تا حالا به این فکر کردی که شاید یه روز بشه قطعات هواپیما رو با پرینتر سهبعدی تولید کرد و اونم با آلومینیومی که پنج برابر قویتر از مدلهای معمولیه؟ خب، یه گروه از محققای MIT تو آمریکا دقیقاً همین کارو کردن!
ماجرا از این قراره که این آلیاژ آلومینیومی که ساختن، نه تنها قویه، بلکه خیلی سبکتر هم هست و حتی میتونه دمای بالا رو تحمل کنه. یعنی اگه بخوایم یه پره فن تو موتور جت رو با این آلومینیوم بسازیم، هم وزنش کمتر میشه، هم کلی هزینه صرفهجویی میشه، چون الان این قسمتها معمولاً با تیتانیوم (که بیش از ۵۰ درصد سنگینتره و حدود ۱۰ برابر گرونتر از آلومینیومه) درست میشن! برای همین تولیدکنندهها احتمالاً خیلی حال میکنن با این دستاورد.
حالا این آلیاژ جدید رو چطور ساختن؟ اینجا پای یه تکنولوژی باحال به اسم Machine Learning میاد وسط. حالا اگه نمیدونی Machine Learning چیه، یه توضیح کوچیک: «هوش مصنوعی یادگیری ماشینی یعنی یه سیستم کامپیوتری که خودش با یاد گرفتن از دادهها میتونه پیشنهاد بده یا تصمیمگیری کنه.»
توی روشهای قدیمی، دانشمندها مجبور بودن بیش از یه میلیون حالت ترکیب فلزات مختلف رو شبیهسازی کنن تا شاید یه آلیاژ مناسب پیدا کنن. ولی تیم MIT با کمک این هوش مصنوعی فقط ۴۰ مدل مختلف رو امتحان کرد و یهو به ترکیب ایدهآلش رسید! یعنی حسابی راهشونو کوتاه کردن.
ترکیب جدیدی که پیدا کردن، آلومینیوم رو با چند عنصر دیگه ریختن قاطی هم و نتیجه این شد که مقدار کلی این ریزساختارهایی که بهش میگن “precipitate” (یعنی ذرات خیلی ریزی که باعث قویتر شدن آلیاژ میشه)، خیلی بیشتر شد. و این همون چیزیه که باعث شد استحکامش پنج برابر بیشتر از آلومینیومهایی بشه که قبلاً با روشهای سنتی درست میشد.
یه مزیت مهم دیگه هم اینجاست: با استفاده از پرینت سهبعدی، میشه شکلهای فوقالعاده پیچیدهای رو ساخت که تو ریختهگری فلزات سنتی اصلاً شدنی نیست. مثلاً برای قطعات هواپیما یا خودروهای پیشرفته، یا حتی خنککنندههای دیتاسنترها (دیتاسنتر همون جاهایی هستن که سرورها رو نگه میدارن و حسابی گرم میشه و باید براشون خنککننده داشته باشی)، استفاده از چنین آلیاژ سبکی میتونه یه تحول اساسی باشه.
توی آزمایشهایی که انجام دادن، نمونه آلیاژ رو تا دمای ۴۰۰ درجه سانتیگراد هم حرارت دادن، ۸ ساعت گذاشتن بمونه و بعد مقاومت کششیش در دمای اتاق رو اندازه گرفتن. جالبه که مقاومتش رسید به ۳۹۵ مگاپاسکال که تقریباً ۵۰ درصد هم قویتر از بهترین آلیاژ آلومینیوم چاپشدنی بود که قبلاً میشناختن!
این روش ترکیب محاسبات کامپیوتری اختصاصی (که بهش میگن CALPHAD و ICME، یعنی مدلسازی دقیق رفتار فلزات با کامپیوتر و شبیهسازی شرایط ساخت) با الگوریتمهای هوش مصنوعی Bayesian Optimization هم استفاده شده، یعنی خیلی سریع و هوشمند راه مناسب رو پیدا میکنه.
در پایان هم باید بگم این داستان تازه آغاز یه ماجراست؛ راهکاری که این محققها پیدا کردن، میتونه باعث بشه خیلی زود توی صنعت حملونقل و حتی هر جایی که وزن و استحکام اهمیت ویژه دارن، تولید قطعات سبکتر و مقاومتر خیلی راحتتر و کمهزینهتر بشه.
خلاصه که اگه از این به بعد خبرهایی درباره هواپیماهای سبکتر و با مصرف سوخت کمتر شنیدی، بدون که احتمالاً پای همین آلومینیوم چاپی MIT وسطه!
منبع: +
