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Laboratorio de IA encuentra seis aleaciones imprimibles en 3D para calor extremo
Ingenieros de la Universidad de Toronto utilizaron un laboratorio autónomo para descubrir seis aleaciones imprimibles de Ni-Co-Cr que superaron al Inconel 625 en pruebas a altas temperaturas.
Imagen: TechXplore
Un laboratorio autónomo de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Toronto ha identificado seis nuevas aleaciones metálicas imprimibles en 3D diseñadas para resistir el calor extremo, un resultado que podría ayudar a fabricar piezas a medida para la industria aeroespacial, la generación de energía y otras aplicaciones exigentes.
El equipo empleó diseño de materiales impulsado por IA para buscar aleaciones que puedan sobrevivir a los tipos de variaciones de temperatura y presión que se encuentran en los motores a reacción y en los generadores de vapor de las centrales nucleares, donde, como dijo el director del proyecto Yu Zou, el acero convencional no dura. Zou, titular de la Cátedra de Investigación de Canadá en Materiales y Fabricación para Entornos Extremos, afirmó que el objetivo no es solo obtener materiales más resistentes, sino aleaciones adecuadas para la fabricación aditiva, que permite construir piezas que los métodos tradicionales no pueden.
Muchas aleaciones de alto rendimiento que se usan actualmente se basan principalmente en un único metal base, a menudo níquel o cobalto, mezclado con pequeñas cantidades de hasta diez elementos adicionales. Pero explorar el espacio de diseño mucho mayor de aleaciones con tres o más elementos principales es difícil. Para abordar eso, el grupo de Zou trabajó con Jason Hattrick-Simpers en un sistema de aprendizaje activo que combina modelado por ordenador, aprendizaje automático y fabricación asistida por robots en un bucle cerrado.
Según Ajay Talbot, estudiante de doctorado en el laboratorio de Zou y autor principal del artículo en npj Advanced Manufacturing, el enfoque está diseñado para áreas donde existe poca información previa. En lugar de requerir enormes conjuntos de datos de entrenamiento, el sistema selecciona un pequeño número de muestras para fabricar y ensayar, y luego retroalimenta esos resultados al modelo para orientar la siguiente ronda.
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En solo unas semanas, el laboratorio se centró en aleaciones de composición compleja hechas a partir de níquel, cobalto y cromo y encontró seis candidatos prometedores. Una aleación, compuesta por 12 % de níquel, 62 % de cobalto y 26 % de cromo, estaba diseñada para conservar la dureza hasta los 600 °C (1,112 °F), aproximadamente las condiciones en la sección delantera de un motor a reacción. En las pruebas de laboratorio del equipo, Talbot dijo que superó al Inconel 625 en un 4,5 %.
Otra aleación, que contiene 36 % de níquel, 14 % de cobalto y 50 % de cromo, fue diseñada para temperaturas de hasta 1,000 °C (1,832 °F), donde la oxidación se convierte en un problema importante. Talbot dijo que superó al Inconel 625 en resistencia a la oxidación en un 85 %. El equipo afirmó que su objetivo final es llegar a 1,200 °C (2,192 °F).
El trabajo cuenta con el apoyo parcial del Acceleration Consortium de la Universidad de Toronto. El artículo se titula “Aprendizaje activo para el descubrimiento acelerado de aleaciones concentradas complejas NiCoCr en fabricación aditiva” y tiene el DOI 10.1038/s44334-026-00098-5.
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vía TechXplore
