PREVENDO POROSIDADE EM FREEZE CASTING COM APRENDIZADO DE MÁQUINAS EXPLICÁVEL
Freeze casting, cerâmica, porosidade, microestrutura, regressão, inteligência artificial, árvores de decisão.
Freeze casting é um processo de fabricação versátil para produzir materiais porosos com microestruturas e propriedades ajustáveis. No entanto, devido à complexidade e variabilidade envolvidas, prever a porosidade com base nos parâmetros do processo continua sendo uma tarefa desafiadora. A previsibilidade é crucial para o projeto de materiais, uma vez que a porosidade impacta significativamente suas aplicações. Este estudo aplica modelos de aprendizado de máquina, incluindo CatBoost, Random Forest e XGBoost, para prever a porosidade utilizando dados experimentais de 252 artigos científicos que abrangem cerâmicas, polímeros e compósitos. O CatBoost demonstrou o melhor desempenho preditivo, com um R2 de 0,81 no conjunto de teste. A análise com Shapley Additive Explanations (SHAP) revelou que a carga sólida teve a influência mais significativa nas previsões, com menores valores resultando em porosidades maiores, como esperado teoricamente. Os resultados destacam o potencial do aprendizado de máquina interpretável para orientar o planejamento experimental e otimizar a porosidade em materiais produzidos por freeze casting.