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Del requisito al material real: cómo Norck lleva el descubrimiento de materiales impulsado por IA a la ingeniería
Norck ayuda ahora a sus clientes a descubrir, optimizar, validar y fabricar materiales avanzados con MS Lattice. Le explicamos cómo funciona y qué cambia para los equipos de ingeniería.
Durante la mayor parte de la historia de la fabricación, los ingenieros han diseñado en función de los materiales que tenían a su alcance. Cuando una pieza tenía que ser más ligera, más resistente o soportar mejor el calor, las opciones se limitaban a lo que ya existía en el mercado. Si no existía el material adecuado, había que hacer concesiones en el diseño.
Norck está cambiando esta situación. Con nuestro nuevo servicio de descubrimiento, optimización y fabricación de materiales impulsados por IA, ayudamos a nuestros clientes a encontrar el material que su producto realmente necesita, a demostrar su valía en el mundo real y a fabricar con él. Es uno de los mayores pasos de la historia de Norck: de fabricar sus piezas a ayudar a desarrollar los materiales de los que están hechas.
Por qué los materiales son la próxima frontera de la ingeniería
Todo equipo de ingeniería acaba topándose con un límite impuesto por el propio material. Una batería solo puede almacenar tanta energía como le permita su cátodo. Un componente de turbina solo puede funcionar a la temperatura que su recubrimiento sea capaz de soportar. El rendimiento de un imán depende de las tierras raras que contiene y de su suministro.
Superar estos límites ha supuesto tradicionalmente años de prueba y error: ensayar materiales conocidos uno a uno con la esperanza de que alguno encaje. Es un proceso lento, costoso y limitado a lo que ya está disponible.
La IA cambia el punto de partida. En lugar de preguntarnos «¿qué material existente se acerca más?», ahora podemos preguntarnos «¿qué material ofrecería exactamente lo que necesita este producto?» y buscarlo.
¿Qué es MS Lattice?
En el núcleo de nuestro nuevo servicio se encuentra MS Lattice, un motor propietario de descubrimiento de materiales impulsado por IA desarrollado por MatterSpace. Norck ha obtenido la licencia de MS Lattice y lo ha integrado en nuestros servicios de ingeniería y fabricación.
MS Lattice funciona mediante diseño inverso. En lugar de partir de un material conocido y preguntarse qué puede hacer, parte de las propiedades que necesita su producto y, a partir de ellas, busca las estructuras de material que podrían proporcionarlas. Tres capacidades hacen posible esta búsqueda:
- Búsqueda adaptativa: cada ronda de resultados determina dónde busca la siguiente, de modo que la búsqueda se guía por los datos y no por un plan fijo.
- Evaluación basada en la física: cada candidato se evalúa en función de las propiedades relevantes para su aplicación.
- Validación estructurada: los candidatos más prometedores se comprueban en etapas documentadas antes de seguir adelante.
Además, el motor conserva un conjunto diverso de candidatos sólidos, en lugar de variantes casi idénticas de una misma familia, y respeta la química y los límites de cada ámbito. El resultado es una preselección pensada para su producto, con los datos que respaldan a cada candidato.
Dos formas de superar los límites de los materiales
No todos los proyectos necesitan un material completamente nuevo. Por eso, el servicio ofrece dos vías:
Optimización de materiales existentes. Partimos del material que ya utiliza y trabajamos para mejorar su rendimiento y su adecuación a sus requisitos técnicos. Para muchos productos, es el camino más directo hacia mejores resultados.
Descubrimiento de materiales revolucionarios. Cuando los materiales actuales simplemente no bastan, buscamos más allá de ellos nuevos materiales con nuevas propiedades y potencial. El objetivo son soluciones que permitan a su sector superar sus límites técnicos actuales.
Requisitos primero, preferencias optimizadas
Todo proyecto de materiales en Norck empieza separando dos cosas:
- Los requisitos son las restricciones técnicas que su material debe cumplir: los límites que un candidato no puede rebasar. La búsqueda está diseñada para encontrar candidatos que los satisfagan.
- Las preferencias son las propiedades que le gustaría llevar lo más lejos posible, como un menor peso, una mayor eficiencia o una mejor estabilidad. Se optimizan además de sus requisitos, nunca a costa de ellos.
Esta distinción mantiene la búsqueda centrada en lo que su producto realmente necesita, sin dejar de aspirar al mejor rendimiento posible.
Cómo funciona el proceso, paso a paso
Lo que distingue a este servicio es que no se queda en un resultado prometedor en una pantalla. Un modelo de material es un punto de partida, no un resultado. Nuestro proceso conecta el descubrimiento computacional con el mundo físico:
- Definir. Usted nos indica las propiedades que necesita, sus requisitos y sus preferencias.
