Solution tool for optimal design of smart polymer nano composite structures using 3D print (Q3056443)
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Project Q3056443 in Latvia
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Solution tool for optimal design of smart polymer nano composite structures using 3D print |
Project Q3056443 in Latvia |
Statements
372,810.0 Euro
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645,000.0 Euro
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57.8 percent
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1 July 2020
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30 June 2023
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LATVIJAS UNIVERSITĀTE
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56°55'36.37"N, 24°5'34.84"E
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56°58'8.90"N, 24°10'9.84"E
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56°58'57.32"N, 24°7'22.44"E
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Atslēgas vārdi: Aditīvā ražošana, Viedā funkcionalitāte, Kompozīts, Nanomodificēta plastmasa. Projekta saimnieciskās darbības statistiskās klasifikācijas (NACE 2. red.) kods, saskaņā ar projektā plānotajiem rezultātiem un sasniedzamo mērķi, ir: NACE2 # "22.2. Plastmasas izstrādājumu ražošana"Aditīvās ražošanas (AR) tehnoloģija ļauj ražotājiem izgatavot viedās kompozīta struktūras ar papildus funkcionalitātēm, piem. deformācijas detektēšana; aktīvā karsēšana un atledošanas process; uzlabota pasīvā dzesēšana; elektrostatiskā izlāde; elektromagnētisko starojumu ekranējums utt. 3D printeris ar divkāršo sprauslu nodrošina objekta drukāšanu ar diviem materiāliem (izolators un elektrovadošā ar nanodaļiņām pildīta plastmasa), kur ir mērķtiecīgi ievadīti 3D elektrovadošu celiņu tīkls. Projekta vispārējais mērķis ir izveidot zinātniski balstītu informācijas platformu lietotājiem, kas izmanto aditīvo ražošanu (AR) nanomodificētu struktūru izgatavošanai Industrijai 4.0. Izveidotā platforma ļaus izveidot viedo daudzfunkcionālo produktu ar optimālo dizainu un novērtēt tā ilgizturību, tādā veidā palielinot produkta efektivitāti. Projekta specifiskais mērķis ir izstādāt Risinājuma Rīks (RR) viedo polimēra nanokompozīta struktūru izgatavošanai, izmantojot aditīvo ražošanu. RI sevī ietvers:1.materiālu datubāzi ar simulācijā izmantojamo materiālu fizikālajām un mehāniskajām īpašībām;2.simulācijas moduli:2.1.aplikāciju ar termoplastikāta auklas kausēšanas tehnoloģiju (Fused Deposition Modelling, FDM) izgatavoto izstrādājumu galīgo elementu modeļu sagatavošanai un fizikālo un mehānisko īpašību simulācijai ņemot vērā drukāšanas parametrus un izdrukātā materiāla mikrostruktūru, izmantojot atvērtā koda un/vai patentētu galīgo elementu programmatūru (piemēram, Calculix, Code_Aster vai Ansys); 2.2.aplikāciju galīgo elementu modeļu sagatavošanai un fizikālo un mehānisko īpašību simulācijai/optimizācijai izstrādājumiem ar iestrādātiem elektrovadošiem celiņiem;2.3.aplikāciju uzlabotas funkcionalitātes korpusa prototipa galīgo elementu modeļa sagatavošanai un īpašību simulācijai.3.Rokasgrāmatu.Projekts ir rūpniecisks starpnozaru pētījums, kam nav ekonomiska rakstura un tas atbilst sekojošām zinātnes nozarēm (pēc OECD zinātņu nozaru FOS klasifikācijas) 2. Inženierija un Tehnoloģija apakšnozares: 2.3. Mehāniskas inženierija; 2.5. Materiālu inženierija; 2.10. Nanotehnoloģija.Projektā ir plānotas sekojošās darbības: Tehniskā specifikācija; Tehnoloģija; 3D nanokompozītu raksturojums; Īpašību modelēšana; Risinājumu instrumenta izstrāde; Rezultātu izplātīšana un sabiedrības iesaistīšanās. Sagaidāmie rezultāti: 1. Zināšanu datu bāze, kas satur informāciju par dažādu drukāto materiālu fizikālajām un mehāniskajām īpašībām.2. Risinājuma rīks – instrumentu kopums ar 3D drukas tehnoloģiju izgatavotu elektrovadošu izstrādājumu optimālai projektēšanai un praktiskās informācijas sistematizēts kopums, kas ir balstīts uz zinātnisko pētījumu rezultātiem, kas apraksta viedo polimēru kompozītmateriālu struktūru izgatavošanas vadlīnijas.3. Oriģināli zinātniski raksti balstītie uz projekta laikā iegūtiem rezultātiem, kas būs iesniegti publicēšanai.Projekts būs īstenots sadarbībā ar partneri RITEC SIA un BALTIC SCIENTIFIC INSTRUMENTS SIA. Latvijas Ķīmijas un Farmācijas uzņēmēju asociācija apliecina savu viedokli par projekta nozīmīgumu ar Atzinumu. Kopējās projekta izmaksas: 645 000,00 EUR, publiskā finansējuma apjoms – 596625,00 EUR (92,5%), līdzfinansējums – 48375,00 EUR (7,5%). Plānotais projekta īstenošanas ilgums: 36 mēneši (01.07.2020.-30.06.2023).Projektā iesaistīto zinātnisko darbinieku noslodze pilna laika ekvivalenta izteiksmē (PLE) projekta īstenošanas periodā sastādīs 5.55 PLE, no kuriem ne mazāk kā 26.1% no visas projekta īstenošanas personāla būs studenti un zinātniskā grāda pretendenti (1.45 PLE), jaunie zinātnieki 27.0% (1.50 PLE), kas projekta ietvaros pilnveidos kompetenci, ieskaitot karjeras izaugsmi un personāla atjaunotnes procesus. Projekta īstenošanas laikā uz 0.5PLE slodzi tiks iesaistīts jaunais pētnieks. (Latvian)
