ワシントン州立大学の研究者らは、人工知能を応用して、NASAの高性能合金GRCop-42をより安価かつ簡単に3Dプリンターで印刷する方法を見つけました。この銅、クロム、ニオブからなる材料は、極限環境向けに作られています。熱伝導性に優れ、高温でも強度を維持するため、液体ロケットエンジンの燃焼室に使用されています。
通常、GRCop-42の印刷には高出力レーザーが必要で、コストがかかります。ほとんどの市販プリンターでは対応できません。可能な設定をすべて手動で試すには、100万以上の組み合わせがあり、事実上不可能です。各実験は材料、時間、費用を消費します。
研究チームは、37回の失敗した印刷試行のデータから始めました。これに基づき、AIは未検証の設定に対する成功確率を評価するモデルを開発しました。システムは、有望なオプションと探索空間の理解に役立つオプションのバランスを取りながら、新しい設定の小グループを提案しました。
3か月間でわずか40回の実験で、6つの有効な設定が見つかりました。そのうちの1つは、記録的な低レーザー出力である500ワットで合金の印刷を初めて可能にしました。これにより、より手頃な機器の使用への道が開かれます。
「市販プリンターの90%はこの合金を印刷できません」と、研究を率いたヤナ・ドッパ教授は述べています。「見つかったパラメータにより、通常の機械で作業でき、事実上この材料の印刷を民主化します」。
論文の第一著者である大学院生のアッザ・ファドヘルは、以前はいくつかの構成が単にワークピースを溶かしてしまったと付け加えています。現在、AIはそのようなコストのかかるエラーを回避するのに役立っています。
プロジェクトの成功は、Proceedings of the AAAI Conference on Artificial Intelligenceに掲載されました。この方法は、成功が稀で選択肢の数が膨大な他の合金やタスクに適応できます。しかし、AIがこのような巨大な選択肢空間をどのように処理したかは、材料と機器の実際のコストがかかる状況でもアプローチが機能することを示しました。
将来的には、エネルギー消費を削減し、プリンターの摩耗を減らし、高出力の専用機器を持たない大学、小規模研究所、企業でも合金を利用できるようになるでしょう。
