Podstawy fizyczne technologii laserowych i plazmowych Phisycal Fundamentals of laser and plasma technology

Transkrypt

1 Załącznik nr 7 do Zarządzenia Rektora nr 10/1 z dnia 1 lutego 01r. KARTA MODUŁU / KARTA PRZEDMIOTU Kod modułu Nazwa modułu Nazwa modułu w języku angielskim Obowiązuje od roku akademickiego 013/014 A. USYTUOANIE MODUŁU SYSTEMIE STUDIÓ Podstawy fizyczne technologii laserowych i plazmowych Phisycal Fundamentals of laser and plasma technology Kierunek studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma i tryb prowadzenia studiów Specjalność Jednostka prowadząca moduł Koordynator modułu Mechanika i Budowa Maszyn I stopień ogólnoakademicki studia stacjonarne Komputerowo wspomagane technologie laserowe i plazmowe Katedra Przemysłowych Systemów Laserowych dr hab. inż. łodzimierz Zowczak, prof. PŚk Zatwierdził: B. OGÓLNA CHARAKTERYSTYKA PRZEDMIOTU Przynależność do grupy/bloku przedmiotów Status modułu Język prowadzenia zajęć Usytuowanie modułu w planie studiów - semestr Usytuowanie realizacji przedmiotu w roku akademickim ymagania wstępne Egzamin Liczba punktów ECTS 3 przedmiot kierunkowy przedmiot obowiązkowy polski szósty semestr letni Mechanika nie Forma prowadzenia zajęć w semestrze wykład ćwiczenia laboratorium projekt Inne

2 C. EFEKTY KSZTAŁCENIA I METODY SPRADZANIA EFEKTÓ KSZTAŁCENIA Cel modułu Celem tego przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawami fizycznymi technologii laserowych i plazmowych stosowanymi w przemyśle. yjaśnione będą fizyczne podstawy działania laserów stosowanych w technice oraz urządzeń plazmowych źródeł ciepła dużej mocy. Omówione zostaną zjawiska fizyczne występujące w procesach cięcia, spawania, obróbki powierzchniowej i mechanizmy gięcia płyt i blach pod wpływem poruszającej się po powierzchni wiązki laserowej i plazmowej. Przy omawianiu poszczególnych technologii pokazane będą próbki materiałów z efektami danej obróbki laserowej i plazmowej. ykorzystane zjawiska fizyczne będą na przykładach przeanalizowane na ćwiczeniach obliczeniowych.. Symbol efektu _03 _04 _05 U_0 U_03 U_04 K_01 Efekty kształcenia Zna podstawy fizyczne działania lasera jako urządzenia kwantowego i historię powstania lasera. Posiada podstawową wiedzę na temat fizycznych podstaw działania laserów i właściwości wiązki laserowej oraz budowy laserów CO, Nd YAG i Excimerowych stosowanych w technice Posiada umiejętność zastosowania lasera CO i plazmotronów do cięcia, spawania, obróbki powierzchniowej i bezdotykowego kształtowania blach i płyt. Posiada umiejętność projektowania procesów laserowej i plazmowej obróbki materiałów i optymalizacji danej technologii, Posiada umiejętność ilościowej oceny dystorsji występującej w laserowej i plazmowej obróbce materiałów (spawanie, cięcie, obróbka powierzchniowa itp.) Potrafi obliczyć kąt rozbieżności wiązki laserowej w modzie o rozkładzie Gaussa Potrafi obliczyć promień wiązki w ognisku soczewki w zależności od długości fali, długości ogniskowej i rodzaju soczewki, promienia soczewki i współczynnika jakości wiązki. Potrafi obliczyć minimalną szerokość szczeliny cięcia laserowego metali w zależności od parametrów wiązki Potrafi obliczyć kątową i wzdłużną dystorsjię spawalniczą w zależności od kształtu przetopu laserowego w płycie Potrafi pracować w zespole Ma świadomość wagi obliczeń na temat bezpieczeństwa pracy z urządzeniami laserowymi i plazmowymi Forma prowadzenia zajęć (w/ć/l/p/inne) odniesienie do efektów kierunkowych K_01 K_04 K_04 K_05 K_04 K_04 K_04 K_K0 K_K03 odniesienie do efektów obszarowych T1A_01 InżA_0 T1A_01 T1A_0 T1A_07 InżA_0 T1A_01 T1A_0 T1A_01 T1A_0 T1A_01 T1A_0 T1A_0 InżA_U0 T1A_0 InżA_U0 T1A_0 InżA_U0 T1A_U08 InżA_U01 T1A_K0 T1A_K03 InżA_K01 K_K0 T1A_K0 Treści kształcenia: 1. Treści kształcenia w zakresie wykładu Nr wykła du Treści kształcenia Odniesienie do efektów kształcenia

