Wetenschappers van de Universiteit van Freiburg in Duitsland en de Universiteit van Pittsburgh hebben een softwareplatform ontwikkeld dat de analyse van oppervlakken vergemakkelijkt en standaardiseert. Het contact.engineering-platform stelt gebruikers in staat om een digitale tweeling van een oppervlak te creëren, waardoor ze bijvoorbeeld helpen voorspellen hoe snel het zal corroderen, hoe goed het warmte geleidt of hoe goed het hecht aan andere materialen. Het team bestond uit Michael Rutger van de afdeling Microsystems Engineering, Lars Pastuka en Antoine Sanner van de afdeling Microsystems Engineering en de livMatS-groep van de Universiteit van Freiburg, en Tevis Jacobs van de afdeling Werktuigbouwkunde en Materiaalwetenschappen van de Universiteit van Pittsburgh . Swanson School of Engineering.
Terrein beïnvloedt de eigenschappen van materialen
Alle technische materialen hebben een oppervlakteruwheid, zelfs als ze glad lijken als ze met het blote oog worden gezien. Als ze onder een microscoop worden bekeken, lijken ze op de oppervlakken van een berglandschap. “Het is vooral belangrijk, zowel bij industriële toepassingen als bij wetenschappelijk onderzoek, om een nauwkeurige kennis van oppervlaktetopografie te hebben, omdat dit eigenschappen zoals hechting, wrijving, bevochtigbaarheid en duurzaamheid van een materiaal beïnvloedt”, zegt Pastioca.
Bespaar tijd en kosten bij de productie
Fabrikanten moeten de afwerking van oppervlakken, bijvoorbeeld auto’s of medische apparaten, zorgvuldig controleren om de juiste prestaties voor de eindtoepassing te garanderen. Tegenwoordig wordt de optimale oppervlakteafwerking voornamelijk gevonden via een proces van vallen en opstaan, waarbij een reeks componenten wordt vervaardigd met verschillende productiemethoden en hun eigenschappen vervolgens worden getest om de beste te bepalen. Dit is een langzaam en kostbaar proces. “Het zou efficiënter zijn om wetenschappelijke modellen te gebruiken om het optimale terrein voor een bepaalde toepassing te ontwerpen, maar dat is momenteel niet mogelijk”, zegt Jacobs. “Het vereist wetenschappelijke vooruitgang in het relateren van terrein aan eigenschappen, en technische vooruitgang bij het meten en beschrijven van het oppervlak.”
Het contact.engineering platform faciliteert beide ontwikkelingen en standaardiseert de procedure: het integreert automatisch verschillende data van verschillende tools, corrigeert meetfouten en gebruikt de data om een digital surface twin te creëren. Het platform berekent statistische gegevens en past mechanische modellen toe op oppervlakken, waardoor het gedrag kan worden voorspellen. “Gebruikers kunnen daardoor de topografische kenmerken identificeren die de eigenschappen beïnvloeden. Dit zorgt voor een systematische verbetering van de afwerkingsprocessen”, zegt Pastioca.
Open wetenschap faciliteren
Het softwareplatform dient ook als een database waarmee gebruikers hun metingen kunnen delen met collega’s of medewerkers. Gebruikers kunnen er ook voor kiezen om hun oppervlaktemetingen openbaar beschikbaar te maken. Wanneer de gegevens worden gepubliceerd, wordt een digitale objectidentificatie (DOI) gegenereerd waarnaar in wetenschappelijke publicaties kan worden verwezen.
“We zijn constant bezig met het ontwikkelen van contacttechniek en willen graag meer analysetools toevoegen, bijvoorbeeld voor de chemische samenstelling van oppervlakken”, zegt Pastioca. “Het doel is om gebruikers een zo volledig mogelijke digitale tweeling te bieden. Daarom verwelkomen we ook suggesties voor verbeteringen aan het softwareplatform van gebruikers in de industrie en onderzoek.”
De ontwikkeling van contact.engineering werd gefinancierd door de European Research Council en de Amerikaanse National Science Foundation, evenals door de Group of Excellence in Living, Adaptive and Energy Independent Materials Systems (livMatS) van de Universiteit van Freiburg.
Bron verhaal:
Materialen Introductie van Universiteit van Pittsburgh. Opmerking: inhoud kan worden aangepast aan stijl en lengte.
“Reizende ninja. Onruststoker. Spekonderzoeker. Expert in extreme alcohol. Verdediger van zombies.”
More Stories
Kijk vandaag live hoe NASA-astronauten naar de lanceerplaats vliegen voor de eerste bemande Boeing Starliner-missie naar het internationale ruimtestation
Studie: Reusachtige prehistorische zalmen hadden hoektanden ter verdediging
AHS bevestigt geval van mazelen in Edmonton