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Keywords: Adhesive manufacturing, Smart functionality, Composite, Nanomodified plastic. The code for the statistical classification of the economic activities of the project (NACE Rev. 2), according to the expected results of the project and the objective pursued, shall be: NACE2 # "22.2. Plastics production"adivity manufacturing (AR) technology allows manufacturers to produce smart composite structures with additional functionalities, e.g. deformation detection; Active heating and de-icing process; Improved passive cooling; Electrostatic discharge; Electromagnetic radiation shielding, etc. A 3D printer with a double nozzle provides object printing with two materials (isolator and conductive nanoparticle-filled plastic), where a network of 3D conductive tracks has been introduced purposefully. The overall objective of the project is to establish a science-based information platform for users using additive manufacturing (AR) for the production of nanomodified structures for industry 4.0. The established platform will allow creating a smart multifunctional product with optimal design and assessing its durability, thus increasing the product’s efficiency. The specific objective of the project is to demonstrate the Solution Tool (RR) for the production of smart polymer nanocomposite structures using additive manufacturing. RI will include:1.a material database with physical and mechanical properties of materials used for simulation; 2.simulation Module:2.1.application with thermoplastic cord melting technology (Fused deposition Modelling, FDM) for the preparation of final element models of products manufactured by the simulation and simulation of physical and mechanical properties taking into account the printing parameters and microstructure of the printed material using open source and/or proprietary final element software (e.g. software for physical and mechanical properties (e.g. CalAS) and microstructure of the printed material using open source and/or patented final elements software (e.g., CalAS) Code; 2.2.applications for preparation of final element models and simulation/optimisation of physical and mechanical properties for products with built-in electrical conductive tracks; 2.3. advanced functionality of applications for preparation of the final elements of the body prototype and simulation of properties.3. The guide.The project is an industrial cross-sector study that is not economic in nature and it corresponds to the following fields of science (according to the OECD FOS classification of scientific disciplines) 2. Engineering and Technology subsectors: 2.3. Mechanical engineering; 2.5. Material engineering; 2.10. Nanotechnology.The project includes the following activities: The technical specification; Technology; Characterisation of 3D nanocomposites; Modelling properties; Development of a solution tool; Dissemination of results and public engagement. Expected results: 1. A knowledge database containing information on the physical and mechanical properties of the various printed materials.2. Solution tool – a set of tools for optimal design of electrical conductive products made with 3D printing technology and systematised set of practical information based on scientific research results describing guidelines for manufacturing of intelligent polymer composite materials.3. Original scientific articles based on results obtained during the project, which will be submitted for publication.The project will be implemented in cooperation with partner RITEC SIA and BALTIC Scientific INSTRUMENTS SIA. The Latvian Association of Chemical and Pharmaceutical Entrepreneurs confirms its opinion on the importance of the project with the Opinion. Total cost of the project: EUR 645000.00, public funding amount – EUR 596625.00 (92.5 %), co-financing – EUR 48375.00 (7.5 %). Planned duration of the project: 36 months (01.07.2020.-30.06.2023).The workload of the scientific staff involved in the project in full-time equivalent terms (FTE) during the project implementation period will be 5.55 FLE, of which not less than 26.1 % of the total project staff will be students and candidates (1.45 PLE), young scientists 27.0 % (1.50 PLE), who will improve competence within the project, including career development and personnel renewal processes. During the implementation of the project, the new researcher will be involved in the workload of 0.5 FTE. (English)
15 July 2021
