Mgr inŜ. Ewa SZYMAŃSKA, mgr inŜ. Aleksandra SAMOLCZYK
Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań e-mail: bointe@inop.eu
Wsparcie ochrony własności przemysłowej
wytworzonej w Instytucie Obróbki Plastycznej
w wyniku prac B+R, w ramach projektów PO IG
Support of the protection of industrial property generated
in the Metal Forming Institute as result
of R&D works within the projects
of the Operational Program, Innovative Economy
StreszczenieW artykule przedstawiono przebieg realizacji 3 projektów w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013, osi priorytetowej 1. Badania i rozwój nowoczesnych technologii, Działania 1.3. Wspar-cie projektów B+R na rzecz przedsiębiorców realizowanych przez jednostki naukowe, Poddziałania 1.3.2 „Wsparcie ochrony własności przemysłowej tworzonej w jednostkach naukowych w wyniku prac B+R”, współ-finansowanych ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Omówiono znaczenie ochrony własności przemysłowej, istotę 7 wynalazków przewidzianych do ochrony w ramach projektów oraz przedsta-wiono zaawansowanie projektów.
Abstract
The paper presents the realization of 3 projects within the Operational Program, Innovative Economy 2007 – 2013 of the priority axis 1. Investigation and development of modern technologies, Action 1.3. Support of R&D projects in favour of entrepreneurs realized by scientific entities, Sub-action 1.3.2. “Support of the protection of industrial property generated by scientific entities as result of R&D works”, co-financed by the European Fund of Regional Development. The importance of the protection of industrial property, the essence of 7 inven-tions to be protected within the projects have been discussed and the progress of the projects realization has been presented.
Słowa kluczowe: patent, projekt, nanomateriał, kształtowanie obrotowe, dogniatanie
Key words: patent, project, nanomaterial, rotary forming, compressing
1. WSTĘP
Podniesienie konkurencyjności przedsię-biorstw wymaga ciągłego wprowadzania przez nie innowacyjnych i nowatorskich rozwiązań, co w duŜej mierze uzaleŜnione jest od dostępu do informacji i wiedzy. Szybszy i lepszy dostęp do informacji i wiedzy daje przewagę nad kon-kurentami, natomiast największą przewagę mają środowiska innowacyjne tworzące wie-dzę, w tym instytuty naukowe, uczelnie oraz przedsiębiorstwa prowadzące politykę innowa-
1. INTRODUCTION
Improvement of enterprise competitiveness requires continuous introducing innovative solutions, which closely related to the access to information and knowledge. Quicker and better access to information gives prevalence over the competitors; the most predominant being those circles who generate knowledge, inclu-ding scientific institutes, universities and en-terprises conducting innovative policy.
cyjną. W nowej gospodarce nauka i innowacja stają się coraz bardziej ze sobą powiązane.
Instytut Obróbki Plastycznej od początku swojego istnienia współpracował z szeroko rozumianym przemysłem metalowym. I dzisiaj, w sytuacji zmieniających się uwarunkowań i potrzeb rynku, takŜe realizuje badania i prace rozwojowe zorientowane na gospodarkę, sprzy-jając rozwojowi przemysłu, w szczególności - motoryzacyjnego, lotniczego, energetycznego, maszynowego i biomedycznego. Poprzez upo-wszechnianie oraz wdraŜanie do praktyki przemysłowej wyników swoich prac w postaci zaawansowanych i innowacyjnych technologii, przyczynia się do podniesienia konkurencyjno-ści przedsiębiorstw i budowania gospodarki opartej na wiedzy.
Aby sprostać innowacyjnie nastawionej konkurencji, w szczególności zagranicznej, konieczna jest ochrona prawna innowacji. To właśnie system patentowy chroni nowatorskie rozwiązania i uświadamia ich wartość, przyno-sząc korzyści zarówno wynalazcy, jak i całemu społeczeństwu. System patentowy jest jednym z najwaŜniejszych czynników rozwoju gospo-darki. Zarówno krajowe urzędy patentowe, jak i Europejski Urząd Patentowy muszą obecnie sprostać wyzwaniom współczesności poprzez zarządzanie procesem począwszy od ochrony wynalazku poprzez wdroŜenia innowacji aŜ do wejścia towaru na rynek.
Podstawowe korzyści wynikające z funkcjo-nowania systemu patentowego są następujące: • Patenty dają twórcom gwarancję ochrony
wynalazków i uzyskania usankcjonowa-nych prawnie korzyści ekonomiczusankcjonowa-nych z chronionych wynalazków.
• Patenty stanowią źródło wiedzy dla społe-czeństwa, gdyŜ system patentowy w za-mian za udzielenie uprawnionemu praw z patentu, zobowiązuje go do ujawnienia wynalazku, poprzez publikację. Upo-wszechnianie społeczeństwu wiedzy o naj-nowszych rozwiązaniach w danej dziedzi-nie pozwala śledzić jej rozwój.
• Patenty stymulują wynalazki, gdyŜ dzięki zgłoszeniu do opatentowania stają się czę-ścią stanu techniki i mogą stanowić przed-miot badań naukowych, tworzyć kolejne wynalazki lub być udoskonalonymi przez innych wynalazców.
