Как быть? Стоимость изготовления пятицентовой монеты США - 7 центов

Поскольку стоимость металлов колеблется с течением времени, Монетный двор США вынужден искать новые способы поддержать эмиссию разменной монеты на прежнем уровне. Нужно сделать много монет задёшево. Это всегда нелегко. 

Например,  в 2015 году на Монетном дворе в Филадельфии было изготовлено 1,5 млрд новых «никелей», как эту монету называют сами американцы.

Пятицентовый «никель». Его химический состав менялся на протяжении всего срока с момента начала выпуска, - но монета всегда содержала никель, отчего и получила своё название. В наше время «пятицентовая» состоит из 75% меди и 25% никеля. Хороший вкус!

Всё бы ничего, но себестоимость этой монеты является проблемой сегодня. Её химические ингредиенты нуждаются в пересмотре. Кто решит проблему? Стране нужен мастер-шеф!

Бабушкин рецепт

Монетный двор США обратился к методам компьютерного моделирования, чтобы создать более рентабельный и долговечный «никель».

Большинство монет представляет собой особый «микс» разных металлов, которые работают сообща, чтобы наделить «мелочь» в кармане определенным набором интересных свойств.

Монета должна быть достаточно прочной, чтобы служить долго. Она должна не ржаветь и не окисляться, когда её берут натруженной потной рукой. Необходимо, чтобы «деньга», по возможности, сохраняла определенный цвет и блеск на протяжении всей своей жизни.

Кроме того, современные монеты должны иметь определённую электропроводность, чтобы миллионы торговых автоматов по всей стране могли отличить настоящую «звонкую» от искусной подделки.

Кулинарный тур

Мало кто ищет сложных путей. Наши друзья тоже. Чтобы упростить процесс создания нового сплава для «никеля», который содержит меньше никеля, американский Монетный двор обратился к группе исследователей из Национального института стандартов и технологий.

Его специалисты использовали компьютерное моделирование, чтобы спрогнозировать результат смешивания различных металлов.

Программа успешно определила конкретные свойства и особенности новых монет задолго до того, как металлическая заготовка попала под гидравлический пресс. Уже избитый прием, но замечательно работает.

В конце концов, ученые создали прототип пятицентовой монеты. Новинка сделана из смеси меди, цинка и никеля. Такая «копейка» на 40 процентов дешевле в производстве, если сравнивать с предшественницей. Цель достигнута!

Чтобы не «загреметь» в тюрьму за подделку денег, было решено тестировать экспериментальные монеты в нестандартном дизайне.

Виртуальные «сплавы» помогают материаловедам сэкономить время. Весь процесс занял не более года,  значительно сократился стандартный период «кулинарных экспериментов».

Перспективы

Инженеры и ученые по всему миру видят большой потенциал компьютерного моделирования, менее затратного подхода, который может быть использован для оптимизации проектирования в других сферах производства.