- Descubrir y optimizar. Con MS Lattice buscamos, diseñamos y optimizamos materiales candidatos de forma computacional.
- Seleccionar. Los candidatos más prometedores se eligen en función de sus requisitos y de las propiedades objetivo.
- Sintetizar y validar. Los candidatos se sintetizan y se ensayan para comprobar su fabricabilidad, su estabilidad y las propiedades esperadas.
- Evaluar e iterar. Los resultados reales retroalimentan el diseño. Si un candidato no da la talla, lo perfeccionamos y volvemos a intentarlo.
- Producir el material. Los materiales que superan las pruebas pasan a producción con socios de fabricación cualificados, ya se trate de una aleación metálica, un material para baterías, un imán u otro material avanzado.
- Fabricar la pieza. Si lo necesita, convertimos el nuevo material en su pieza o producto final.
- Entregar. Usted recibe una solución de material validada, material producido o piezas terminadas, según el alcance elegido.
El descubrimiento de materiales es iterativo por naturaleza, y hemos diseñado el servicio en torno a esa realidad. Los candidatos se ensayan, los resultados se evalúan y los diseños se perfeccionan hasta que el material está listo para su uso en el mundo real.
Once ámbitos de materiales, un solo motor
MS Lattice trabaja en once ámbitos de materiales, cada uno con sus propias familias de materiales, objetivos y puntos de partida. En conjunto, abarcan muchos de los materiales en los que se basan las tecnologías más exigentes de hoy.
| Ámbito | Qué abarca | Familias de materiales |
|---|---|---|
| Cátodos para baterías | Cátodos para baterías de iones de litio, sodio, potasio y magnesio | Óxidos laminares NMC y NCA, óxidos tipo espinela, estructuras polianiónicas, óxidos laminares para baterías de iones de sodio, análogos del azul de Prusia, espinelas para baterías de iones de magnesio |
| Electrolitos sólidos | Conductores iónicos para baterías de estado sólido, pilas de combustible y electrolizadores | Granates, conductores tipo NASICON, sulfuros, haluros, conductores de iones óxido, conductores protónicos, materiales compuestos cerámica-polímero |
| Catálisis | Catalizadores para el hidrógeno, la conversión de CO₂ y una química más limpia | Aleaciones de átomo único, superficies de aleaciones, catalizadores soportados sobre óxidos, ánodos OER en medio ácido, aleaciones para ORR, superficies para la reducción de CO₂ |
| Imanes | Imanes permanentes y materiales magnéticos blandos con menor dependencia de las tierras raras | NdFeB de alto rendimiento y con menor contenido de tierras raras, MnAl sin tierras raras, hexaferritas, hierro-silicio, hierro-cobalto, ferritas de espinela |
| Fotovoltaica | Absorbentes solares más allá del silicio | Perovskitas de haluro, perovskitas dobles, calcohaluros, absorbentes de calcogenuros |
| Termoelectricidad | Materiales que convierten el calor en electricidad | Calcogenuros, skutteruditas, compuestos half-Heusler, óxidos termoeléctricos |
| Aleaciones de alta entropía | Aleaciones de varios elementos principales | Aleaciones de metales de transición, resistentes a la corrosión, ligeras y refractarias |
| Superconductores | Superconductores de todas las familias conocidas | Cupratos, pnicturos basados en hierro, niquelatos bicapa, compuestos tipo MgB₂, hidruros de alta presión |
| Recubrimientos de barrera térmica | Recubrimientos que protegen las piezas a altas temperaturas | Circona estabilizada, circonatos de tierras raras, óxidos de alta entropía, recubrimientos de barrera ambiental |
| Recubrimientos duros | Recubrimientos resistentes al desgaste para herramientas y piezas | Nitruros y carburos, diboruros, fases MAX |
| Cerámicas de ultra alta temperatura | Cerámicas para las temperaturas más extremas | Carburos con estructura de sal gema, materiales compuestos de diboruros, carburos de alta entropía, diboruros de alta entropía |
Algunos ejemplos de las posibilidades que esto abre:
- Almacenamiento de energía: los equipos que desarrollan baterías pueden explorar cátodos y electrolitos sólidos para baterías de iones de litio, de iones de sodio y de estado sólido de nueva generación.
- Entornos extremos: los ingenieros de los sectores aeroespacial y energético pueden buscar recubrimientos de barrera térmica y cerámicas de ultra alta temperatura que protejan las piezas frente al calor intenso.
- Seguridad de suministro: los desarrolladores de imanes pueden explorar diseños con menor dependencia de las tierras raras.
- Ligereza y resistencia: los equipos de automoción y del sector aeroespacial pueden investigar aleaciones de alta entropía ligeras y refractarias.
