Implementação e estimação de parâmetros de modelo de predição de sinterização utilizando Python

Abstract

A simulação de processos é uma importante ferramenta na redução de custos e desperdício de recursos. A sinterização é um dos processos da Engenharia de Materiais que mais recentemente foi compreendida e modelada. A partir de um modelo desenvolvido por Gómez e Hotza é possível aplicar a simulação do processo de sinterização para prever a densificação de diversos materiais. O modelo necessita de ajuste de parâmetros para cada material a partir de resultados experimentais de densificação durante a sinterização, o que pode ser trabalhoso e custoso. O processo de ajuste de parâmetros segue uma lógica e pode ser automatizado por meio de aplicação de um algoritmo de validação em grade, adaptado da área de aprendizado de máquina. Foram desenvolvidas duas versões do algoritmo de ajuste de parâmetros, a segunda versão teve melhor desempenho. Para a versão de melhor desempenho, desenvolveu-se a usabilidade do programa, gerando um protótipo de calculadora de sinterização. Propõe-se ainda uma interface web para acesso à calculadora.

Process simulation is an important tool in reducing costs and resource waste. Sintering is one of the processes in Materials Engineering that has most recently been understood and modeled. Using a model developed by Gómez and Hotza, it is possible to apply the simulation of the sintering process to predict the densification of various materials. The model requires parameter tuning for each material based on experimental data of densification during sintering; this process can be laborious and costly. The parameter adjustment process is a logical process and can be automated through the application of a grid validation algorithm, adapted from the field of machine learning. Two versions of the parameter adjustment algorithm have been developed; the second version demonstrated better performance. For the version with better performance, the program's usability was enhanced, resulting in a prototype of a sintering calculator. Additionally, a web interface was suggested for access to the calculator.