Forschende der University of Toronto Engineering haben im Rahmen eines automatisierten Materialsuchsystems sechs neue, hochtemperaturbeständige Metalllegierungen entdeckt, die sich besonders für den additiven Fertigungsprozess eignen. Das Projekt wird von Yu Zou geleitet und maßgeblich von Ph.D.-Student Ajay Talbot sowie dem Forscher Jason Hattrick-Simpers vorangetrieben. Die Arbeit wird unter anderem durch das Acceleration Consortium der Universität unterstützt. Zur Beschleunigung der Materialentwicklung setzten die Wissenschaftler ein KI-gestütztes Selbstfahrendes Labor ein. Dieses geschlossene System verbindet Computermodellierung, maschinelles Lernen und robotergestützte Fertigung. Durch aktives Lernen wählt der Algorithmus gezielt Proben aus, lässt diese automatisch herstellen und testen und speist die Versuchsergebnisse unmittelbar zurück in das Modell. Dieser iterative Kreislauf eliminiert das traditionelle Datenproblem und ermöglicht eine autarke Navigation im komplexen chemischen Raum, ohne auf umfangreiche historische Datensätze angewiesen zu sein. Im Fokus stand zunächst ein System aus Nickel, Cobalt und Chrom. Innerhalb weniger Wochen identifizierte die Plattform sechs vielversprechende Zusammensetzungen. Eine Legierung mit 12 Prozent Nickel, 62 Prozent Cobalt und 26 Prozent Chrom übertrifft den Industriestandard Inconel 625 bei 600 Grad Celsius um 4,5 Prozent in der Hochtemperaturhärte und ist prädestiniert für vordere Triebwerksteile. Eine weitere Zusammensetzung mit 36 Prozent Nickel, 14 Prozent Cobalt und 50 Prozent Chrom weist bei 1.000 Grad Celsius eine um 85 Prozent bessere Oxidationsbeständigkeit auf als der aktuelle Standard. Beide Materialien sind druckbar, wodurch sich schichtweise gradierte Bauteile mit abgestuften mechanischen Eigenschaften fertigen lassen. Die Ergebnisse demonstrieren die Effizienz geschlossener KI-Forschungsplattformen für die Werkstoffentwicklung. Da das getestete Dreielementsystem vergleichsweise einfach konzipiert ist, betrachten die Forschenden den Ansatz als skalierbare Grundlage. Das Team plant, die Elementkombinationen in nächsten Schritten auf bis zu zwölf Komponenten auszuweiten, um neue Verstärkungsmechanismen zu erschließen. Langfristig zielt die Forschung darauf ab, Werkstoffe für Einsatztemperaturen bis 1.200 Grad Celsius zu etablieren, die den wachsenden Anforderungen der Luft- und Raumfahrt sowie der Stromerzeugung gerecht werden.