OFERTA WSPÓŁPRACY NAUKOWO BADAWCZEJ ORAZ TECHNOLOGICZNEJ DLA PRZEMYSŁU

OFERTA WSPÓŁPRACY NAUKOWO BADAWCZEJ ORAZ TECHNOLOGICZNEJ DLA PRZEMYSŁU Zakład Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych Laboratorium Inżynierii Powierzchni Instytut Pojazdów Mechanicznych i Transportu Wydział Mechaniczny

PRACE BADAWCZE I USŁUGOWE Wykonywanie ekspertyz i wydawanie opinii o innowacyjności Precyzyjne spawanie, mikrospawanie i mikrocięcie laserowe różnych stopów metali w 2D oraz 3D z wykorzystaniem nowoczesnych stanowisk laserowych zastosowanie w inżynierii produkcji oraz naprawach elementów maszyn i urządzeń. Precyzyjne mikronapawanie warstwy wierzchniej elementów maszyn i urządzeń zastosowanie w inżynierii produkcji i naprawach elementów maszyn i urządzeń. Realizacja nowoczesnych procesów oczyszczania bezstykowego w tym ablacyjnego oczyszczania laserowego warstwy powierzchniowej różnych materiałów i elementów maszyn zastosowanie w inżynierii produkcji i naprawach elementów maszyn i urządzeń. Wykonywanie mikro- i nanoobróbek laserowych elementów maszyn i urządzeń (oczyszczanie laserowe, teksturowanie) oraz zastosowanie ich m.in. w inżynierii powierzchni w lotnictwie i przemyśle samochodowym. Procesy regeneracji elementów maszyn i urządzeń poprzez: -napawanie łukowe TIG, -napawanie metodą PTA, -napawanie laserowe, -napawanie przy użyciu mikroplazmy, -lutowanie twarde, -napawanie łukowe MIG/MAG, -natryskiwanie cieplne proszkami metalicznymi metodą gazową. Badania laboratoryjne w zakresie odporności różnych warstw wierzchnich i powłok na zużycie w warunkach tarcia. Testowanie elementów maszyn i urządzeń w Komorze Niskiej Temperatury Badania właściwości użytkowych materiałów konstrukcyjnych: -składu chemicznego, -mikrostruktury, -twardości, -stereometrii powierzchni, -odporności na zużycie w warunkach tarcia, -badanie właściwości zmęczeniowych, -odporności na korozję. Cięcie laserem CO 2 np. tworzywa sztuczne, drewno, stal i inne metale Znakowanie laserem artykułów reklamowych (metale, drewno, szkło, ceramika, skóra, tworzywa sztuczne) Wykonywanie teksturowania laserowego w skali mikro- i makro metrycznej elementów maszyn i urządzeń dla zastosowań w różnych gałęziach przemysłu w tym motoryzacji, lotnictwie, rolnictwie i przemyśle zbrojeniowym itp. Modelowe badanie właściwości tribologicznych materiałów i elementów maszyn badanie trwałościowe na modelowych stanowiskach badawczych elementy silników, maszyn, urządzeń itp. ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 2

PRACE BADAWCZE Laboratorium Inżynierii Powierzchni Zakładu Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych oferuje: 1. ABLACYJNE TEKSTUROWANIE LASEROWE ELEMENTÓW MASZYN Wałek rozrządu silnika spalinowego z czopami po teksturowaniu laserowym a) A B a) widok wału rozrządu po teksturowaniu: A mikroczasze B mikrokanały b) b) widok fragmentu wału rozrządu z czopem teksturowanym laserowo (mikrozasobniki smarne w kształcie czasz) Widok tekstury w kształcie mikrokanałów wytworzonych techniką laserową na powierzchni czopów wałka rozrządu silnika spalinowego (rys. a-d) ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 3

