高性能，高質(zhì)量的Ni-Co基高溫合金粉末是有前途的飛機發(fā)動機原材料。通過機器學習，NIMS團隊成功地快速確定了以高收率生產(chǎn)這些類型粉末的最佳參數(shù)。然后，研究小組證明了這些參數(shù)實際上導致了低成本制造適用于高壓渦輪盤生產(chǎn)的粉末的生產(chǎn)。該技術的使用可以顯著降低實際，大規(guī)模制造超合金粉末的成本。

金屬3-D打印已在航空發(fā)動機的生產(chǎn)中迅速采用，導致對低成本制造和這些打印技術所需的合金粉末的供應的需求不斷增長。當這些材料用于生產(chǎn)高壓渦輪機盤(核心發(fā)動機組件)時，它們需要滿足特別嚴格的要求：它們必須是耐熱，高塑性，高質(zhì)量且均質(zhì)的高溫合金粉末，并且可以加工進入領域。它們還需要以高產(chǎn)量生產(chǎn)降低成本。在實際的制造環(huán)境中，通常使用大型氣體霧化器為此目的生產(chǎn)超合金粉末。因此，重要的是優(yōu)化許多制造參數(shù)，例如用于熔化金屬的溫度和氣壓。但是，即使在有經(jīng)驗的專家的協(xié)助下，這種優(yōu)化過程也被證明是非常昂貴，費時和費力的。

該研究團隊使用機器學習來嘗試在不依賴專家知識的情況下，優(yōu)化用于制造適用于高壓渦輪盤生產(chǎn)的Ni-Co基高溫合金粉末的氣體霧化工藝。結(jié)果，該團隊成功地制造了可加工成球形的細粉。另外，在不使用先前收集的數(shù)據(jù)進行僅六次實驗之后，使用這些參數(shù)可將生產(chǎn)率從傳統(tǒng)的10%大幅提高到30%到大約78%。當比較原材料價格時，本研究生產(chǎn)的粉末比市售粉末便宜約72%。

經(jīng)過多年的研發(fā)，NIMS已經(jīng)開發(fā)出了設計具有可控物理特性(例如耐熱性)的超級合金的技術。這些技術和本研究開發(fā)的參數(shù)優(yōu)化技術的結(jié)合使用有望實現(xiàn)低成本生產(chǎn)功能性超合金粉末，以滿足特定目的。機器學習模型的預測準確性隨著它們接收更多訓練數(shù)據(jù)而提高。私營部門的超合金粉末制造商擁有大量未開發(fā)的制造過程數(shù)據(jù)。整合這些數(shù)據(jù)可以進一步提高我們的技術預測最佳參數(shù)的能力，從而有可能以較低的成本制造更高質(zhì)量的粉末。

這項研究發(fā)表在開放存取期刊《材料與設計》上。

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