Accélération du développement et des processus de fabrication des mélanges de caoutchouc
Un logiciel aide à la formulation et aux conditions de traitement des bandes de roulement des pneus
L'Institut Fraunhofer pour la microstructure des matériaux et des systèmes IMWS de Halle (Saale) collabore avec six partenaires pour développer des algorithmes et des méthodes intelligents qui soutiennent la production de composés de caoutchouc optimisés en fonction de l'application. L'objectif est de mettre au point un logiciel qui utilise les informations sur la formulation et les conditions de traitement pour établir des prévisions et des stratégies d'optimisation.
Le caoutchouc est une matière première importante pour la production de biens tels que les pneus de voiture ou les gants jetables. Il est extrait naturellement des arbres à caoutchouc ou produit synthétiquement à partir de blocs de construction monomères en utilisant des réactions de polymérisation appropriées, après quoi il est enrichi de charges et d'une variété d'additifs en fonction des propriétés matérielles requises d'un produit.
Jusqu'à présent, la formulation et le développement de processus pour les nouveaux composés de caoutchouc ont été basés principalement sur l'expérience accumulée et l'expertise personnelle. Cependant, cela pose des problèmes en ce qui concerne la qualité et le développement à long terme des produits élastomères. En collaboration avec six partenaires, le Fraunhofer IMWS développe donc un outil numérique dans le cadre du projet "InSuKa", qui combine des bases de données relatives à la formulation, au traitement et à la transformation avec des outils de prévision innovants basés sur des algorithmes intelligents. Les utilisateurs de la solution devraient recevoir des indications précoces sur les ajustements de recettes appropriés et les conditions de traitement optimales, ce qui peut simplifier et raccourcir les processus de développement et de fabrication des produits en caoutchouc. L'industrie du caoutchouc peut bénéficier de la création de normes industrielles pour l'enregistrement des données relatives aux procédés et aux matériaux et du développement d'un puissant outil de prévision pour l'optimisation des procédés et des matériaux.
Le Fraunhofer IMWS apporte son expérience dans l'évaluation et l'optimisation des composés de caoutchouc et de leur traitement avec des mélangeurs internes de différentes tailles (1,5 l et 5 l) dans la salle de mélange de caoutchouc de son site de Schkopau. Les relations entre les conditions de traitement, la formulation et les propriétés finales doivent être mises en évidence et systématiquement utilisées pour optimiser les mélanges de caoutchouc. Les activités du Fraunhofer IMWS se concentrent en particulier sur de nouvelles méthodes de quantification de la dispersion des charges à plusieurs échelles dans les composés de caoutchouc pour les bandes de roulement des pneus. Des méthodes d'imagerie pour l'enregistrement de différentes échelles de longueur et des méthodes basées sur l'intelligence artificielle (IA) pour l'évaluation d'images assistée par ordinateur sont utilisées. L'objectif est d'obtenir des informations fiables sur l'influence des ajustements du processus et de la formulation sur les propriétés des mélanges de caoutchouc. À cette fin, les données de traitement enregistrées en ligne, les nouveaux paramètres pour la description quantitative de la dispersion des charges à plusieurs échelles et les informations sur les propriétés des mélanges de caoutchouc sont combinés et mis à disposition pour une analyse plus poussée basée sur l'IA.
"La recherche de paramètres permettant de quantifier la dispersion des charges à plusieurs échelles est une base importante pour découvrir des corrélations entre le processus de mélange et la distribution des charges, mais elle est également significative pour comprendre la relation entre les paramètres de traitement, la formulation et les propriétés mécaniques pertinentes pour l'application. Les résultats peuvent être utilisés pour améliorer considérablement l'efficacité du développement des matériaux et des produits dans l'industrie du caoutchouc", explique le professeur Mario Beiner, chef du groupe "Microstructure-based Material Design" au Fraunhofer IMWS.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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