计算机建模有助于美国政府制造更便宜的镍币

cnBeta.COM 18-06-26 15:32:58 中国集币在线 发表评论

  据外媒报道,由于生产硬币的成本往往超过硬币本身的价值,因此细小的改变对许多政府来说是一件非常头疼的事情。美国5美分的镍币可能要花费7美分的成本,因此美国铸币局和美国国家标准与技术研究院(NIST)正在研制一种成本便宜40%的硬币。

  这种硬币具有和旧版本一样的硬度,并保持与现代自动售货机的兼容性。

  现在一枚硬币本质上是一种信用承诺,表示发行政府支持硬币的价值。这意味着铸币局花费大量时间重新设计硬币,以减少其所含稀贵金属的数量,以保持其通胀和生产成本的领先地位,同时保持其实际和美观的其他品质。后者的意义非常重要,因为货币的价值在很大程度上取决于人们对它的信任程度,而一个没有“感觉”正确的硬币会产生真正的经济影响。

  根据NIST的说法,设计新的美国镍币不仅意味着降低成本。这也意味着确保它不会腐蚀,新的合金可以保持清晰的图像,将变形保持在最小程度,硬币具有与旧的一样的厚度,并且具有相同的导磁和导电性属性,所以它不会被自动售货机或银行柜台中的硬币分拣机拒收。

  新设计利用了NIST的2001年材料基因组计划(MGI)的优势,该计划旨在加快材料开发 ,同时通过使用计算和IT工具降低成本。基本上,这涉及到为新硬币设置所需的规格,然后对其进行逆向工程。这包括解决诸如使合金的颜色与当前银色光泽相匹配的问题,而不是太多的橙色或黄色。

  通过使用预测各种金属如何相互作用的计算机模型来匹配所需的参数,研究人员研发出了了一种铜、镍和锌合金,其制造成本低40%。这种建模还降低了制作实验批次的需求,从而降低了成本。

  “在一年之内,我们能够设计一个合金设计框架,识别并使用我们的模型来获得正确的合金,然后向前推进,实际制造原型,测试它并发现我们确实满足了所有的目标,”NIST项目负责人兼材料工程师Eric Lass表示。

  该团队表示,这一过程不仅可以为美国政府节省数百万美元,而且还可以在工业中应用更具弹性的电子产品,以及控制金属产品颜色的能力。

  该研究发表在《整合材料与制造创新》杂志上。

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