Sworzeń tłokowy silnika spalinowego teksturowany laserowo Sworzeń tłokowy z mikrozasobnikami smarnymi wytworzonymi ablacyjną mikroobróbką laserową Topografia powierzchni sworznia tłokowego z mikrozasobnikami smarnymi 2. ABLACYJNE OCZYSZCZANIE LASEROWE ELEMENTÓW MASZYN Sekwencyjne usuwanie powłok lakierowych z nadwozi samochodów z wykorzystaniem ablacji laserowej Widok fragmentu nadwozia modyfikowanego laserowo Efekty usunięcia lakierowanego systemu powłokowego Płaszcz tłoka oczyszczony laserowo Powierzchnia korony tłoka oczyszczona z warstwy nagaru Powierzchnia płaszcza oczyszczona a) z nawarstwień oraz tlenków Strefy tłoka oczyszczone laserowo ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 4

a) Łopatka turbiny po odlaniu i oczyszczeniu laserowym b) Powierzchnia stali oczyszczona z produktów intensywnej korozji z wykorzystaniem ablacji laserowej Produkty Strefy oczyszczone laserowo 3. LASEROWE UMACNIANIE UDAROWE MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH I ELEMENTÓW MASZYN Technologia ta pozwala na wytwarzanie ( rys. A B) bardzo wysokich ciśnień (GPa) generowanych w plazmie laserowej powodujących lokalne umacnianie materiału. Ma to istotny wpływ na właściwości zmęczeniowe. 4. CIĘCIE LASEROWE 5. SPAWANIE I NAPAWANIE LASEROWE Widok przylgnie zaworów (1) silnika spalinowego napawane laserowo/ plazmowo stellitem 6. Trzon zaworu teksturowany laserowo w newralgicznych strefach (2,3), obrobiony mechanicznie. Zawór azotowany jarzeniowo. Widok napawanej przylgni zaworów 6. GRAWEROWANIE (2D I 3D) 7. EKSPERTYZY Tematy przykładowych ekspertyz: Badania metalograficzne i składu chemicznego materiałów konstrukcyjnych konstrukcyjnych Badania właściwości mechanicznych i twardości zmęczeniowej materiałów oraz elementów maszyn Dobór technologii laserowych dla potrzeb klienta Badanie właściwości powierzchni napawanych Porównanie jakości cięcia laserowego/ plazmowego materiałów konstrukcyjnych Badanie stereometrii powierzchni oraz pomiary metrologiczne materiałów oraz elementów maszyn ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 5

LABORATORIUM INŻYNIERII POWIERZCHNI dysponuje pracowniami: 1. Pracownia Technologii Laserowych, zawiera sześć stanowisk technologiczno badawczych: 1.1. Stanowisko do precyzyjnego spawania i napawania metali i ich stopów takich jak: stal, aluminium, tytan, miedź, a także do modyfikacji warstwy wierzchniej elementów maszyn (np. hartownie) w skali makroi mikrometrycznej. Stanowisko wyposażone jest w laser technologiczny Nd: YAG z nowoczesną precyzyjną optyką, automatyką sterującą oraz system monitorowania procesów technologicznych. 1.2. Mobilne stanowisko do precyzyjnego cięcia, spawania oraz teksturowania laserowego w wymiarze 2D oraz 3D. Stanowisko to składa się z: nowoczesnego lasera Yb: YAG włóknowego o mocy 400 W (długość fali promieniowania λ = 1070 nm), głowicy optycznej typu Galvo do szybkiego i precyzyjnego spawania (pole pracy 200 x 200 mm), głowicy optycznej do precyzyjnego spawania i cięcia różnych stopów metali, stołu x y sterowanego CNC, kolumny stanowiącej oś z do mocowania głowic laserowych. 1.3. Stanowisko laserowe typu Nd: YAG pozwalające na realizację nowoczesnej i precyzyjnej technologii ablacyjnego oczyszczania laserowego warstwy powierzchniowej różnych materiałów i elementów maszyn. Stanowisko składające się z: lasera Nd: YAG o mocy 400 W, Długość fali promieniowania λ=1070 nm, możliwość pracy impulsowej, ciągłej, głowicy optycznej typu Galvo i układu sterowania. Stanowisko to pozwala na realizację procesów technologicznych zarówno na materiałach jak i elementach maszyn. ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 6

