Fra krav til ekte materiale: slik tar Norck KI-drevet materialoppdagelse inn i ingeniørarbeidet

Før eller senere møter ethvert ingeniørteam en grense som settes av selve materialet. Et batteri kan bare lagre så mye energi som katoden tillater. En turbinkomponent kan bare driftes ved så høye temperaturer som belegget tåler. En magnets ytelse avhenger av de sjeldne jordartsmetallene den inneholder – og av tilgangen på dem.

Å bryte gjennom disse grensene har tradisjonelt betydd år med prøving og feiling: kjente materialer testes ett for ett i håp om at ett av dem passer. Den prosessen er treg, kostbar og begrenset av det som allerede finnes på hylla.

KI endrer utgangspunktet. I stedet for å spørre «hvilket eksisterende materiale kommer nærmest?» kan vi nå spørre «hvilket materiale vil gi akkurat det dette produktet trenger?» – og deretter søke etter det.

Kjernen i den nye tjenesten vår er MS Lattice, en proprietær KI-drevet motor for materialoppdagelse utviklet av MatterSpace. Norck har lisensiert MS Lattice og integrert den i ingeniør- og produksjonstjenestene våre.

MS Lattice arbeider med invers design. I stedet for å starte med et kjent materiale og spørre hva det kan gjøre, starter den med egenskapene produktet ditt trenger, og søker seg bakover til materialstrukturer som kan levere dem. Tre funksjoner får dette søket til å virke:

• Adaptivt søk: hver runde med resultater styrer hvor neste runde leter, slik at søket følger funnene i stedet for en fast plan.
• Fysikkbasert evaluering: hver kandidat vurderes opp mot egenskapene som betyr noe for bruksområdet ditt.
• Strukturert validering: de sterkeste kandidatene kontrolleres i dokumenterte trinn før de går videre.

Motoren beholder også et variert utvalg av sterke kandidater i stedet for nesten-kopier fra én og samme familie, og den holder seg innenfor kjemien og grensene i hvert område. Resultatet er en kortliste bygd rundt produktet ditt, med dokumentasjonen bak hver kandidat.

Ikke alle prosjekter trenger et helt nytt materiale. Derfor tilbyr tjenesten to veier:

Optimalisering av eksisterende materialer. Vi tar utgangspunkt i materialet du allerede bruker, og jobber for å forbedre ytelsen og tilpasningen til de tekniske kravene dine. For mange produkter er dette den mest direkte veien til bedre resultater.

Oppdagelse av banebrytende materialer. Når dagens materialer rett og slett ikke strekker til, søker vi forbi dem etter nye materialer med nye egenskaper og nytt potensial. Målet er løsninger som kan løfte bransjen din forbi dagens tekniske grenser.

Hvert materialprosjekt hos Norck begynner med å skille mellom to ting:

• Krav er de tekniske begrensningene materialet ditt må oppfylle: grensene en kandidat ikke kan krysse. Søket er bygd for å finne kandidater som tilfredsstiller dem.
• Ønsker er egenskapene du vil presse så langt som mulig, for eksempel lavere vekt, høyere effektivitet eller bedre stabilitet. Disse optimaliseres i tillegg til kravene dine – aldri på bekostning av dem.

Dette skillet holder søket fokusert på det produktet ditt virkelig trenger, samtidig som det strekker seg etter best mulig ytelse.

Det som skiller denne tjenesten fra andre, er at den ikke stopper ved et lovende resultat på en skjerm. En materialmodell er et utgangspunkt, ikke et resultat. Prosessen vår kobler beregningsbasert oppdagelse sammen med den fysiske verden:

1. Definer. Du forteller oss hvilke egenskaper du trenger, kravene dine og ønskene dine.
2. Oppdag og optimaliser. Med MS Lattice søker, designer og optimaliserer vi materialkandidater ved hjelp av beregninger.
3. Velg ut. De sterkeste kandidatene velges ut fra kravene og målegenskapene dine.
4. Syntetiser og valider. Kandidatene syntetiseres og testes for produserbarhet, stabilitet og forventede egenskaper.
5. Evaluer og iterer. Resultater fra den virkelige verden mates tilbake i designet. Hvis en kandidat ikke strekker til, finjusterer vi den og prøver igjen.
6. Produser materialet. Vellykkede materialer går videre til produksjon hos kvalifiserte produksjonspartnere, enten det er en metallegering, et batterimateriale, en magnet eller et annet avansert materiale.
7. Produser delen. Om du trenger det, gjør vi det nye materialet om til den ferdige delen eller det ferdige produktet ditt.
8. Lever. Du mottar en validert materialløsning, produsert materiale eller ferdige deler, avhengig av omfanget ditt.

