Oferta badawcza dla przemysłu motoryzacyjnego prof. dr hab. inż. Jerzy Kaleta i zespół Katedra Mechaniki i Inżynierii Materiałowej (KMiIM), Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska
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
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
Przemysłowi i naukowi partnerzy KMiIM, w tym z branży automotiv (wybrani)
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
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: 45000 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)
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)
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)
Lekki kompozytowy element podłogowy do pokrycia wnęki pryzmowej (badania własne)
Koncepcja cysterny samochodowej (w tym z programowanym środkiem masy) Oferta: dobór materiałów i opracowanie technologii wytwarzania kompozytowych cystern samochodowych/kolejowych
Kompozytowe pancerze pojazdów (przykłady obce) Oferta: dobór materiałów i opracowanie technologii wytwarzania kompozytowych podzespołów opancerzenia pojazdów lekkich
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
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 )
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 10 8 6 4 2 Klebsiella pneumoniae normalny SiO 2 0.5 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 0 0 1 2 3 4 5 6 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
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 http://www.prescriptionglasseson line.net/cheapglasses/?help120.ht ml http://www.ytca.com/anti_r eflective_coating_technology Powłoka o właściwościach przeciwzabrudzeniowych Proszki ferromagnetyczne z powłoką SiO 2
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 http://www.ineffableisland.com/201 1/07/aerogels-revolutionized-thinnerlighter.html http://press.aerogel.com/index.php?s=25881&ite m=66343 http://www.mechanicale ngineeringblog.com/tag/ carbon-aerogel/ (*) MATERIAŁY MULTIFUNKCJONALNE INTEGRACJA WARSTW/AEROŻELI Z NANOPROSZKAMI
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
Kamera magnetowizyjna do inspekcji komponentów grupy automotiv, przykład badania półosi (badania własne)
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
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
Dziękuję za uwagę Katedra Mechaniki i Inżynierii Materiałowej (KMiIM), Wydział Mechaniczny, Politechnika Wrocławska http://kmim.wm.pwr.edu.pl/