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Hybrid data-driven approaches to support the design of extrusion forming tools

Descripción del proyecto

Modelización híbrida para el diseño de herramientas de moldeado por extrusión

Los perfiles termoplásticos extruidos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones. El proceso de extrusión da forma a los polímeros fundidos al forzarlos a través de un troquel. Sin embargo, la producción no suele ser eficaz debido a unos métodos de prueba y error que conducen al desperdicio de material. Aunque los ingenieros han desarrollado códigos de diseño basados en la física, estas herramientas tienen limitaciones. El equipo del proyecto HybDDEF, que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, pretende crear un código de código abierto que modele simultáneamente el troquel y el calibrador. En el proyecto se adoptará un planteamiento de aprendizaje potenciado por la física y la modelización híbrida, que combinará técnicas de aprendizaje automático y basadas en datos con códigos desarrollados a medida para crear un modelo híbrido que respalde el diseño de herramientas de extrusión de polímeros.

Objetivo

Extruded thermoplastic profiles are widely used in a large range of application fields, such as medical, electronic, etc. The crosssection geometry of these profiles is designed to fulfill the needs of a specific application, and the engineering process used to achieve this geometric conditions is known as extrusion, where a polymer melt is pushed through a die to convert it into the desired shape. Although this technique is widely used in the industry, the process of production of extruded profiles is far from being efficient, since the standard methods of manufacturing are based on experimental trial-and-error approaches, which are time consuming and waste materials. With the increase in computational power and the development of numerical methods, efforts have been made to improve these approaches. Although engineers have developed physics-based codes that assist in the design of extrusion dies and calibrators (where the polymer is cooled down to assure its mechanical resistance) during the last years, the existing codes present several limitations; i. e., the viscoelastic nature of the polymer and realistic heating systems are not considered, and the phenomena that occur in these tools are highly coupled, but the codes treat separately both the die and the calibrator. In this project, we will improve the existing codes by incorporating the novelties previously mentioned and will develop an integrated automatic open-source code that considers the simultaneous modelling of both the die and calibrator. Lastly, we will use a physics-augmented learning and hybrid modelling approach, where we will combine novel data driven and machine-learning techniques (based on experimental data) with our developed codes in order to derive a hybrid model, which will take into account the deviation between the measured physical reality and our physics-based simulations. This hybrid approach will assist in the optimal design of polymer extrusion tools (extrusion die and calibrator).

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinador

UNIVERSIDADE DO MINHO
Aportación neta de la UEn
€ 191 343,12
Coste total
Sin datos

Socios (1)