Oferta badawcza dla przemysłu motoryzacyjnego prof. dr hab. inż. Jerzy Kaleta i zespół

Transkrypt

1 Oferta badawcza dla przemysłu motoryzacyjnego prof. dr hab. inż. Jerzy Kaleta i zespół Katedra Mechaniki i Inżynierii Materiałowej (KMiIM), Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska

2 Potencjalne obszary wspólnych projektów do realizacji we współpracy z KMiM PWr/1 Redukcja masy i zwiększenie żywotności systemów transportowych Optymalizacja konstrukcji poprzez zastosowanie nowej generacji kompozytów i technologii z ich udziałem Lekkie, kompozytowe elementy ciśnieniowe do zastosowań transportowych (zbiorniki, siłowniki, rury, itp.) Poprawa bezpieczeństwa konstrukcji i eksploatacji systemów z użyciem materiałów zaawansowanych Struktury rekonfigurowalne dynamicznie w aplikacjach automotive Wdrożenie koncepcji permanentnego monitorowania konstrukcji (ang.: Structural Health Monitoring) Odzysk energii, głównie z drgań i ciepła odpadowego (ang.: Energy Harvesting) Wdrożenie nowych pokryciowych materiałów ochronnych Materiały wykazujące efekt fotokatalityczny (samoczyszczący) Powłoki poprawiające odporność na ścieranie oraz zarysowania Bakteriostatyczne/bakteriobójcze/przeciwgrzybicze domieszki do tkanin obiciowych Filtry UV Zmiana właściwości mechanicznych warstw wierzchnich poprzez domieszkowanie lakierów

3 Potencjalne obszary wspólnych projektów do realizacji we współpracy z KMiM PWr/2 Zastosowanie innowacyjnych rozwiązań i materiałów funkcjonalnych w systemach transportowych Aerożele jako materiały izolacyjne nowej generacji Materiały o zwiększonej odporności termicznej i obniżonej palności Materiały funkcjonalne do dedykowanych zastosowań w pojazdach (zol-żelowe materiały tlenkowe, szkła metaliczne) Systemy zasilania OZE bazujące na ogniwach paliwowych oraz nowoczesne systemy tankowania Zmniejszenie kosztów produkcji Optymalizacja i modelowanie numeryczne konstrukcji Analiza modalna w ocenie zmęczenia i wytrzymałości konstrukcji

4 Przemysłowi i naukowi partnerzy KMiIM, w tym z branży automotiv (wybrani)

5 Redukcja masy i zwiększenie żywotności systemów transportowych Optymalizacja konstrukcji poprzez zastosowanie nowej generacji kompozytów i technologii z ich udziałem: - wały i półosie napędowe - elementy zawieszenia - kompozytowe elementy konstrukcji nośnych Lekkie, kompozytowe elementy ciśnieniowe do zastosowań transportowych: - zbiorniki i akumulatory ciśnienia - siłowniki - rury Inne elementy kompozytowe: - wysokoobrotowe koła zamachowe do systemów magazynowania energii - kompozytowe elementy sprężyste - żaroodporne osłony termiczne (bazalt) - kompozytowe osłony balistyczne - elementy wnętrza

6 Kompozytowe zbiorniki wysokociśnieniowe do gromadzenia wodoru/metanu (projekty EU: FP6, FP7, KIC-EIT, H2020 z udziałem KMiIM) Przykład współpracy KMiIM z partnerami przemysłowymi i naukowymi w UE Ciśnienia robocze: 700 bar Ciśnienie rozrywania: 1575 bar Liczba cykli: Warunki: -45ºC 90ºC, 0 95% R H Materiały: CFRC, GFRC, PE, PA Pełen zakres badań hydraulicznych Wybrane projekty EU z zakresu zbiorników kompozytowych Zastosowania: zbiorniki paliwa w samochodach, transport gazów technicznych, stacje tankowania (zbiorniki buforowe)

7 Cylindry hydrauliczne siłowników, dwukrotna redukcja masy (przykłady obce) Oferta: dobór materiałów i opracowanie technologii wytwarzania kompozytowych siłowników, rur, itp. (prototypy wytworzono w ramach badań własnych)

8 Koncepcja trzyczłonowego bloku pontonowego typu,,v (badania własne w ramach konsorcjum krajowego; koordynator -WITI) Oferta: gotowość udziału w badaniach na rzecz wytworzenia kolejnej generacji przepraw (kompozytowych)

9 Lekki kompozytowy element podłogowy do pokrycia wnęki pryzmowej (badania własne)

10 Koncepcja cysterny samochodowej (w tym z programowanym środkiem masy) Oferta: dobór materiałów i opracowanie technologii wytwarzania kompozytowych cystern samochodowych/kolejowych

11 Kompozytowe pancerze pojazdów (przykłady obce) Oferta: dobór materiałów i opracowanie technologii wytwarzania kompozytowych podzespołów opancerzenia pojazdów lekkich