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Mots-clés: Fabrication additive, Fonctionnalité intelligente, Composite, Plastique nanomodifié. Le code de la nomenclature statistique de l’activité économique du projet (NACE Rév. 2), en fonction des résultats escomptés du projet et de l’objectif à atteindre, est: NACE2 # "22.2. Fabrication de produits en plastique"La technologie de fabrication positive (AR) permet aux fabricants de produire des structures composites intelligentes avec des fonctionnalités supplémentaires, par exemple la détection des déformations; processus actif de chauffage et de dégivrage; amélioration du refroidissement passif; décharge électrostatique; protection contre les rayonnements électromagnétiques, etc. Une imprimante 3D avec double buse assure l’impression d’objets avec deux matériaux (isolatateur et plastique électroconducteur rempli de nanoparticules) où un réseau de pistes conductrices 3D est ciblé. L’objectif général du projet est de créer une plate-forme d’information scientifique à l’intention des utilisateurs utilisant l’Aditive Manufacturing (AR) pour la production de structures nanomodifiées pour l’industrie 4.0. La plateforme créée permettra de créer un produit multifonctionnel intelligent avec la conception optimale et d’évaluer sa durabilité, augmentant ainsi l’efficacité du produit. L’objectif spécifique du projet est de développer l’outil de solution (RR) pour la production de structures de nanocomposites polymères intelligents utilisant la fabrication additive. RI ietvers:1.materiālu base de données contenant les propriétés physiques et mécaniques des matériaux utilisés dans la simulation;2.simulations moduli:2.1.aplikāciju utilisant la technologie de fusion des cordons thermoplastiques (Fused Deposition Modelling, FDM) pour la préparation de modèles d’éléments finaux et la simulation des propriétés physiques et mécaniques, en tenant compte des paramètres d’impression et de la microstructure du matériel imprimé à l’aide d’un logiciel open source et/ou d’élément final propriétaire (par exemple Calculix, Code_Aster ou ANSYS); 2.2.Pour la préparation de modèles d’application finaux et la simulation/optimisation des propriétés physiques et mécaniques pour les produits à trajectoire conductrice intégrée;2.3.Application de la fonctionnalité avancée pour la préparation des éléments finaux du corps du prototype et simulation des propriétés.3.Manuel.Le projet est une étude industrielle intersectorielle qui n’est pas économique et qui correspond aux secteurs scientifiques suivants (basé sur la classification FOS de l’industrie de l’OCDE) 2. Sous-secteurs de l’ingénierie et de la technologie: 2.3. Ingénierie mécanique; 2.5. L’ingénierie des matériaux; 2.10. Nanotechnologie. Les activités suivantes sont prévues dans le projet: Spécification technique; La technologie; Caractérisation des nanocomposites 3D; Modélisation des propriétés; Développement d’un outil de solution; La dispersion des résultats et l’engagement du public. Résultats escomptés: 1. Une base de données de connaissances contenant des informations sur les propriétés physiques et mécaniques de divers documents imprimés.2. Outil de solution — une boîte à outils pour une conception optimale des produits conducteurs électriques fabriqués avec la technologie d’impression 3D et un ensemble systématisé d’informations pratiques basées sur les résultats de la recherche scientifique décrivant les lignes directrices pour la production de structures composites de polymères intelligents.3. Des articles scientifiques originaux basés sur les résultats obtenus au cours du projet, qui seront soumis pour publication. Le projet sera mis en œuvre en coopération avec le partenaire RITEC SIA et BALTIC SCIENTIFIC INSTRUMENTS SIA. L’Association lettone des entrepreneurs chimiques et pharmaceutiques confirme son avis sur l’importance du projet par l’avis. Coût total du projet: 645 000 000,00 EUR, financement public — 596 625,00 EUR (92,5 %), cofinancement — 48 375,00 EUR (7,5 %). Durée prévue du projet: 36 mois (01.07.2020-30.06.2023).La charge de travail du personnel scientifique participant au projet en équivalent temps plein (ETP) au cours de la période de mise en œuvre du projet sera de 5,55 PLE, dont pas moins de 26,1 % du personnel total de mise en œuvre du projet sera des étudiants et candidats à un diplôme scientifique (1,45 FLE), des jeunes scientifiques 27,0 % (1,50 FLE), qui, dans le cadre du projet, amélioreront les compétences, y compris l’évolution de carrière et les processus de renouvellement du personnel. Lors de la mise en œuvre du projet, le nouveau chercheur sera impliqué dans la charge de 0,5PLE. (French)
25 November 2021
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Jelgavas iela 3, Rīga, LV-1004
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Gustava Zemgala gatve 71A, Rīga, LV-1039
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Rāmuļu iela 3, Rīga, LV-1005
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Identifiers
1.1.1.1/19/A/031
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