπτική ή κατά παράφραση ή διασκευή ή απόδοση του περιεχομένου του παρόντος διαδικτυακού τόπου με οποιονδήποτε τρόπο, χωρίς αναφορά στο RAWMATHUB.GR (με ενεργό link) ή χωρίς την προηγούμενη γραπτή άδεια του RAWMATHUB.GR.

Τα άμορφα μέταλλα, γνωστά και ως μεταλλικά γυαλιά (metallic glasses), χαρακτηρίζονται από την ικανότητα τους να στερεοποιούνται χωρίς να σχηματίζουν κρυσταλλική δομή, ένα επιθυμητό χαρακτηριστικό σε εφαρμογές όπου η κρυστάλλωση συνήθως οδηγεί σε ατέλειες στα παραδοσιακά μέταλλα.

Ωστόσο, η ταχεία ψύξη που απαιτείται για τη διατήρηση της άμορφης κατάστασης κατά την προσθετική παραγωγή (additive manufacturing), μια τεχνική τρισδιάστατης εκτύπωσης όπου τα αντικείμενα παράγονται με την προσθήκη υλικού σε στρώματα, μπορεί να έχει διάφορα ανεπιθύμητα αποτελέσματα, συμπεριλαμβανομένων διακυμάνσεων στις ιδιότητες του υλικού, ακόμη και την εμφάνιση κρυστάλλωσης.

Για να αντιμετωπίσει αυτές τις προκλήσεις, η Flores θα συνεργαστεί με μια ομάδα ερευνητών από το WashU, το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins και το Πανεπιστήμιο του Wisconsin-Madison, για να εφαρμόσει μεθόδους μηχανικής μάθησης ώστε να αντλήσει βασικές πληροφορίες για τη δομή των παραγόμενων υλικών. Αυτές οι πληροφορίες θα αποτελέσουν τη βάση για μοντέλα και εργαλεία προσομοίωσης που έχουν σχεδιαστεί για να παρέχουν ακριβείς προβλέψεις για το πώς η επεξεργασία επηρεάζει την αντοχή και την ανθεκτικότητα των άμορφων μετάλλων κατά την τρισδιάστατη εκτύπωση.

Η Flores και οι συνεργάτες της στοχεύουν τελικά να ξεκλειδώσουν το πλήρες δυναμικό των άμορφων μετάλλων που παράγονται μέσω τρισδιάστατης εκτύπωσης με την ενσωμάτωση μεθόδων μηχανικής μάθησης στις διαδικασίες σχεδιασμού και παραγωγής. Εάν η προσπάθεια είναι επιτυχής, τα υλικά που θα προκύψουν θα διαθέτουν παραμετροποιημένες μηχανικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της ανώτερης αντοχής και σκληρότητας, ακόμη και σε συνθήκες βιομηχανικής παραγωγής μεγάλης κλίμακας.

Με πληροφορίες από source.wustl.edu

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ - ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΥΝΤΑΚΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ RAWMATHUB.GR