Un nuovo software ottimizza il design delle strutture ceramiche
Nonostante l’alto livello di maturità del settore ceramico in Europa, la produzione industriale si basa ancora su processi fortemente determinati empiricamente, spesso poco conosciuti e difficili da controllare. Non solo questo influisce sulla qualità del prodotto e sulla funzionalità, ma provoca anche un eccessivo consumo di energia e la produzione di rifiuti. La modellazione costitutiva descrive in che modo determinati materiali rispondono ai carichi esterni ed è uno dei campi più intensamente studiati nell’ambito della meccanica solida, in quanto è fondamentale per una soluzione basata sulla conoscenza dei problemi pratici nell’ingegneria. Gli scienziati hanno avviato il progetto INTERCER2 (Modelling and optimal design of ceramic structures with defects and imperfect interfaces) allo scopo di descrivere la formazione di prodotti ceramici dalle polveri. Uno dei risultati del progetto riguarda un affidabile strumento di simulazione numerica per la progettazione di pezzi ceramici industriali a partire dalla miscelazione di polveri e compattazione a freddo con successiva sinterizzazione a temperature elevate. In particolare, il nuovo strumento software permette di modellizzare le tensioni residue e la deformazione, la distribuzione della densità all’interno del pezzo ceramico e l’effetto di ritorno elastico che influisce sulla forma del pezzo finito. Fatta eccezione per i modelli ceramici, gli scienziati hanno inoltre sviluppato algoritmi simili per la modellizzazione e l’analisi di rocce, cemento e suolo pubblicamente disponibili online. Inoltre, sono stati ottenuti risultati preliminari promettenti con filler di ceramica dotati di proprietà piezoelettriche per la raccolta dell’energia. Il nuovo strumento del progetto INTERCER2 promette un importante impatto sull’ottimizzazione dei processi ceramici, riducendo l’energia, i costi di produzione e il consumo di materie prime, influenzando inoltre positivamente la competitività industriale.
Parole chiave
Strutture ceramiche, modellizzazione costitutiva, INTERCER2, strumento di simulazione
