Simulando el camino a nuevos materiales impresos en 3D [Fuente: MIT]
El MIT podría haber acortado sustancialmente el ciclo de desarrollo de nuevos materiales para impresoras 3D.
Constantemente se desarrollan nuevos materiales para impresoras 3D debido a la creciente demanda. Sin embargo, no es solo el volumen de materiales lo que está aumentando. Además, también existe la necesidad de nuevos materiales que ofrezcan propiedades de ingeniería específicas.
Cuando los ingenieros diseñan una pieza, tendrá una serie de requisitos para que tenga éxito. Estos podrían incluir propiedades como resistencia al calor o al frío, resistencia al impacto, dureza y más.
Una vez que se establecen esos requisitos, el ingeniero simplemente busca en los catálogos de materiales para encontrar el material deseado. En la fabricación tradicional, esto no es un gran problema, porque hay innumerables materiales disponibles, y casi siempre habrá uno que se ajuste a los requisitos.
Desafortunadamente, ese no es el caso de la impresión 3D, donde el recuento de materiales disponibles sigue siendo espectacularmente bajo en comparación con la fabricación tradicional.
No siempre es posible «cambiar» los materiales tradicionales a la impresión 3D porque es posible que no tengan, por ejemplo, las características de flujo adecuadas para funcionar correctamente en un sistema de extrusión.
Por lo tanto, los desarrolladores de materiales de impresión 3D dedican mucho tiempo a desarrollar nuevos materiales para adaptarse a la demanda del mercado. El proceso de encontrar un nuevo material implica ajustar las proporciones de aditivos a un material base para que la composición química resultante tenga éxito. Actualmente, esto se hace mediante técnicas de prueba y error y, como puede imaginar, lleva bastante tiempo.
Deben producirse impresiones de prueba y luego someterse a los procedimientos de prueba pertinentes. Se deben realizar pruebas de calentamiento, enfriamiento, mecánicas, etc., a menudo repetidamente para garantizar resultados válidos.
Ahora todo puede cambiar con un nuevo sistema de inteligencia artificial del MIT.
Los investigadores han desarrollado un proceso para simular esta secuencia de actividad mediante el aprendizaje automático. MIT explica:
“Para reducir el tiempo que lleva descubrir estos nuevos materiales, los investigadores del MIT han desarrollado un proceso basado en datos que utiliza el aprendizaje automático para optimizar nuevos materiales de impresión 3D con múltiples características, como dureza y resistencia a la compresión.
Al agilizar el desarrollo de materiales, el sistema reduce los costos y disminuye el impacto ambiental al reducir la cantidad de desechos químicos. El algoritmo de aprendizaje automático también podría estimular la innovación al sugerir formulaciones químicas únicas que la intuición humana podría pasar por alto «.
Dicen que con las técnicas manuales actuales es posible evaluar solo un par de materiales potenciales durante varios días. Sin embargo, con el nuevo sistema pueden procesar “cientos” de posibilidades al mismo tiempo.
¿Cómo funciona esto exactamente? MIT explica:
“Un desarrollador de materiales selecciona algunos ingredientes, ingresa detalles sobre sus composiciones químicas en el algoritmo y define las propiedades mecánicas que debe tener el nuevo material. Luego, el algoritmo aumenta y disminuye las cantidades de esos componentes (como girar las perillas de un amplificador) y verifica cómo cada fórmula afecta las propiedades del material, antes de llegar a la combinación ideal «.
Una vez que se identifica la mezcla óptima proyectada, el desarrollador de materiales puede completar el trabajo preparando la nueva mezcla química y probar físicamente el material.
Software AutoOED para determinar automáticamente las propiedades del material [Fuente: MIT / AutoOED]
Aparentemente, han abierto el algoritmo para este proceso, y está disponible aquí.
Durante las pruebas del nuevo sistema, los investigadores encontraron que los resultados no solo eran correctos, sino que también ofrecían opciones al operador a través de diferentes compensaciones. Esto sucede debido a conflictos entre propiedades que ocurren inevitablemente cuando cambian las proporciones de los ingredientes.
También encontraron que los resultados de las pruebas tienen una gama mucho más amplia de posibilidades que las que se habrían creado con enfoques manuales anteriores.
Parece que este puede ser el camino a seguir para el futuro desarrollo de materiales en la impresión 3D.
Si cree que hay muchas opciones de materiales para su equipo hoy, esté atento al futuro.
Vía MIT