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

Descrizione del progetto

Modellazione ibrida per la progettazione di utensili di formatura per estrusione

I profili termoplastici estrusi sono utilizzati in un’ampia gamma di applicazioni. Il processo di estrusione modella i polimeri fusi forzandoli attraverso una matrice. Tuttavia, la produzione è spesso inefficiente a causa di metodi di prova ed errore che comportano uno spreco di materiale. Gli ingegneri hanno sviluppato codici di progettazione basati sulla fisica, ma questi strumenti hanno dei limiti. Sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto HybDDEF intende sviluppare un codice open-source che modelli contemporaneamente la matrice e il calibratore. Il progetto adotterà un approccio di apprendimento fisico e di modellazione ibrida, combinando tecniche basate sui dati e di apprendimento automatico con codici sviluppati su misura per creare un modello ibrido che supporti la progettazione di strumenti per l’estrusione dei polimeri.

Obiettivo

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).

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinatore

UNIVERSIDADE DO MINHO
Contributo netto dell'UE
€ 191 343,12
Indirizzo
LARGO DO PACO
4704 553 Braga
Portogallo
Regione
Continente Norte Cávado
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (1)