انقلابی در تولید تیتانیوم با چاپ سه بعدی
شایان اله آبادی
تولید قطعات آلیاژ تیتانیوم با کارایی بالا چه برای فضاپیماها، زیردریایی‌ها یا دستگاه‌های پزشکی به طور سنتی یک فرایند کند و پر منابع بوده است. حتی با چاپ سه بعدی فلزی پیشرفته، تعیین شرایط تولید بهینه نیاز به آزمون و خطای گسترده‌ای دارد. اما اگر بتوان این قطعات را سریع‌تر، قوی‌تر و با دقت تقریباً کامل ساخت، چه اتفاقی می‌افتد؟ یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه فیزیک کاربردی جانز هاپکینز و دانشکده مهندسی وایتینگ «APL» از هوش‌مصنوعی برای تبدیل این احتمال به واقعیت استفاده می‌کنند. آن‌ها با شناسایی تکنیک‌های پردازش بهبودیافته، هم سرعت تولید و هم استحکام مواد را افزایش داده‌اند. می‌توان گفت این یک نوآوری با کاربردهای گسترده است که از اعماق اقیانوس تا فضای بیرونی کاربرد دارد. در ادامه به این موضوع می‌پردازیم.
خبر خوب برای هوانوردی
این یافته‌ها که اخیراً در مجله Additive Manufacturing منتشر شده است، بر روی Ti-6Al-4V تمرکز دارد، آلیاژ تیتانیوم پرمصرف که به دلیل استحکام بالا و وزن کم شناخته شده است. این تیم از مدل‌های مبتنی بر هوش‌مصنوعی برای ترسیم شرایط تولید ناشناخته قبلی برای هم‌جوشی بستر پودر لیزری، روشی برای چاپ سه بعدی فلز استفاده کردند. نتایج، مفروضات طولانی مدت در مورد محدودیت‌های فرآیند را به چالش می‌کشد و یک پنجره پردازش گسترده‌تر برای تولید تیتانیوم متراکم و با کیفیت بالا با خواص مکانیکی قابل تنظیم را آشکار می‌کند. این یافته‌ها برای صنایعی که به قطعات تیتانیومی با کارایی بالا متکی هستند، نویدبخش است. توانایی ساخت قطعات قوی‌تر و سبک‌تر با سرعت‌های بیشتر می‌تواند کارایی را در کشتی‌سازی، هوانوردی و تجهیزات پزشکی بهبود بخشد. همچنین به تلاش گسترده‌تری برای پیشبرد تولید افزودنی برای هوافضا و دفاع کمک می‌کند.
هوش‌مصنوعی الگوهای پنهان را پیدا می‌کند
کروم، دانشمند ارشد مواد در این باره گفت: «سال‌ها، ما فرض می‌کردیم که برخی از پارامترهای پردازش برای همه مواد «محدود» هستند، زیرا منجر به محصول نهایی با کیفیت پایین می‌شوند. اما با استفاده از هوش‌مصنوعی برای بررسی طیف گسترده‌ای از احتمالات، مناطق پردازش جدیدی را کشف کردیم که امکان چاپ سریع‌تر را فراهم می‌کند و در عین حال استحکام و شکل پذیری مواد را حفظ می‌کند و یا حتی بهبود می‌بخشد. توانایی کشش یا تغییر شکل بدون شکستگی آن‌ها. اکنون مهندسان می‌توانند تنظیمات پردازش بهینه را بر اساس نیازهای خاص خود انتخاب کنند. این کار نمایش واضحی از قدرت هوش مصنوعی، آزمایش با توان بالا و تولید مبتنی بر داده بوده است. قبلاً برای درک اینکه چگونه یک ماده جدید در محیط‌های مربوطه حامی مالی ما واکنش نشان می‌دهد، سال‌ها آزمایش طول می‌کشید، اما اگر می‌توانستیم همه این‌ها را ظرف چند هفته بیاموزیم و از این بینش برای تولید سریع آلیاژهای پیشرفته استفاده کنیم، چه اتفاقی می افتاد؟» کروم و تیمش از هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی تولید آلیاژ تیتانیوم استفاده می‌کنند و روش‌های تولید سریع‌تر و کارآمدتر با کاربردهای بالقوه در هوافضا، کشتی‌سازی و فراتر از آن را کشف می‌کنند.
خبر خوب برای هوانوردی
این یافته‌ها که اخیراً در مجله Additive Manufacturing منتشر شده است، بر روی Ti-6Al-4V تمرکز دارد، آلیاژ تیتانیوم پرمصرف که به دلیل استحکام بالا و وزن کم شناخته شده است. این تیم از مدل‌های مبتنی بر هوش‌مصنوعی برای ترسیم شرایط تولید ناشناخته قبلی برای هم‌جوشی بستر پودر لیزری، روشی برای چاپ سه بعدی فلز استفاده کردند. نتایج، مفروضات طولانی مدت در مورد محدودیت‌های فرآیند را به چالش می‌کشد و یک پنجره پردازش گسترده‌تر برای تولید تیتانیوم متراکم و با کیفیت بالا با خواص مکانیکی قابل تنظیم را آشکار می‌کند. این یافته‌ها برای صنایعی که به قطعات تیتانیومی با کارایی بالا متکی هستند، نویدبخش است. توانایی ساخت قطعات قوی‌تر و سبک‌تر با سرعت‌های بیشتر می‌تواند کارایی را در کشتی‌سازی، هوانوردی و تجهیزات پزشکی بهبود بخشد. همچنین به تلاش گسترده‌تری برای پیشبرد تولید افزودنی برای هوافضا و دفاع کمک می‌کند.
هوش‌مصنوعی الگوهای پنهان را پیدا می‌کند
کروم، دانشمند ارشد مواد در این باره گفت: «سال‌ها، ما فرض می‌کردیم که برخی از پارامترهای پردازش برای همه مواد «محدود» هستند، زیرا منجر به محصول نهایی با کیفیت پایین می‌شوند. اما با استفاده از هوش‌مصنوعی برای بررسی طیف گسترده‌ای از احتمالات، مناطق پردازش جدیدی را کشف کردیم که امکان چاپ سریع‌تر را فراهم می‌کند و در عین حال استحکام و شکل پذیری مواد را حفظ می‌کند و یا حتی بهبود می‌بخشد. توانایی کشش یا تغییر شکل بدون شکستگی آن‌ها. اکنون مهندسان می‌توانند تنظیمات پردازش بهینه را بر اساس نیازهای خاص خود انتخاب کنند. این کار نمایش واضحی از قدرت هوش مصنوعی، آزمایش با توان بالا و تولید مبتنی بر داده بوده است. قبلاً برای درک اینکه چگونه یک ماده جدید در محیط‌های مربوطه حامی مالی ما واکنش نشان می‌دهد، سال‌ها آزمایش طول می‌کشید، اما اگر می‌توانستیم همه این‌ها را ظرف چند هفته بیاموزیم و از این بینش برای تولید سریع آلیاژهای پیشرفته استفاده کنیم، چه اتفاقی می افتاد؟» کروم و تیمش از هوش مصنوعی برای بهینه‌سازی تولید آلیاژ تیتانیوم استفاده می‌کنند و روش‌های تولید سریع‌تر و کارآمدتر با کاربردهای بالقوه در هوافضا، کشتی‌سازی و فراتر از آن را کشف می‌کنند.