1.4. Stanowisko laserowe typu C0 2 do znakowania oraz ablacyjnego oczyszczania i teksturowania powierzchni materiałów konstrukcyjnych, elementów maszyn i urządzeń. Zastosowanie do: materiałów metalowych, niemetalowych, z tworzyw sztucznych, szkła, ceramiki oraz drewna. 1.5. Wielofunkcyjny mobilny manipulator do precyzyjnego spawania i napawania wielkogabarytowych elementów maszyn oraz obiektów technicznych (np. formy wtryskowe, korpusy) wyposażony w mobilną podstawę na kółkach z bogatym osprzętem technicznym oraz głowicę optyczną do spawania i napawania. 1.6. Mikrostolik X Y Z na podstawie do precyzyjnej obróbki materiałów konstrukcyjnych z możliwością montażu na osi oprzyrządowania o ciężarze nieprzekraczającym 10 kg. Oś Z posiada możliwość montażu oprzyrządowania: głowicy szlifierskiej, frezarskiej, laserowej, głowicy elektrodrążarki lub głowicy laserowej do cięcia, spawania i napawania. 2. Pracownia Mikro- i Nanoobróbki Laserowej z pięcioma stanowiskami: 2.1. Stanowisko do precyzyjnej ablacyjnej mikroobróbki laserowej w zakresie teksturowania, oczyszczania, mikrospawania oraz trwałego znakowania materiałów: surowy/ powlekany/ szczotkowany/ polerowany/ anodowany/ oksydowany metal, aluminium, nikiel, tytan, chrom, miedź, metale szlachetne, brąz, ceramika i kamień. W skład stanowiska wchodzi: laser Yb: YAG o długości fali promieniowania λ=1070 nm z głowicą Galvo, stolik X Y, obrotnik. ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl Strona 7

2.2. Stanowisko do precyzyjnej ablacyjnej mikroobróbki laserowej w zakresie teksturowania, oczyszczania, mikrospawania oraz trwałego znakowania materiałów: poliwęglan, polipropylen, PCV, guma, skóra/materiały skóropodobne, silikon, papier, kompozyty, drewno powlekane, powłoki lakiernicze. W skład stanowiska wchodzi: laser Nd: YAG z głowicą Galvo o długości fali promieniowania λ=532 nm, stolik X Y oraz obrotnik. 2.3. Mobilne stanowisko laserowe typu CO 2 (w przenośnej walizce) do precyzyjnej ablacyjnej mikroobróbki laserowej w zakresie teksturowania oraz oczyszczania warstwy powierzchniowej metalowych i niemetalowych materiałów konstrukcyjnych oraz elementów maszyn w tym tworzyw sztucznych, lakierowych systemów powłokowych, wyposażone w nowoczesną optykę, głowicę Galvo oraz powietrzny układ chłodzenia, 2.4. Stanowisko do ablacyjnej mikroobróbki laserowej typu Yb: YAG Q Switz, o długości fali promieniowania λ=1070 nm z głowicą Galvo, wyposażone w stolik X Y służy do teksturowania, oczyszczania i mikrospawania warstwy powierzchniowej metalowych materiałów konstrukcyjnych oraz elementów maszyn. 2.5. Stanowisko laboratoryjne z laserem Nd: YAG posiadający cztery (harmoniczne) długości fal promieniowania λ=1064 nm, λ=532 nm, λ=355 nm, λ=266 nm. Praca lasera w trybie impulsowym (20 Hz), czas trwania impulsu 10 ns, precyzyjny stolik X Y. 2.6. Stanowisko laboratoryjne z laserem Nd: YAG posiadający trzy (harmoniczne) długości fal promieniowania λ=1064 nm, λ=532 nm, λ=355 nm. Praca lasera w trybie impulsowym (20 Hz), czas trwania impulsu 70 ps, precyzyjny stolik X Y. ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 8

3. Pracownia Preparatyki Metalograficznej trzy stanowiska specjalistyczne dla celów dydaktyczno badawczych: a) Praska do inkludowania próbek do badań metalograficznych, b) Automatyczna szlifierko-polerka, c) Uniwersalna przecinarka metalograficzna. 4. Pracownia Inżynierii Powierzchni oraz Badań Metalograficznych: 4.1. Dwa standardowe mikroskopy optyczne, trzy mikroskopy optyczne stereoskopowe, uniwersalne myjki ultradźwiękowe. 4.2. Mobilne stanowisko mikroskopowe firmy Keyence wyposażone w nowoczesny mikroskop optyczny z transmisją światłowodową, przeznaczone do obserwacji, analizy i rejestracji obrazów mikroskopowych oraz topografii powierzchni w 2D i 3D. Aparatura wraz z oprogramowaniem specjalistycznym pozwala na łączenie obrazów 2D i 3D z możliwością pomiarów geometrycznych w 3 osiach XYZ: odległości, wysokości w 3D, kątów, promieni krzywizny, powierzchni, wizualizacji: 3D, 3D topografii, 3D w pseudokolorach i profili. Dzięki mobilnym trzem głowicom optycznym o powiększeniach: do 200x, do 1000x, do 5000x, istnieje możliwość obserwacji obrazu z wolnej ręki oraz przy głowicach optycznych na statywie z zamontowanym na nim precyzyjnym stoliku X Y Z sterowanym śrubami mikrometrycznymi. ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 9

4.3. Nowoczesne stanowisko mikroskopowe z kamerą cyfrową o rozdzielczości 5000 pikseli. 4.4. Stanowisko do rejestracji szybkozmiennych procesów na powierzchni materiałów oraz elementów maszyn (przystawka do stanowiska mikroskopowego Keyence) z szybką kamerą o rozdzielczości 640 x 480 pikseli, szybkość akwizycji 20 000 klatek/sekundę, z funkcją nagrywania i dodawania komentarzy, możliwością kompozycji obrazu o rozszerzonej głębi ostrości oraz mapy wysokości 3D, wraz z analizą ruchu obiektu oraz pomiarem odległości w 2D. 5. Pracownia Badań Warstw i Powłok Technologicznych - stanowiska do pomiaru twardości warstw i powłok w skali mikro- i makro- metrycznej: 5.1. Twardościomierz Rockwell (rys. 1). 5.2. Twardościomierz z funkcją automatycznego wykrywania krawędzi próbki, możliwością pomiaru ręcznego w przypadku zdeformowanych lub niewyraźnych odcisków, automatycznym tworzeniem raportów, wraz z możliwością dołączenia wizualizacji miejsca dokonanych przebiegów (rys. 2). 5.3. Mikrotwardościomierz Vickersa- dostępne metody pomiaru: HV, HK, HBS, HBW, Kc (rys. 3). Rys.1 Rys. 2 Rys. 3 ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 10

6. Pracownia Metrologii Optycznej: 6.1. Pracownia wyposażona w pięć pomiarowych stanowisk, głównie w optyczne przyrządy metrologiczne (długościomierze, przyrządy do pomiaru kąta itp.). 7. Pracownia Automatyki i Robotyki: 7.1. Wielofunkcyjne zrobotyzowane stanowisko technologiczne składające się z : wielofunkcyjnego robota o udźwigu do 50 kg, z 6-ma stopniami swobody, zasięg ramienia 2 m; manipulatora o nośności do 500kg, zsynchronizowanego i współpracującego z robotem. 7.2. Wielofunkcyjne stanowisko technologiczne z robotem z 6 stopniami swobody o udźwigu do 5kg zamontowanym na małogabarytowym stole CNC. ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 11

7.3. Stół X Y Z do realizacji frezowania materiałów i elementów maszyn ze stanowiskiem a także procesów cięcia, spawania, napawania, teksturowania, monitoringu elementów maszyn oraz obiektów technicznych do wykonywania precyzyjnych mikro- i makroobróbek laserowych elementów maszyn. 8. Pracownia Elektronowej Mikroskopii Skaningowej (SEM): Dwa elektronowe mikroskopy skaningowe: czeskiej firmy TESLA, nowej generacji typu Philips XL 30 z przystawką EDAX do mikroanalizy składu chemicznego. 9. Pracownia Inżynierii Spajania i Technologii Napraw Elementów Bazowych Pojazdów: 9.1. Stanowiska do spawania, napawania, lutowania oraz natryskiwania cieplnego. 9.2. Nowoczesny wielofunkcyjny manipulator obrotowy z możliwością współpracy ze spawarką z dodatkowym wyposażeniem (siłownik pneumatyczny, płynna regulacja prędkości obrotowej, regulacja kąta pochylenia obrotnicy) pozwalającym na spawanie i napawanie półautomatyczne. ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 12

