Descripción del proyecto
Investigación en fabricación aditiva para el diseño de metales de gradiente jerárquico complejo
La investigación sobre metales y aleaciones con estructura de gradiente ha demostrado ser prometedora en ingeniería y arquitectura, ya que ofrece una solución para superar las disyuntivas entre resistencia y ductilidad que presentan los materiales tradicionales. Sin embargo, debido a las limitaciones inherentes a los métodos de fabricación actuales, los materiales de gradiente estructural existentes suelen presentar únicamente patrones y estructuras simples. El proyecto HIGMAM, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, tiene como objetivo desarrollar un proceso sistemático de diseño de microestructuras jerárquicas gradientes para su uso con fabricación aditiva, maximizando los beneficios de estos nuevos descubrimientos y abordando a su vez los retos anteriores. El proyecto ha descubierto que la fabricación aditiva permite crear estructuras gradientes periódicas y tridimensionales con características microestructurales más complejas y jerárquicas.
Objetivo
Over the last decade, the steadily increasing research on gradient-structured metals and alloys has demonstrated great successes of this biological and nature-inspired concept to evade the strength-ductility trade-off dictating in regu-lar engineering materials. However, given the intrinsic limitations of conventional manufacturing methods, the currently engineered structural gradient materials are all featuring a linear pattern, usually from exterior to interior, with only simple structures of grain sizes, twin spaces, lamellae spaces, or combinations. A recent preliminary study of my research team accidentally discovered that additive manufacturing could produce periodic and 3D gradient microstructures with not only simple microstructure features, but also hierarchical ones, from grain size to sub-grain boundaries and even lattice distortions. The hierarchical gradient microstructure keeps the same level of high strength but doubles the failure strain compared to the conventional microstructures. This inspires us to systematically investigate the possibilities and boundaries of these new hierarchical gradient microstructures by additive manufacturing. Due to its extreme complexity across multiple scales and physics laws in correlating process, microstructure, and property of such new materials, we aim to develop a systematic approach for designing hierarchical gradient microstructures by using design of experiments, in-depth and multiscale characterization methods, multiphysics and multiscale numerical models, and data informatics. The intelligent integration of the physics-based and data-driven models will eventually boost the dimensionality, efficiency, and accuracy of the modeling approach for the design of the complicated hierarchical gradient microstructure in 3D. It will provide a powerful, digital and sustainable way for the design of new materials and/or processes and evaluation of material performance.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural. Véase: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Convocatoria de propuestas
(se abrirá en una nueva ventana) ERC-2022-STG
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HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitución de acogida
02150 Espoo
Finlandia