Ceretătorii de la MIT au dezvoltat un nou aliaj de aluminiu imprimabil 3D care atinge performanțe mecanice remarcabile, fiind de până la cinci ori mai rezistent decât aluminiul produs prin metode tradiționale. Inovația ar putea deschide drumul către componente mai ușoare, mai durabile și mai eficiente energetic în industrii precum aviația, industria auto sau infrastructura digitală. Noul material este rezultatul unei combinații între ingineria materialelor, simulări computaționale și algoritmi de învățare automată. În loc să testeze peste un milion de combinații posibile de elemente, așa cum ar fi necesar prin metode convenționale, cercetătorii au folosit machine learning pentru a restrânge rapid căutarea la doar 40 de variante promițătoare. Din acestea a fost identificată formula optimă a aliajului.
Cheia rezistenței sporite constă în microstructura materialului. Aliajul conține precipitate extrem de mici, aranjate uniform la scară nanometrică, care întăresc semnificativ structura metalului. Această configurație este dificil de obținut prin turnare clasică, unde răcirea lentă permite precipitatelor să crească, reducând rezistența finală a materialului. Pentru a valorifica acest avantaj, echipa a utilizat imprimarea 3D prin tehnologia laser powder bed fusion, un proces care presupune topirea selectivă a pulberii metalice cu ajutorul unui laser. Răcirea extrem de rapidă a metalului în timpul imprimării „îngheață” structura fină prezisă de modelul computerizat, păstrând proprietățile mecanice superioare.
Testele mecanice au confirmat predicțiile: aliajul imprimat 3D este de cinci ori mai rezistent decât aceeași compoziție obținută prin turnare și cu aproximativ 50% mai rezistent decât aliajele de aluminiu proiectate anterior fără utilizarea inteligenței artificiale. În plus, materialul rămâne stabil la temperaturi de până la 400°C, o limită neobișnuit de ridicată pentru aluminiu. Potențialele aplicații sunt semnificative. În prezent, multe componente supuse la solicitări extreme, precum palele ventilatoarelor din motoarele de avion, sunt fabricate din titan sau materiale compozite costisitoare. Un aluminiu mult mai rezistent, dar considerabil mai ușor și mai ieftin, ar putea reduce greutatea aeronavelor și consumul de combustibil, cu beneficii directe asupra eficienței energetice. Cercetătorii consideră că metodologia folosită — combinarea imprimării 3D cu machine learning pentru proiectarea aliajelor — poate fi aplicată și altor materiale, accelerând descoperirea de soluții adaptate nevoilor industriale viitoare.