12 Przykłady wykorzystania kompozytów w pojazdach Oferta: dobór materiałów i opracowanie technologii wytwarzania kompozytowych podzespołów samochodowych Elementy kompozytowe karoserii Butle kompozytowe do transportu sprężonych gazów Elementy kompozytowe układu jezdnego

13 Możliwość zastosowania systemów monitoringu strukturalnego (SHM) w pojazdach; częściowo badania własne Systemy SHM w pojazdach mogą uzupełnić paletę systemów standardowych o możliwość monitorowania stanu technicznego: - konstrukcji monitorowanie stanu wytężenia oraz procesów degradacyjnych nowoczesnych ram kompozytowych i stalowych, pojazdów specjalnych, dźwigów, itp. - zbiorników paliwowych i zbiorników do przewozu substancji niebezpiecznych (chemikaliów, paliw, gazów technicznych, itp.) - monitorowanie procesów degradacyjnych oraz szczelności - monitorowanie rozłożenia ładunku ( inteligentna podłoga )

14 log N Zol-żelowe materiały funkcjonalne do zastosowań w przemyśle samochodowym. Proszki i włókna; badania własne Bakteriostatyczne/bakteriobójcze/przeciwgrzybicze domieszki do włóknin oraz tkanin obiciowych Zmiana właściwości mechanicznych warstw wierzchnich poprzez domieszkowanie lakierów Proszkowe materiały tlenkowe o właściwościach magnetycznych Klebsiella pneumoniae normalny SiO mg/ml SiO 2 /Ag 1 mg/ml SiO 2 /Ag Według szacunków Textiles Intelligence, zastosowanie tekstyliów technicznych i włóknin w samochodach wzrośnie o 75%, od 20 kg do 35 kg w 2020 r. Proszki SiO 2 o średnicy 500nm Czas inkubacji (h) Efekt antybakteryjny proszków SiO 2 aktywowanych Ag0 Tkanina z powłoką domieszkowaną proszkami SiO 2 z nanosrebrem (Ag 0 ) Proszki SiO 2 z nanometalami na powierzchni

15 Zol-żelowe materiały funkcjonalne do zastosowań w przemyśle samochodowym. Powłoki, częściowo badania własne Powłoki poprawiające odporność na ścieranie oraz zarysowania Powłoki przeciw-zabrudzeniowe, antykorozyjne, hydrofobowe Filtry UV, powłoki antyrefleksyjne UNCOATED SiO 2 COATED Powłoki antykrozyjne Powłoki hydrofobowe Powłoki antyrefleksyjne Powłoki hydrofilowe Super-twarde powłoki odporne na zarysowania line.net/cheapglasses/?help120.ht ml eflective_coating_technology Powłoka o właściwościach przeciwzabrudzeniowych Proszki ferromagnetyczne z powłoką SiO 2

16 Zol-żelowe materiały funkcjonalne do zastosowań w przemyśle samochodowym. Aerożele (częściowo badania własne) Wysokosprawne systemy izolacji termicznej Materiały o zwiększonej odporności termicznej i obniżonej palności 1/07/aerogels-revolutionized-thinnerlighter.html m= ngineeringblog.com/tag/ carbon-aerogel/ (*) MATERIAŁY MULTIFUNKCJONALNE INTEGRACJA WARSTW/AEROŻELI Z NANOPROSZKAMI

17 Metale amorficzne (szkła metaliczne) i nanokrystaliczne dla producentów pojazdów. Możliwości KMiIM w zakresie wytwarzania, badania i aplikacji Wytwarzanie techniką szybkiego chłodzenia (taśmy, pręty) Mikrostruktura (szkło metaliczne i/lub nanokrystaliczna) Unikatowe programowalne własności mechaniczne i/lub magnetyczne Wielofunkcyjne materiały amorficzne i nanokrystaliczne

18 Kamera magnetowizyjna do inspekcji komponentów grupy automotiv, przykład badania półosi (badania własne)

19 Odzysk energii z drgań i ciepła (Energy Harvesting) jako źródło zasilanie sensoryki w pojazdach, badania własne. Podejmowane główne aspekty - Harvestery udarowe z materiałami typu SMART - Harvestery rezonansowe - Harvestery termoelektryczne - Jednoczesna transmisja danych i zasilania poprzez drgania mechaniczne w konstrukcji - Wielosensoryczne systemy monitorujące parametry ekspoloatacyjne

20 Systemy zasilania OZE, w tym mobilne z wykorzystaniem platformy samochodowej Nowoczesne systemy zasilania pojazdów elektrycznych z wykorzystaniem ogniw paliwowych (PEM, SOFC) Wykorzystanie gazów odpadowych w celach energetycznych; gas-to-power; konwersja CO 2 Stacje tankowania wodoru, wykorzystanie lokalnych źródeł energii do produkcji wodoru; power-to-gas Hydrogen mobility

21 Dziękuję za uwagę Katedra Mechaniki i Inżynierii Materiałowej (KMiIM), Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska