Skip to main content

Modelling and optimal design of ceramic structures with defects and imperfect interfaces

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowe oprogramowanie do optymalizacji projektowania struktur ceramicznych

Badacze korzystający z dofinansowania UE opracowali nowe oprogramowanie do symulowania całego procesu formowania ceramiki, od surowców do końcowego produktu. Pozwoli to producentom ceramiki zwiększać wydajność produkcji, a ograniczać ilość odpadów.

Gospodarka cyfrowa

Choć europejska branża ceramiki jest sektorem bardzo dojrzałym, w produkcji przemysłowej nadal stosowane są przeważnie procesy wypracowane empirycznie, którymi trudno jest sterować ze względu na niepełną znajomość mechanizmów ich działania. Ma to negatywny wpływ na jakość i funkcjonalność produktów, dodatkowo powodując nadmierne zużycie energii i generowanie zbędnych odpadów. Modelowanie konstytucyjne to metoda opisywania reakcji materiałów na siły zewnętrzne, stanowiąca obecnie przedmiot intensywnych badań w dziedzinie mechaniki ciał stałych ze względu na ogromny potencjał tworzenia naukowych rozwiązań praktycznych problemów inżynierskich. Naukowcy pracujący nad opisami formowania produktów ceramicznych z proszków powołali do życia projekt INTERCER2 (Modelling and optimal design of ceramic structures with defects and imperfect interfaces). Jednym z wyników projektu jest narzędzie do symulacji numerycznych umożliwiające projektowanie przemysłowych elementów ceramicznych z uwzględnieniem wszystkich etapów, od mieszania proszków po prasowanie na zimno i spiekanie w wysokich temperaturach. Nowe oprogramowanie umożliwia w szczególności modelowanie naprężeń szczątkowych, rozkładu gęstości wewnątrz elementu ceramicznego oraz efektu sprężynowania wpływającego na kształt gotowego elementu. Poza modelami dotyczącymi ceramiki naukowcy opracowali też i udostępnili bezpłatnie w internecie podobne algorytmy do modelowania i analizy skał, betonu i gleby. Dodatkowo uzyskano obiecujące wyniki prac nad wypełniaczami ceramicznymi o właściwościach piezoelektrycznych, umożliwiającymi odzyskiwanie energii. Nowe narzędzie INTERCER2 może znacząco wspomóc optymalizację procesów produkcji ceramiki, umożliwiając zmniejszenie poboru energii, kosztów produkcji i zużycia surowców przy jednoczesnym poprawianiu konkurencyjności przemysłu.

Słowa kluczowe

Struktury ceramiczne, modelowanie konstytucyjne, INTERCER2, narzędzie do symulacji

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania