KARTA MODUŁU / KARTA PRZEDMIOTU Kod modułu Nazwa modułu Nazwa modułu w języku angielskim Obowiązuje od roku akademickiego 03/04 Techniki laserowe Laser Technology A. USYTUOWANIE MODUŁU W SYSTEMIE STUDIÓW Kierunek studiów Poziom Profil studiów Forma i tryb prowadzenia studiów Specjalność Jednostka prowadząca moduł Koordynator modułu Mechanika i Budowa Maszyn I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólnoakademicki / praktyczny) niestacjonarne (stacjonarne / niestacjonarne) Automatyka Przemysłowa Katedra Przemysłowych Systemów Laserowych dr hab. inż. Włodzimierz 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 kierunkowy (podstawowy / kierunkowy / inny HES) obowiązkowy (obowiązkowy / nieobowiązkowy) polski Semestr siódmy Semestr zimowy (semestr zimowy / letni) Wymagania wstępne Mechanika (kody modułów / nazwy modułów) Egzamin nie (tak / nie) Liczba punktów ECTS 3 Forma prowadzenia zajęć wykład ćwiczenia laboratorium projekt Inne w semestrze 9 9
C. EFEKTY KSZTAŁCENIA I METODY SPRAWDZANIA EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Cel modułu Celem zajęć jest zapoznanie studentów z podstawowymi, technologicznymi zastosowaniami laserów dużej i średniej mocy oraz z fizycznymi podstawami działania i budowy laserów CO i Nd:YAG stosowanych w technice. Omówione będą podstawowe właściwości promieniowania laserowego i oddziaływania zogniskowanego promieniowania z materiałami i w szczególności z metalami. Studenci będą zapoznani teoretycznie i praktycznie z zaawansowanymi laserowymi metodami cięcia metali, spawania, obróbki powierzchniowej i bezdotykowego laserowego gięcia elementów metalowych. Przedstawione też będą zasady bezpieczeństwa pracy z urządzeniami laserowymi. Symbol efektu U_0 U_03 Efekty Zna podstawowe pojęcia z techniki laserowej i efekty działania wiązki laserowej na metale i niemetale oraz zna charakterystyczne właściwości promieniowania laserowego. Zna zasady działania lasera jako urządzenia kwantowego. Zna zasady bezpieczeństwa pracy z urządzeniami laserowymi i umie udzielić pierwszej pomocy po oparzeniu laserową wiązką. Umie ciąć płyty i blachy wykonane z różnych metali oraz dobierać parametry wiązki laserowej i programować procesy cięcia. Potrafi spawać różne metale i dobierać parametry spawania i programować procesy spawania. Potrafi laserowo hartować stale węglowe z wykorzystaniem zwierciadła segmentowego z przetapianiem i bez przetapiania. Potrafi giąć płyty blachy z wykorzystaniem trzech mechanizmów bezdotykowego gięcia poruszającą się wiązką laserową. Potrafi dokonać pomiaru mikrotwardości powierzchni stalowych po laserowym hartowaniu. Potrafi pracować w zespole Ma świadomość udziału w rozwoju nowoczesnych laserowych technologii w zastosowaniu do budowy maszyn i rozwoju inżynierii materiałowych Forma prowadzenia zajęć (w/ć/l/p/inne) W, W W odniesienie do efektów kierunkowych K_W0 K_W05 L KS_U0_K KS_U03_K KS_U0_K KS_U03_K K_U4 K_K0 K_K03 odniesienie do efektów obszarowych InżA_W0 TA_W07 InżA_W0 TA_U09 TA_U09 TA_U09 TA_K0 TA_K03 InżA_K0 W,L K_K0 TA_K0 :. w zakresie wykładu Nr wykła du Podstawowe pojęcia z zakresu techniki laserowej, fizyczne podstawy działania lasera. Właściwości promieniowania laseroweg: kierunkowość, monochromatyczność, koherencja i polaryzacja. Kaustyka wiązki laserowej w
