Producir piezas de aleación de titanio de alto rendimiento ha sido durante mucho tiempo un proceso lento y que requería muchos recursos, incluso con técnicas avanzadas de impresión 3D de metal, pero, ¿Y si estas piezas pudieran construirse más rápidamente, más fuertes y con una precisión casi perfecta?

Un equipo compuesto por expertos del Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins (APL) en Laurel, Maryland está aprovechando la inteligencia artificial para hacer que eso sea una realidad. Los investigadores identificaron técnicas de procesamiento que mejoraronn tanto la velocidad de producción como la fuerza de estos materiales, un avance para el sector marítimo y aeroespacial.

 

Brendan Croom, científico senior de materiales del Laboratorio de Física Aplicada Johns Hopkins, en el Laboratorio de Tomografía Computada de Rayos X de APL, donde las imágenes de alta resolución ayudan a los investigadores a analizar materiales manufacturados aditivamente. © Johns Hopkins APL/Ed Whitman

 

"La nación enfrenta una necesidad urgente de acelerar la fabricación para satisfacer las demandas de los conflictos actuales y futuros", afirma Morgan Trexler, gerente de programas para Science of Extreme and Multifunctional Materials en el Área de Misiones de Investigación y Desarrollo Explorador de APL. "En APL, estamos avanzando en la investigación en la fabricación aditiva basada en láser para desarrollar rápidamente materiales listos para la misión, asegurando que la producción se mantenga al ritmo de los desafíos operativos en evolución".

 

Los hallazgos se centran en Ti-6Al-4V, una aleación de titanio ampliamente utilizada conocida por su alta resistencia y bajo peso. El equipo aprovechó los modelos impulsados por IA para trazar las condiciones de fabricación previamente inexploradas para la fusión de camas con polvo láser, un método de metal de impresión 3D. Los resultados desafían suposiciones de larga data sobre los límites de proceso, revelando una ventana de procesamiento más amplia para producir titanio denso y de alta calidad con propiedades mecánicas personalizables. "El descubrimiento proporciona una nueva forma de pensar en el procesamiento de materiales", marca el coautor Brendan Croom.

 

"Durante años, asumimos que ciertos parámetros de procesamiento eran de fuera de los materiales porque resultarían en productos finales de mala calidad", comentaba Croom, un científico senior de materiales en APL. "Pero mediante el uso de IA para explorar toda la gama de posibilidades, descubrimos nuevas regiones de procesamiento que permiten una impresión más rápida mientras se mantiene o incluso mejora la fuerza de los materiales y la ductilidad, la capacidad de estirarse o deformarse sin romperse. Ahora, los ingenieros pueden seleccionar la configuración de procesamiento óptima en función de sus necesidades específicas".

 

Estos hallazgos son prometedores para las industrias que dependen de partes de titanio de alto rendimiento. La capacidad de fabricar componentes más fuertes y ligeros a mayores velocidades podría mejorar la eficiencia de la construcción naval, la aviación y los dispositivos médicos. También contribuye a un esfuerzo más amplio para avanzar en la fabricación aditiva para la aeroespacial y defensa.

 

Más información en https://www.jhuapl.edu/

 

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