Od wymagań do rzeczywistego materiału: jak Norck wprowadza do inżynierii odkrywanie materiałów wspierane przez AI

Każdy zespół inżynierów prędzej czy później napotyka granicę wyznaczoną przez sam materiał. Bateria zmagazynuje tylko tyle energii, na ile pozwala jej katoda. Element turbiny może pracować tylko w takiej temperaturze, jaką wytrzyma jego powłoka. Parametry magnesu zależą od zawartych w nim pierwiastków ziem rzadkich i od ich dostępności.

Przekraczanie tych granic tradycyjnie oznaczało lata prób i błędów: testowanie znanych materiałów jeden po drugim w nadziei, że któryś się sprawdzi. Taki proces jest powolny, kosztowny i ograniczony do tego, co już jest dostępne.

AI zmienia punkt wyjścia. Zamiast pytać: „Który z istniejących materiałów jest najbliżej?”, możemy teraz zapytać: „Jaki materiał zapewniłby dokładnie to, czego potrzebuje ten produkt?” – i go poszukać.

Sercem naszej nowej usługi jest MS Lattice – autorski silnik do odkrywania materiałów oparty na AI, opracowany przez MatterSpace. Norck uzyskał licencję na MS Lattice i zintegrował go ze swoimi usługami inżynieryjnymi i produkcyjnymi.

MS Lattice działa na zasadzie projektowania odwrotnego. Zamiast wychodzić od znanego materiału i pytać, co potrafi, zaczyna od właściwości, których potrzebuje Twój produkt, i na tej podstawie szuka struktur materiałowych, które mogłyby je zapewnić. Wyszukiwanie to opiera się na trzech możliwościach:

• Adaptacyjne wyszukiwanie: wyniki każdej rundy określają, gdzie szukać w następnej, dzięki czemu wyszukiwanie podąża za dowodami, a nie za sztywnym planem.
• Ocena oparta na modelach fizycznych: każdy materiał kandydujący jest oceniany pod kątem właściwości istotnych dla Twojego zastosowania.
• Ustrukturyzowana walidacja: najlepsze materiały kandydujące są sprawdzane w udokumentowanych etapach, zanim przejdą dalej.

Silnik utrzymuje też zróżnicowany zestaw mocnych kandydatów zamiast niemal identycznych wariantów z jednej rodziny i pozostaje w granicach chemii oraz ograniczeń każdej dziedziny. Efektem jest krótka lista dopasowana do Twojego produktu, z dowodami stojącymi za każdym kandydatem.

Nie każdy projekt wymaga zupełnie nowego materiału. Dlatego usługa oferuje dwie ścieżki:

Optymalizacja istniejącego materiału. Zaczynamy od materiału, którego już używasz, i pracujemy nad poprawą jego właściwości oraz dopasowaniem do Twoich wymagań technicznych. W przypadku wielu produktów to najkrótsza droga do lepszych wyników.

Odkrywanie przełomowych materiałów. Gdy dzisiejsze materiały po prostu nie wystarczają, szukamy poza nimi nowych materiałów o nowych właściwościach i potencjale. Celem są rozwiązania, które mogą przenieść Twoją branżę poza jej obecne granice techniczne.

Każdy projekt materiałowy w Norck zaczyna się od rozdzielenia dwóch rzeczy:

• Wymagania to ograniczenia techniczne, które musi spełnić Twój materiał – granice, których kandydat nie może przekroczyć. Wyszukiwanie jest zaprojektowane tak, aby znaleźć materiały kandydujące, które je spełniają.
• Preferencje to właściwości, które chcesz poprawić w jak największym stopniu, takie jak mniejsza masa, wyższa wydajność czy lepsza stabilność. Optymalizujemy je ponad spełnione wymagania, nigdy ich kosztem.

Dzięki temu rozróżnieniu wyszukiwanie koncentruje się na tym, czego Twój produkt naprawdę potrzebuje, a jednocześnie dąży do najlepszych możliwych parametrów.

Tę usługę wyróżnia to, że nie kończy się na obiecującym wyniku na ekranie. Model materiału to punkt wyjścia, a nie rezultat. Nasz proces łączy obliczeniowe odkrywanie materiałów ze światem fizycznym:

1. Definiowanie. Przekazujesz nam potrzebne właściwości, swoje wymagania i preferencje.
2. Odkrywanie i optymalizacja. Za pomocą MS Lattice obliczeniowo wyszukujemy, projektujemy i optymalizujemy materiały kandydujące.
3. Wybór. Najlepsze materiały kandydujące są wybierane pod kątem Twoich wymagań i docelowych właściwości.
4. Synteza i walidacja. Materiały kandydujące są syntetyzowane i testowane pod kątem możliwości produkcji, stabilności i oczekiwanych właściwości.
5. Ocena i iteracja. Wyniki z rzeczywistych testów wracają do etapu projektowania. Jeśli kandydat nie spełnia oczekiwań, udoskonalamy go i próbujemy ponownie.
6. Produkcja materiału. Sprawdzone materiały trafiają do produkcji u wykwalifikowanych partnerów produkcyjnych – niezależnie od tego, czy jest to stop metali, materiał do baterii, magnes czy inny zaawansowany materiał.
7. Wytworzenie części. W razie potrzeby przekształcamy nowy materiał w Twoją gotową część lub produkt.
8. Dostawa. Otrzymujesz zweryfikowane rozwiązanie materiałowe, wyprodukowany materiał lub gotowe części – w zależności od wybranego zakresu.