Materialoppdagelse er iterativt av natur, og vi har bygd tjenesten rundt nettopp det. Kandidater testes, resultater evalueres og design finjusteres til materialet er klart for bruk i den virkelige verden.

MS Lattice arbeider på tvers av elleve materialområder, hvert med sine egne materialgrupper, mål og utgangspunkter. Til sammen dekker de mange av materialene bak dagens mest krevende teknologier.

Noen eksempler på hva dette åpner for:

• Energilagring: batteriteam kan utforske katoder og faste elektrolytter for neste generasjons litium-, natrium- og faststoffbatterier.
• Ekstreme miljøer: ingeniører innen luft- og romfart og energi kan lete etter termiske barrierebelegg og keramer for ultrahøye temperaturer som beskytter deler mot intens varme.
• Forsyningssikkerhet: magnetutviklere kan utforske design med mindre avhengighet av sjeldne jordartsmetaller.
• Lett og sterkt: team innen bilindustri og luft- og romfart kan undersøke lette og refraktære høyentropilegeringer.

Design av selve polymerene ligger foreløpig utenfor omfanget; for keram–polymer-kompositter retter søket seg mot det keramiske fyllstoffet. Hvis behovet ditt ikke passer inn i noe område, sier vi fra på forhånd, før et prosjekt starter.

Dette er mer enn et nytt tjenesteområde. Det endrer hvor i produktutviklingsprosessen din Norck kommer inn, og hva du kan forvente av én partner:

• Vi starter tidligere. I stedet for å komme inn når designet er ferdig, kan Norck nå hjelpe fra det aller første spørsmålet: Hva skal denne delen lages av?
• Én partner, fra materiale til del. Materialoppdagelse, validering, materialproduksjon og produksjon av deler er vanligvis separate tjenester som overleveres fra ett team til et annet. Hos Norck styres de som én sammenhengende prosess.
• Resultater, ikke filer. Du får ikke bare en liste over kandidater på en skjerm. Du får materialer som er testet, validert og tilpasset behovene dine.
• Søk bygd rundt produktet ditt. Krav og ønsker defineres for ditt bruksområde, slik at søket retter seg mot det produktet ditt virkelig trenger.
• Et større rom å utforske. KI-drevet søk lar team se forbi den velkjente kortlisten over materialer og vurdere alternativer de kanskje ikke ville ha kommet fram til gjennom prøving og feiling alene.
• Konfidensielt fra dag én. Prosjekter kan gjennomføres under taushetserklæring (NDA) fra første samtale.

Å utvikle en ny stållegering er én jobb. Å maskinere delen din av den er en annen. Ikke alle prosjekter trenger begge deler, så du velger omfanget som passer programmet ditt:

Norck styrer prosessen gjennom hvert trinn du velger. For svært spesialiserte materialer og deler koordinerer vi produksjonen med spesialiserte produsenter som har akkurat riktig kompetanse. Og når det er tid for å gjøre materialet om til deler, kommer erfaringen vår innen CNC-maskinering, platebearbeiding og 3D-printing til sin rett.

Tjenesten er utviklet for organisasjoner i Europa og USA som driver store FoU-programmer og flytter grensene for hva materialer kan få til: luftfart og romfart, romteknologi, forsvar, bilindustri, energi, batteriteknologi, avansert produksjon samt høyteknologisk ingeniørarbeid og FoU.

For mange av disse teamene er det første prosjektet en avgrenset FoU- eller materialutviklingsstudie. Når den lykkes, kan den vokse til et større, langsiktig industriprogram.

I mange år har Norck hjulpet bedrifter med å gjøre design om til presisjonsdeler. Med KI-drevet materialoppdagelse kan vi nå også være med på å forme hva disse delene er laget av – og ta resultatet hele veien ut i den fysiske verden.

Det er et steg fra produksjon mot avansert ingeniørarbeid og FoU, og vi gleder oss til å ta det sammen med kundene våre.

Har du en materialutfordring? Fortell oss hva produktet ditt trenger. Teamet vårt går gjennom kravene dine og foreslår riktig omfang.

Start et materialprosjekt →