El diseño de polímeros propiamente dichos queda fuera del alcance actual; en los materiales compuestos cerámica-polímero, la búsqueda se centra en la carga cerámica. Si su necesidad no encaja en ningún ámbito, se lo diremos desde el principio, antes de que empiece el proyecto.
Qué cambia para nuestros clientes
Es mucho más que una nueva línea de servicio. Cambia el momento en que Norck entra en su proceso de desarrollo de producto y lo que puede esperar de un único socio:
- Empezamos antes. En lugar de incorporarse cuando el diseño ya está terminado, Norck puede ayudarle ahora desde la primera pregunta: ¿de qué debería estar hecha esta pieza?
- Un solo socio, del material a la pieza. El descubrimiento de materiales, la validación, la producción del material y la fabricación de piezas suelen ser servicios independientes que pasan de un equipo a otro. Con Norck, se gestionan como un único proceso conectado.
- Resultados, no archivos. No recibe solo una lista de candidatos en una pantalla. Recibe materiales ensayados, validados y adaptados a sus necesidades.
- Búsquedas diseñadas en torno a su producto. Los requisitos y las preferencias se definen para su aplicación, de modo que la búsqueda se orienta a lo que su producto realmente necesita.
- Un espacio más amplio por explorar. La búsqueda impulsada por IA permite a los equipos mirar más allá de la lista habitual de materiales conocidos y considerar opciones a las que quizá no habrían llegado solo mediante prueba y error.
- Confidencialidad desde el primer día. Los proyectos pueden desarrollarse bajo un acuerdo de confidencialidad (NDA) desde la primera conversación.
Elija el alcance que necesita
Desarrollar una nueva aleación de acero es un trabajo. Mecanizar su pieza a partir de ella es otro. No todos los proyectos necesitan ambos, así que usted elige el alcance que mejor se adapta a su programa:
| Alcance | Qué obtiene |
|---|---|
| Descubrimiento | Nuevos materiales candidatos o un material existente optimizado |
| Descubrimiento + validación | Candidatos sintetizados y ensayados físicamente |
| Descubrimiento + validación + producción del material | Un material validado y producido |
| De principio a fin | Del descubrimiento a sus piezas finales fabricadas |
Norck gestiona el proceso en cada una de las etapas que usted elija. Para materiales y piezas altamente especializados, coordinamos la producción con fabricantes expertos que cuentan exactamente con las capacidades adecuadas. Y cuando llega el momento de convertir el material en piezas, entra en juego nuestra experiencia en mecanizado CNC, fabricación de chapa metálica e impresión 3D.
Pensado para ambiciosos programas de I+D
El servicio está pensado para organizaciones de Europa y Estados Unidos que desarrollan programas de I+D a gran escala y llevan al límite lo que los materiales pueden ofrecer: aeroespacial y aviación, tecnologías espaciales, defensa, automoción, energía, tecnologías de baterías, fabricación avanzada e ingeniería de alta tecnología e I+D.
Para muchos de estos equipos, el primer proyecto es un estudio acotado de I+D o de desarrollo de materiales. Si tiene éxito, puede convertirse en un programa industrial más amplio y a largo plazo.
Preguntas frecuentes
¿Siempre necesito un material completamente nuevo?
No. Muchos proyectos empiezan optimizando un material que ya utiliza.
¿Con quién trabajo?
Con Norck. Gestionamos su proyecto desde el primer requisito hasta la entrega final.
¿Está garantizado que cada nuevo material funcione a la primera?
El descubrimiento de materiales es iterativo. Los candidatos se ensayan físicamente y los resultados retroalimentan el diseño hasta obtener un material que satisfaga sus necesidades.
¿Fabrican ustedes mismos todos los materiales y piezas?
Norck gestiona todo el proceso. Para materiales y piezas especializados, trabajamos con fabricantes cualificados que cuentan con las capacidades adecuadas.
¿Puedo contratar solo una parte del proceso?
Sí. Elija solo el descubrimiento, añada la validación, añada la producción del material o llegue hasta las piezas terminadas.
¿Qué ocurre si mi material no encaja en ninguno de los once ámbitos?
Descríbanos su necesidad y le diremos desde el principio si algún ámbito la cubre. El diseño de polímeros propiamente dichos queda, por ahora, fuera de nuestro alcance.
Un nuevo capítulo para Norck y para sus productos
Durante años, Norck ha ayudado a las empresas a convertir sus diseños en piezas de precisión. Con el descubrimiento de materiales impulsado por IA, ahora también podemos ayudar a definir de qué están hechas esas piezas y llevar el resultado hasta el mundo físico.
Es un paso de la fabricación hacia la ingeniería avanzada y la I+D, y nos ilusiona darlo junto a nuestros clientes.
¿Tiene un reto de materiales? Cuéntenos qué necesita su producto. Nuestro equipo revisará sus requisitos y le propondrá el alcance adecuado.
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