從一億種組合淘金，AI 成功找出 NASA 航太材料的低成本 3D 列印祕訣
美國華盛頓州立大學研究團隊近期透過人工智慧（AI）技術取得重大突破，成功為 NASA 常用的高性能金屬合金「GRCop-42」找出更便宜且容易實現的 3D 列印方式。團隊將原本高達 1 億種以上的參數組合，大幅濃縮至僅需 40 次實驗，最終精準鎖定 6 組可行配置，更首度創下以 500 瓦超低雷射功率成功列印該航太材料的創舉。
這項跨領域研究由華盛頓州立大學的電機與電腦科學學院，以及機械與材料工程學院攜手合作，成果已發表於《AAAI Conference on Artificial Intelligence》。研究團隊的策略是從過去的經驗中學習，他們匯入先前 37 組失敗的列印數據做為基礎，建立出一套能評估未知參數成功機率的 AI 模型。隨後，該模型會分批推薦全新的實驗組合，在「驗證高潛力方案」與「探索未知領域」之間取得平衡，進而快速收斂出最佳解答。
在短短約三個月的時間內，團隊在 40 次實驗的嚴格限制下，成功解鎖不同雷射功率下的列印配置，並證實 500 瓦的低功率條件即可完成列印。
研究人員指出，儘管 GRCop-42 廣泛應用於航太領域，但目前市面上高達九成的商用 3D 印表機都無法直接處理這款合金。如今能以較低雷射功率穩定列印，不僅大幅降低了耗電量、設備磨損與後處理成本，更為資金有限的大學、小型實驗室及企業開啟了大門，讓他們也能運用普及的商用設備投入高階合金的製作。
研究團隊樂觀預期，這套由 AI 驅動的高效搜尋方法，未來將可廣泛應用於金屬積層製造（3D 列印）領域，進一步擴大各種高性能合金的應用範圍。
（首圖為列印失敗的結構，顯示如下：（A）具有長柱狀結構的測試區塊，最下方的測試結構出現柱體斷裂的狀況；（B）改良後的測試區塊，將柱體尺寸明顯加大成更粗的支柱；（C）較高的結構，其柱體從測試區塊較高的位置開始延伸。來源：論文）