За допомогою ШІ. Вчені створили надміцну й гнучку сталь для 3D-друку

Дослідники з Китаю та США за допомогою штучного інтелекту створили нову сталь для 3D-друку, яка поєднує високу міцність, гнучкість і стійкість до іржі. Її також дешевше і швидше виробляти, ніж традиційні аналоги.

Про це пише видання Interesting Engineering.

Науковці з Університету Південного Китаю та Університету Пердью використали штучний інтелект, щоб розробити новий сплав сталі. Зазвичай у металургії є компроміс: чим міцніша сталь, тим вона крихкіша, а більш гнучка — слабша. Новий матеріал поєднує обидві ці властивості.

Щоб досягти цього, вчені «навчили» алгоритм, завантаживши дані про 81 фізичну властивість металів, зокрема розмір атомів, поведінку електронів і швидкість поширення звуку в матеріалі. На основі цих даних ШІ знайшов закономірності та запропонував склад нового сплаву.

До нього увійшли залізо, хром і невеликі кількості нікелю, марганцю, міді, кремнію, алюмінію та вуглецю. Усі ці елементи відносно дешеві й доступні. Отриманий сплав використали для друку деталей за допомогою лазерної технології, коли металевий порошок плавиться і наноситься шарами.

Після друку деталі потребували близько 6 годин обробки. Зазвичай високоякісна сталь вимагає кількох етапів термообробки, що триває днями та потребує більше ресурсів.

Міцність нового матеріалу забезпечують наночастинки в його структурі, які стримують поширення тріщин під навантаженням. Також у сплаві є зони, що працюють як амортизатори: вони деформуються і зменшують ризик руйнування.

Стійкість до корозії досягається завдяки рівномірному розподілу хрому в металі. Частинки міді допомагають утримувати його на місці, що запобігає утворенню слабких ділянок, де може з’явитися іржа.

Під час випробувань сталь показала міцність близько 1730 мегапаскалів і здатність розтягуватися на 15,5% перед руйнуванням. Це приблизно на 30% краще, ніж у надрукованого матеріалу без додаткової обробки.

Дослідники вважають, що новий сплав може бути корисним в авіації, енергетиці, військовій сфері та важкому машинобудуванні. Зокрема, його можна використовувати для створення легших і міцніших деталей літаків, вітрових турбін і трубопроводів.