3 Fizyczne podstawy działania laserów i właściwości wiązki laserowej oraz budowa laserów CO, Nd YAG i Excimerowych stosowanych w technice. Fizyczne podstawy działania urządzeń plazmowych i podstawy oddziaływania strumienia plazmy z powierzchną metali. Zjawiska fizyczne występujące w czasie działania wiązki laserowej i plazmowej na powierzchnie metali w zależności od gęstości mocy w wiązce Omówienia zjawisk fizycznych w procesach laserowego i plazmowego spawania oraz zapoznanie z metodami spawania powierzchniowego i głębokiego. Omówienia zjawisk fizycznych w procesach laserowego i plazmowego cięcia metali oraz zapoznanie z metodami cięcia z udziałem gazu obojętnego i aktywnego chemicznie. Zjawiska fizyczne występujące w procesach laserowej i plazmowej obróbki powierzchniowej w celu modyfikacji warstwy wierzchniej. Zastosowania laserów o działaniu ciągłym i impulsowym do obróbki powierzchni. Zastosowanie laserów do laserowego bezdotykowego gięcia i kształtowania metali. Zapoznanie z podstawowymi mechanizmami laserowego gięcia płyt i blach. dla modułu _03. Treści kształcenia w zakresie ćwiczeń liczba godz. Treści kształcenia Budowa atomu wodoru i sens fizyczny stanów energetycznych podstawowego i wzbudzonych, rozkład Boltzmanna liczby obsadzeń stanów energetycznych w zależności od temperatury. Obliczenie promienia atomu wodoru w stanie podstawowym. Obliczenie kąta rozbieżności wiązki laserowej w modzie o rozkładzie Gaussa Obliczenie promienia wiązki w ognisku soczewki w zależności od długości fali, długości ogniskowej i rodzaju soczewki, promienia soczewki i współczynnika jakości wiązki. Analiza współczynnika absorpcji promieniowania laserowego w zależności od stanu powierzchni matali. Obliczenie minimalnej szerokości szczeliny cięcia laserowego metali w zależności od parametrów wiązki Analiza absorpcji wiązki laserowej w kanale parowym i procesów przekazywania energii z wiązki laserowej do materiału. Obliczenie kątowej i wzdłużnej dystorsji spawalniczej w zależności od kształtu przetopu laserowego w płycie Odniesienie do efektów kształcenia dla modułu U_03 U_0 Metody sprawdzania efektów kształcenia Symb ol efektu Metody sprawdzania efektów kształcenia (sposób sprawdzenia, w tym dla umiejętności odwołanie do konkretnych zadań projektowych, laboratoryjnych, itp.) _03 _04 _05

4 U_0 U_03 U_04 K_01, Obserwacja zachowania studenta w trakcie zajęć laboratoryjnych Obserwacja zachowania studenta w trakcie zajęć praktycznych (ćwiczenia, laboratoria)

5 D. NAKŁAD PRACY STUDENTA Rodzaj aktywności Bilans punktów ECTS obciążenie studenta 1 Udział w wykładach 15 Udział w ćwiczeniach 15 3 Udział w laboratoriach 4 Udział w konsultacjach (-3 razy w semestrze) 5 Udział w zajęciach projektowych 6 Konsultacje projektowe 7 Udział w egzaminie 8 9 Liczba godzin realizowanych przy bezpośrednim udziale nauczyciela akademickiego 10 Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczyciela akademickiego (1 punkt ECTS=5-30 godzin obciążenia studenta) 3 (suma) 11 Samodzielne studiowanie tematyki wykładów 1 1 Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów 15 ykonanie sprawozdań Przygotowanie do końcowego z ćwiczeń 3 17 ykonanie projektu lub dokumentacji 18 Przygotowanie do egzaminu Liczba godzin samodzielnej pracy studenta 50 (suma) 1 Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach samodzielnej pracy (1 punkt ECTS=5-30 godzin obciążenia studenta) Sumaryczne obciążenie pracą studenta 7 3 Punkty ECTS za moduł 1 punkt ECTS=5-30 godzin obciążenia studenta 4 4 Nakład pracy związany z zajęciami o charakterze praktycznym Suma godzin związanych z zajęciami praktycznymi 50 5 Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym 1 punkt ECTS=5-30 godzin obciążenia studenta E. LITERATURA A. ykład i B. wiczenia ykaz literatury iliam Steen, Laser Material Processing, Jan Kusiński, Lasery I ich zastosowania w inżynierii materiałowej, ydawnictwo Naukowe Akapit Kraków 000 Edward Dobaj, Maszyny i urządzenia spawalnicze, ydawnictwa Naukowo- Techniczne, arszawa Zygmunt Mucha, Modelowanie i badania eksperymentalne laserowego kształtowania materiałów konstrukcyjnych, ydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej Kielce 004.

6 itryna modułu/przedmiotu