10. Pracownia Plazmy Iskry Elektrycznej: Stanowisko do modyfikacji warstwy wierzchniej materiałów i elementów maszyn z wykorzystaniem plazmy iskry elektrycznej. Możliwość nadmuchu odpowiednich gazów (np. argonu lub azotu) z butli w miejsce oddziaływania iskry elektryczne. 11. Komora Niskiej Temperatury: Wymiary wewnętrzne (dł./szer./wys.) 4,4 x 3 x 2,5 m, zakres regulacji temperatury: -30 0 C. Komora do testowania elementów maszyn, elementów silników spalinowych, których modyfikacji podlega warstwa wierzchnia w newralgicznych strefach, m.in. technologiami laserowymi oraz spawalniczymi, a także z wykorzystaniem nowoczesnej obróbki cieplno chemicznej. 12. Pracowania badań Tribologicznych i Zmęczeniowych. Stanowiska do badań tribologicznych różnych materiałów konstrukcyjnych, w tym z warstwami wierzchnimi oraz powłokami poddanymi modyfikacji z wykorzystaniem nowoczesnych technologii (np. laserowych oczyszczanie, teksturowanie, napawanie, stopowanie), PVD, CVD, technologii cieplnochemicznych (azotowanie regulowane, jarzeniowe), metalizacji natryskowej (np. HVOF), badań laboratoryjnych w zakresie odporności ww. warstw wierzchnich oraz powłok na zużycie w warunkach tarcia. 13. Pracownia Komputerowa - 9 stanowisk ze specjalistycznym oprogramowaniem do projektowania inżynierskiego oraz symulacji numerycznej. ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl, www.wme.wat.edu.pl Strona 13

Dyrektor Instytutu Pojazdów Mechanicznych i Transportu - prof. dr hab. inż. Tadeusz Kałdoński Kierownik Zakładu Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych dr inż. Stanisław Kowalczyk LABORATORIUM INŻYNIERII POWIERZCHNI 00-908 Warszawa 49, ul. Gen. S. Kaliskiego 2, bud.21 Osoba do kontaktu: dr inż. Wojciech Napadłek adiunkt naukowo-dydaktyczny tel.: +48 261 837 087 kom.: +48 664 494 297 email: wojciech.napadlek@wat.edu.pl strona internetowa: www.wme.wat.edu.pl/labip.index.php Lista Instytucji i Zakładów współpracujących z Laboratorium Inżynierii Powierzchni: Politechnika Warszawska, Akademia Górniczo- Hutnicza w Krakowie, Politechnika Rzeszowska, Politechnika Śląska, Politechnika Świętokrzyska, Politechnika Wrocławska, Politechnika Częstochowska, Politechnika Gdańska, Politechnika Łódzka, Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski Olsztyn, Akademia Morska w Szczecinie, Państwowy Instytut Maszyn Rolniczych Poznań, Instytut Technologii Eksploatacji. Państwowy Instytut Badawczy w Radomiu, Fabryka Łożysk Tocznych Kraśnik S.A., Wytwórnia Sprzętu Komunikacyjnego PZL Kalisz S.A., Wytwórnia Sprzętu Komunikacyjnego PZL Rzeszów S.A., Metal Expert Sp. z o. o. Sp. J., ROSOMAK Spółka Akcyjna w Siemianowicach Śląskich, Firma PARADOWSCY AMP S.J. Warszawa, Firma EDBAK Sp. z o.o. w Piotrkowicach, Firma ATEX w Pułtusku, Centrum badawcze powłok ochronnych CEBAPO Sp. z o. o., Instytut Mechaniki Precyzyjnej Warszawa. Wojskowe Zakłady Motoryzacyjne nr. 5 Poznań, Wojskowe Zakłady Lotnicze nr 1 S.A. Oddział w Dęblinie, Wojskowe Zakłady Lotnicze nr 2 S.A. Oddział w Bydgoszczy, Zakłady Remontowe Energetyki Katowice, ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl Strona 14

Szczegóły dojazdu: Ul. gen. S. Kaliskiego Ul. Lazurowa ul. gen. S. Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa, www.wat.edu.pl Strona 14

źródło: http://cpryzmat.pl/technologia-i-mozliwosci/ciecie-laserowe