Составы биоразлагаемых сплавов для 3D-печати имплантатов оптимизируют по новой стратегии

Ученые молодежной лаборатории Уфимского университета науки и технологий разработали стратегию определения составов биоразлагаемых сплавов для изготовления имплантатов с оптимальным набором характеристик, включая прочность и коррозионную стойкость, сообщает АНО «Национальные приоритеты».

При разработке новых биоразлагаемых сплавов и оптимизации функциональных характеристик метод проб и ошибок зачастую оказывается слишком затратным как по стоимости, так и по времени. Это связано с тем, что состав возможных сплавов варьируется в широком диапазоне. Кроме того, необходимо учитывать множество параметров — температуру, скорость деформации, гидростатическое давление, мощность лазера, скорость сканирования в аддитивном производстве.

«Для прогнозирования состава биоразлагаемых сплавов с оптимизированными ключевыми характеристиками, такими как скорость коррозии и предел текучести, создана новая стратегия, основанная на обработке большого массива экспериментальных данных с использованием машинного обучения и многоцелевой оптимизации на основе подхода Парето-фронта. Алгоритм оптимизации, лежащий в основе фронта Парето, использует многоцелевой подход, опираясь на эволюционные алгоритмы, которые работают путем генерации популяции решений-кандидатов — каждое с различными комбинациями скорости коррозии и предела текучести — и их итеративной эволюции. В результате алгоритм сходится к набору недоминируемых решений, которые представляют собой наилучший возможный компромисс между заданными целями», — рассказала один из авторов исследования, руководительница молодежной лаборатории «Металлы и сплавы при экстремальных воздействиях», доктор физико-математических наук Елена Корзникова.

Разработанный подход помогает прогнозировать наиболее подходящие составы биоразлагаемых сплавов в зависимости от требований, предъявляемых к их механическим и коррозионным свойствам, что важно для создания совершенных имплантатов. Предложенный метод также может быть использован для решения многоцелевых задач оптимизации состава и характеристик конструкционных материалов, применяемых в энергетике, промышленности и нефтегазовом секторе.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru