Informacje o kursie

1.    Temat projektu: Wysokoenergetyczne technologie bezodpadowego cięcia materiałów

2.    Zespół projektowy

imię i nazwisko	kierunek studiów członka zespołu	poziom studiów	semestr
Jan Wypiór	Inżynieria Produkcji i Zarządzania	I	5
Katarzyna Ptasznik	Inżynieria Produkcji i Zarządzania	I	5
Natalia Rupala	Teleinformatyka	I	5
Bartosz Dziki	Mechatronika	I	5
Dmytro Struchok	Mechanical engineering	II	2
Maksym Dats	Electrical engineering	II	2

 

3.    Lider zespołu (imię i nazwisko) Jan Wypiór

e-mail: jw309692@student.polsl.pl

4.    Główny opiekun naukowy (imię i nazwisko) dr hab. inż. Mirosław Bonek, prof. PŚ jednostka organizacyjna RMT1

e-mail miroslaw.bonek@polsl.pl,

Pomocniczy opiekun naukowy (imię i nazwisko) dr inż. Magdalena Polok-Rubiniec, jednostka organizacyjna RMT1

e-mail: magdalena.polok-rubiniec@polsl.pl

Pomocniczy opiekun naukowy (imię i nazwisko) Prof. Oleh Polishchuk, jednostka organizacyjna Khmelnytskyi National University, Khmelnytskyi, Ukraine

e-mail polishchuko@khmnu.edu.ua

 

5.    Założenia

Projekt ma służyć nabyciu umiejętności przez studentów wykonywania analizy wyników badań materiałów metalowych w celu określenia wpływu parametrów technologicznych cięcia laserowego na własności technologiczne (chropowatość, zmiany struktury, odkształcenia cieplne) stali. Dodatkowo przyczyni się do umiędzynarodowienia badań naukowych poprzez możliwość prezentacji uzyskanych wyników badań na międzynarodowym seminarium naukowym na Narodowym Uniwersytecie Technicznym w Chmielnickim na Ukrainie. Projekt będzie realizowany wspólnie ze studentami zagranicznymi oraz ich opiekunami w ramach umowy o współpracy sygnowanej przez Rektorów Politechniki Śląskiej i Narodowego Uniwersytetu Technicznego w Chmielnickim na Ukrainie.

 

6.    Cele

Celem naukowym projektu jest określenie wpływu zastosowania lasera w procesie ciecia laserowego na własności technologiczne i ekologiczność procesu. Proces technologiczny ciecia laserowego służy do uzyskania elementów konstrukcyjnych charakteryzujących się niska chropowatością, strefą wpływu ciepła o małej grubości oraz brakiem odkształceń cieplnych. Podjęte badania pozwolą na optymalizację warunków technologicznych cięcia laserowego w celu zmniejszenia strat materiału podczas cięcia i skrócenia procesu cięcia.

7.    Metody realizacji

Podjęte badania pozwolą na optymalizację warunków technologicznych cięcia laserowego w celu uzyskania powierzchni o niskiej chropowatości oraz ograniczeniu zmian strukturalnych przy powierzchniach ciętych. Ważnym aspektem projektu będzie zmniejszenie czasu technologicznego cięcia oraz ograniczenie odpadów po cięciu poprzez odpowiednie dobranie parametrów cięcia takich jak moc wiązki, prędkość skanowania oraz zastosowanie gazów ochronnych. Ze współpracującym w realizacji badań zagranicznym ośrodkiem naukowym na Ukrainie wiąże się wieloletnia współpraca związana z realizacją umów bilateralnych dotyczących laserowej obróbki powierzchniowej. Uczelnia dysponuje unikalnym sprzętem badawczym pozwalającym określić zmiany strukturalne materiałów oraz kadrą naukową posiadającą duże doświadczenie w rozwiązywaniu zagadnień technicznych występujących w przemyśle, szczególnie w zakresie inżynierii powierzchni. Opiekun główny będzie odpowiadał za każdy z etapów projektu i utrzymanie założonego harmonogramu działań a w szczególności za obróbkę laserową powierzchni materiałów oraz badań struktury i własności mechanicznych. Profesor Oleh Polishchuk z Narodowego Uniwersytetu Technicznego w Chmielnickim na Ukrainie będzie ekspertem w zakresie technologii cięcia laserowego oraz metodologii badania struktury i własności materiałów poddanych działaniu wiązki laserowej. Pracownicy z Uniwersytetu Technicznego w Chmielnickim będą nadzorować pracę studentów z równoległego zespołu na Ukrainie. Każdy ze studentów otrzyma zadania szczegółowe.

8.    Oczekiwane wyniki

Efektem końcowym projektu będzie prezentacja i dyskusja wyników badań na międzynarodowych seminariach naukowych. Celem naukowym projektu jest opisanie technologii i mechanizmu strukturalnego zachodzącego w trakcie cięcia laserowego materiałów metalowych. Badania przeprowadzone w ramach projektu dostarczą wielu ciekawych wyników możliwych do publikowania i upowszechniania nie tylko w krajowych ale również w zagranicznych czasopismach naukowych (Prace Katedry Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych, Actual problems of modern science - Monograph at the Khmelnytskyi National University). Studenci wezmą udział w Międzynarodowej Studenckiej Konferencji Naukowej na Politechnice Śląskiej w Gliwicach. Planowane jest udostępnienie wyników zrealizowanego projektu w postaci platformy edukacyjnej.

9.    Ocena ryzyka w projekcie

Projekt obarczony jest bardzo małym ryzykiem niepowodzenia. Wieloletnie doświadczenie opiekuna w realizacji badań związanych z tematem projektu oraz ugruntowana współpraca międzynarodowa z Narodowym Uniwersytetem Technicznym w Chmielnickim na Ukrainie gwarantuje terminową realizacje wszystkich etapów projektu. Studenci maja bezpośredni dostęp do laboratoriów technologicznych i badawczych co umożliwia realizacje poszczególnych zadań bez opóźnień.

10.  Kamienie milowe

K1 - raport z praktycznej i teoretycznej analizy technologii laserowej obróbki powierzchniowej oraz cięcia laserowego metali w ramach zajęć w laboratorium Politechniki Śląskiej;

K2 - opracowanie procesu cięcia laserowego materiałów metalowych, przygotowanie próbek do badań, weryfikacja opracowanych koncepcji technologii na bazie wyników badań materiałowych, wybór optymalnych parametrów procesu technologicznego;

K3 - przygotowanie próbek wg wybranej technologii we współpracy z partnerami przemysłowymi, weryfikacja procesu laserowej obróbki cieplnej od strony materiałowej na bazie badań i testów technologicznych, testy z wykorzystaniem urządzeń do badania procesów degradacji powierzchni, w tym dostępnych jedynie w laboratoriach Narodowego Uniwersytetu Technicznego w Chmielnickim na Ukrainie;

K4 - raport z praktycznej i teoretycznej analizy metodologii badania powierzchni materiałów w czasie seminariów naukowych realizowanych przy współudziale Narodowego Uniwersytetu Technicznego w Chmielnickim na Ukrainie;

K5 - ocena końcowa przyjętego rozwiązania, raport.

 

11.  Inne informacje o projekcie

Członkowie zespołu będą uczestniczyli w Międzynarodowej Studenckiej Konferencji Naukowej i cotygodniowym Międzynarodowym Seminarium Naukowym organizowanym przez Katedrę Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych wraz z Narodowym Uniwersytecie Technicznym w Chmielnickim na Ukrainie. Uczestnictwo w Seminarium pozwoli członkom Koła na zintegrowanie środowiska studenckiego i naukowego jak również młodej kadry zagranicznych ośrodków naukowych zajmujących się tematyką dotyczącą technologii materiałowych. Jest to miejsce dające możliwość wymiany doświadczeń, wiedzy, umiejętności oraz prezentacji dotychczasowego dorobku naukowego rozwijające i poszerzające zainteresowania studentów w zakresie inżynierii materiałowej, inżynierii powierzchni, biomateriałów i inżynierii biomedycznej, nanotechnologii, technologii proekologicznych oraz komputerowej nauki o materiałach. Seminarium pozwoli na przedstawienie projektów prowadzonych z przemysłem oraz projektów realizowanych w ramach międzynarodowych umów bilateralnych.

HARMONOGRAM REALIZACJI PROJEKTU

zadanie w projekcie	lider zadania	okres realizacji
Wymiana doświadczeń w ocenie własności warstw wierzchnich materiałów. Opracowanie metodologii badań, wykonanie obróbki laserowej.	Jan Wypiór	3 tygodnie
Badania materiałowe próbek, ocena jakości struktury w zależności od przyjętych parametrów cięcia laserowego (mocy lasera, szybkości skanowania, wykorzystanych gazów ochronnych). weryfikacja koncepcji rozwiązania zadania	Katarzyna Ptasznik	4 tygodnie
Weryfikacja wyników badań w celu opracowania metodologii doboru parametrów cięcia laserowego i ich wpływu na strukturę i własności	Natalia Rupala	3 tygodnie
Wykonanie badań własności eksploatacyjnych wykorzystując ustalone optymalne parametry obróbki	Bartosz Dziki	4 tygodnie
Opracowanie wniosków, przygotowanie zaleceń technologicznych, ustalenie parametrów aplikacyjnych.	Katarzyna Ptasznik, Dmytro Struchok	4 tygodnie
Przygotowanie sprawozdania końcowego	Jan Wypiór, Maksym Dats	3 tygodnie

Okres realizacji 16 tygodni - niektóre zadania realizowane równolegle czasowo