3 4 5 obszarze ogniska soczewki skupiającej Zasady pracy z urządzeniami laserowymi i skutki działania wiązki laserowej na skórę i oczy. Zapoznanie z zasadami udzielania pierwszej pomocy przy kontakcie z promieniowaniem laserowym. Fizyczne podstawy spawania laserowego i cięcia z wykorzystaniem zjawiska kanałowego. Metoda konduktywnego spawania płytkiego. Metody laserowego cięcia materiałów z zastosowaniem gazów obojętnych i aktywnych chemicznie. Laserowa obróbka powierzchniowa metali: termiczne hartowanie powierzchniowe, teksturowanie i honowanie powierzchni celem modyfikacji warstwy wierzchniej np. poprawa właściwości tribologicznych. Bezdotykowe, laserowe gięcie i kształtowania płyt i blach poruszającą się wiązką laserową. Powstawanie trwałych i nietrwałych deformacji termicznych. Objaśnienie mechanizmów laserowego trwałego gięcia i spęczania płyt. liczba godz.. w zakresie zadań laboratoryjnych liczba godz. Praktyczne zasady bezpieczeństwa pracy z urządzeniami laserowymi i zapoznanie się z regulaminem postępowania w trakcie przebiegu zajęć laboratoryjnych. Zajęcia laboratoryjne z cięcia metalowych blach ze stali niskowęglowych, stali nierdzewnych i ceramiki z zastosowaniem gazu roboczego obojętnego (azot, argon) lub gazu aktywnego jak tlen lub powietrze. Laboratoryjne zajęcia z laserowego spawania konduktywnego i kanałowego U_03 wraz z dobieraniem parametrów laserowej obróbki. Pomiar współczynnika jakości wiązki dla danej spawającej głowicy. Zajęcia laboratoryjne z laserowego hartowania próbek ze stali węglowych przy pomocy poruszającej się wiązki o przekroju prostokątnym z jednorodnym rozkładem gęstości wiązki. Przeprowadzenie pomiarów uzyskanych twardości metodą Wickersa i wykonanie zależności twardości próbek od mocy lasera i prędkości skanowania powierzchni Przeprowadzenie badań efektów laserowego gięcia blach poruszającą się
wiązką z wykorzystaniem mechanizmu gradientu temperatury dla próbek grubościennych i metodą wyboczenia termicznego dla próbek cienkościennych, i pomiary kąta gięcia w zależności od mocy lasera. Metody sprawdzania efektów Symb ol efektu Metody sprawdzania efektów (sposób sprawdzenia, w tym dla umiejętności odwołanie do konkretnych zadań projektowych, laboratoryjnych, itp.) U_0 U_03 U_05 kolokwium zaliczenie kolokwium zaliczenie Kolokwium zaliczenie z laboratorium sprawozdanie i kolokwium zaliczeniowe z laboratorium Obserwacja zachowania studenta w trakcie zajęć laboratoryjnych Obserwacja zachowania studenta w trakcie zajęć praktycznych (ćwiczenia, laboratoria)
D. NAKŁAD PRACY STUDENTA Bilans punktów ECTS Rodzaj aktywności obciążenie studenta Udział w wykładach 9 Udział w ćwiczeniach 3 Udział w laboratoriach 9 4 Udział w konsultacjach (-3 razy w semestrze) 5 5 Udział w zajęciach projektowych 6 Konsultacje projektowe 7 Udział w kolokwium zaliczeniowym 8 9 Liczba godzin realizowanych przy bezpośrednim udziale nauczyciela 5 akademickiego (suma) 0 Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczyciela akademickiego ( punkt ECTS=5-30 godzin obciążenia studenta) Samodzielne studiowanie tematyki wykładów 0 Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń 3 Samodzielne przygotowanie się do kolokwiów 0 4 Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów 0 5 Wykonanie sprawozdań 0 5 Przygotowanie do kolokwium końcowego z laboratorium 5 7 8 Przygotowanie do kolokwium zaliczeniowego 5 9 0 Liczba godzin samodzielnej pracy studenta 50 (suma) Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach samodzielnej pracy ( punkt ECTS=5-30 godzin obciążenia studenta) Sumaryczne obciążenie pracą studenta 75 3 Punkty ECTS za moduł punkt ECTS=5-30 godzin obciążenia studenta 3 4 Nakład pracy związany z zajęciami o charakterze praktycznym Suma godzin związanych z zajęciami praktycznymi 0 5 Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym punkt ECTS=5-30 godzin obciążenia studenta E. LITERATURA A. Wykład i B. Laboratorium Wykaz literatury Wiliam Steen, Laser Material Processing, Jan Kusiński, Lasery I ich zastosowania w inżynierii materiałowej, Wydawnictwo Naukowe Akapit Kraków 000 Zygmunt Mucha, Modelowanie i badania eksperymentalne laserowego kształtowania materiałów konstrukcyjnych, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej Kielce 004. Witryna WWW modułu/przedmiotu