Optimoitu materiaalisuunnittelu – VTT ProperTune®

VTT ProperTune® mallinnus

VTT ProperTune® on tietokoneavusteisen materiaalikehityksen (ICME, Integrated Computational Materials Engineering) konsepti, jonka VTT on kehittänyt kahden viime vuosikymmenen aikana. Materiaalisuunnittelun optimointi monitasomallintamisen avulla korvaa kallista ja aikaa vievää testausta sekä mahdollistaa uusien tuotteiden saapumisen markkinoille keskimäärin puolet nopeammin. Konseptin avulla on mahdollista luoda mikrorakenteeltaan tarkkoja materiaaleja ja kuormia realistisissa olosuhteissa – täysin digitaalisesti. 

Lyhyesti

Lyhyempi mekaanisten komponenttien kehitysaika 

Kulumis-, väsymis- ja murtumiskestävyyden sekä muiden ominaisuuksien järjestelmällinen optimointi 

Syvempi ymmärrys materiaalien heikkenemismekanismeista 

VTT ProperTune® on kehitetty yhdessä teollisuuskumppaneiden kanssa, ja sitä on käytetty mekaanisten koneiden ja laitteiden keskeisissä komponenteissa. Se pystyy käsittelemään valtavia datamääriä ja niiden pohjalta mallintamaan ja analysoimaan materiaalien käyttäytymistä virtuaalisesti komponentti-, mikrorakenne- ja atomitasoilla. Konseptilla optimoidaan materiaalien eri ominaisuuksia, kuten elinikää, kulutus- ja korroosiokestävyyttä sekä murtumis- ja väsymiskestävyyttä. 

Kuinka materiaalien mikrorakennetta voidaan soveltaa täyden mittakaavan järjestelmiin?

ICME-kehityksen ydinkonseptiin kuuluu järjestelmällinen, vaatimuslähtöinen lähestymistapa suunnitteluun sekä digitaalisen kehyksen tarjoaminen materiaalien kehittämiseen, suunnitteluun ja optimointiin tekoälyä ja koneoppimista hyödyntämällä. VTT ProperTune® mahdollistaa ICME-ratkaisujen nopean kehityksen ja käyttöönoton. Tämä saavutetaan käyttämällä monitasomallintamista ja materiaalisuunnittelun menettelyitä, kuten prosessi–rakenne–ominaisuudet–suorituskyky-periaatetta (PSPP, Process-Structure-Properties-Performance). 

Kuinka monitasomallintamisen avulla tarkastellaan pienmittakaavan yksityiskohtia?

Ohjelmistomme on integroitavissa tiettyjen ongelmien ratkaisemiseksi. VTT ProperTunen® avulla on mahdollista jäljitellä teollisuusmateriaaleja digitaalisesti ja ennustaa tarkasti, miten ne käyttäytyvät todellisissa käyttöolosuhteissa. Materiaalien karakterisointiprosessilla varmistetaan tulosten luotettavuus.

Tarkkaa mallinnusta voidaan soveltaa monenlaisiin materiaaleihin ja pinnoitteisiin, kuten seuraaviin: 

  • metallit
  • keraamiset aineet
  • elastomeerit
  • muovit
  • komposiittirakenteet 
  • monikerrosrakenteet 
  • biomateriaalit. 

VTT ProperTune® on kehitetty yhdessä teollisuuskumppaneiden kanssa, ja sitä on käytetty mekaanisten koneiden ja laitteiden keskeisissä komponenteissa.

Katso julkaisumme ja lue lisää aiheesta

VTT ProperTune® on ratkaisu kestäville tuotteille. Hyvin suunniteltu on puoliksi tehty – jopa 80 % materiaalien kustannuksista ja hyödyistä ratkaistaan suunnitteluvaiheessa. Katso lisää videosta.

Jaa