Odkrywanie materiałów jest z natury procesem iteracyjnym i właśnie wokół tej rzeczywistości zbudowaliśmy naszą usługę. Materiały kandydujące są testowane, wyniki oceniane, a projekty udoskonalane, aż materiał będzie gotowy do zastosowania w rzeczywistych warunkach.

MS Lattice działa w jedenastu dziedzinach materiałowych, z których każda ma własne grupy materiałów, cele i punkty wyjścia. Razem obejmują one wiele materiałów, na których opierają się najbardziej wymagające technologie współczesności.

Kilka przykładów możliwości, jakie to otwiera:

• Magazynowanie energii: zespoły zajmujące się bateriami mogą badać katody i elektrolity stałe do baterii nowej generacji: litowo-jonowych, sodowo-jonowych i ze stałym elektrolitem.
• Ekstremalne warunki: inżynierowie z branży lotniczo-kosmicznej i energetycznej mogą szukać cieplnych powłok barierowych i ceramiki ultrawysokotemperaturowej, które chronią części w bardzo wysokiej temperaturze.
• Odporność łańcucha dostaw: zespoły opracowujące magnesy mogą badać rozwiązania mniej zależne od pierwiastków ziem rzadkich.
• Lekkość i wytrzymałość: zespoły z branży motoryzacyjnej i lotniczo-kosmicznej mogą badać lekkie i trudnotopliwe stopy o wysokiej entropii.

Projektowanie samych polimerów wykracza obecnie poza nasz zakres; w przypadku kompozytów ceramiczno-polimerowych wyszukiwanie koncentruje się na napełniaczu ceramicznym. Jeśli Twoje potrzeby nie pasują do żadnej dziedziny, powiemy Ci o tym od razu, jeszcze przed rozpoczęciem projektu.

To coś więcej niż nowa usługa w ofercie. Zmienia się moment, w którym Norck włącza się w proces rozwoju Twojego produktu, oraz to, czego możesz oczekiwać od jednego partnera:

• Zaczynamy wcześniej. Zamiast dołączać, gdy projekt jest już gotowy, Norck może teraz pomóc od pierwszego pytania: z czego powinna być wykonana ta część?
• Jeden partner – od materiału do części. Odkrywanie materiałów, walidacja, produkcja materiału i wytwarzanie części to zwykle odrębne usługi, przekazywane z jednego zespołu do drugiego. W Norck są zarządzane jako jeden spójny proces.
• Rezultaty, nie pliki. Nie otrzymujesz jedynie listy kandydatów na ekranie. Otrzymujesz materiały przetestowane, zweryfikowane i dopasowane do Twoich potrzeb.
• Wyszukiwanie dopasowane do Twojego produktu. Wymagania i preferencje są definiowane dla Twojego zastosowania, dzięki czemu wyszukiwanie celuje w to, czego Twój produkt naprawdę potrzebuje.
• Szersze pole poszukiwań. Wyszukiwanie wspierane przez AI pozwala zespołom wyjść poza dobrze znaną krótką listę materiałów i rozważyć opcje, do których mogłyby nie dotrzeć samą metodą prób i błędów.
• Poufność od pierwszego dnia. Od pierwszej rozmowy projekty mogą być realizowane w ramach umowy o zachowaniu poufności (NDA).

Opracowanie nowego stopu stali to jedno zadanie. Obróbka Twojej części z tego stopu to drugie. Nie każdy projekt wymaga obu, dlatego to Ty wybierasz zakres dopasowany do Twojego programu:

Norck zarządza procesem na każdym wybranym przez Ciebie etapie. W przypadku wysoce specjalistycznych materiałów i części koordynujemy produkcję z wyspecjalizowanymi producentami, którzy mają dokładnie takie możliwości, jakich wymaga projekt. A gdy przychodzi czas, by przekształcić materiał w części, do gry wchodzi nasze doświadczenie w obróbce CNC, obróbce blach i druku 3D.

Usługa jest przeznaczona dla organizacji w Europie i Stanach Zjednoczonych, które realizują zakrojone na szeroką skalę programy badawczo-rozwojowe i przesuwają granice możliwości materiałów, w takich branżach jak lotnictwo i kosmonautyka, technologie kosmiczne, przemysł obronny, motoryzacja, energetyka, technologie bateryjne, zaawansowana produkcja oraz inżynieria high-tech i B+R.

Dla wielu z tych zespołów pierwszym projektem jest ukierunkowane badanie B+R lub studium rozwoju materiału. Gdy zakończy się sukcesem, może przerodzić się w większy, długoterminowy program przemysłowy.

Od lat Norck pomaga firmom przekształcać projekty w precyzyjne części. Dzięki odkrywaniu materiałów wspieranemu przez AI możemy teraz pomagać w kształtowaniu tego, z czego te części są wykonane, i przenosić rezultat aż do świata fizycznego.

To krok od produkcji w stronę zaawansowanej inżynierii i B+R – i cieszymy się, że możemy zrobić go razem z naszymi klientami.

Masz wyzwanie materiałowe? Powiedz nam, czego potrzebuje Twój produkt. Nasz zespół przeanalizuje Twoje wymagania i zaproponuje odpowiedni zakres.

Rozpocznij projekt materiałowy →