In the new economy, science and innovation are more and more related to each other.
Since the beginning of its existence, the Metal Forming Institute has collaborated with widely understood metal industry. Today, under the circumstances of changing condi-tions market demands, the Institute keeps rea-lising economy oriented works in favour of de-velopment of industry, particularly the automo-tive, aircraft, power industry, engineering in-dustry and biomedical inin-dustry. By dissipating the results of its works in the form of advanced and innovative technologies and by implemen-ting them in industrial practice, the Institute contributes to the improvement of enterprises’ competitiveness and to the building knowledge based economy.
In order to cope with innovatively oriented competitors, especially foreign ones, legal pro-tection of innovation is necessary. It is the pa-tent system that protects innovative solutions and makes people aware of their value brin-ging profit to both the investor and the whole society. The patent system is one of the most important factors of economy development. Both national patent offices and the European Patent Office have to cope with the challenges of the present time by managing the process, from the protection of an invention, through implementation of innovation to the market introduction of the commodity.
The major advantages resulting from the func-tioning of the patent system are as follows: ● Patents give the authors guarantee of
inven-tion protecinven-tion and obtaining legally justi-fied economical profits from the protected inventions.
● Patents are a source of knowledge for the society because the patent system obliges the author to disclose the invention by publication in return for granting him the rights from the patent. Dissipation of the knowledge of the latest solutions in a given field to in the society allows peo-ple to follow the development of the field. ● Patents stimulate inventions because, due
to the patent application, they become a part of the state-of-the-art and can be subject of scientific research, create next inventions or be improved by other inventors.
• Patenty stanowią katalizatory procesu, w którym innowacja generuje innowację i stają się częścią procesu gospodarczego, tworząc nowe towary i pewną wartość. • Patenty stanowią wartość niematerialną,
gdyŜ wynikający z nich dochód moŜe sta-nowić istotny składnik majątku przedsię-biorstwa, co moŜe być waŜne dla uzyskania wsparcia finansowego na kolejne badania. Ochrona własności przemysłowej, zwłasz-cza międzynarodowa, wymaga znacznych na-kładów finansowych. Środki wydatkowane na ochronę wracają jako dochód z przeniesienia praw z patentu lub udzielenia licencji po dłuŜ-szym okresie. Często stanowi to główną barierę patentowania, zarówno dla przedsiębiorcy, jak i dla jednostki naukowej. Pokonanie tej bariery przez Instytut Obróbki Plastycznej moŜliwe było dzięki ogłoszonemu w 2009 r. konkursowi na dofinansowanie projektów w ramach Pro-gramu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013 (POIG), osi priorytetowej 1. Bada-nia i rozwój nowoczesnych technologii, Dzia-łania 1.3. Wsparcie projektów B+R na rzecz przedsiębiorców realizowanych przez jednostki naukowe, Poddziałania 1.3.2 „Wsparcie ochro-ny własności przemysłowej tworzonej w jed-nostkach naukowych w wyniku prac B+R”, współfinansowanych ze środków Europejskie-go Funduszu Rozwoju RegionalneEuropejskie-go. Instytut Obróbki Plastycznej w wyniku rozstrzygnięcia konkursu otrzymał dofinansowanie realizacji 3 projektów, których celem jest zapewnie ochrony własności przemysłowej na terenie kraju i w pięciu wybranych krajach europej-skich, a w dalszej kolejności komercjalizacja 7 wynalazków, stanowiących nowatorskie roz-wiązania techniczne powstałe w wyniku prac badawczo-rozwojowych zrealizowanych w In-stytucie. Projekty realizowane są w latach 2009-2012.
2. PROJEKT PT. „OCHRONA WŁASNOŚCI
PRZEMYSŁOWEJ WYTWARZANIA WY-ROBÓW ZŁOśONYCH Z TRUDNO OD-KSZTAŁCALNYCH MATERIAŁÓW”
Instytut Obróbki Plastycznej od wielu lat prowadzi prace badawczo-rozwojowe w zakre-sie kształtowania obrotowego wyrobów.
● Patents are catalysts of the process in which an innovation generates another innovation and they become a part of the economic process creating new commodities and a certain value.
● Patents are an immaterial value because the income resulting from them can be an important component of the enterprise’s es-tate, which can be important for the acquisi-tion of financial support for further investi-gation.
Protection of industrial property, espe-cially international protection, requires signifi-cant investments. The means spent on the pro-tection are come back as income from the transfer of patent rights or granting licence after a longer period of time. This is often the main barrier of patenting, both for an en-trepreneur as a scientific entity. The Metal Forming Institute managed to overcome the barrier due to the competition for co-financing projects within the Operational Pro-gram, Innovative Economy 2007–2013 (OP IE), priority axis 1. Investigation and de-velopment of modern technologies. Action 1.3. Support of R&D projects in favour of enter-prises, realised by scientific entities, Sub-action 1.3.2. Support of the protection of indus-trial property generated by scientific entities as result of R&D works, co-financed by the Euro-pean Fund of Regional Development. Due to the solution of the competition, the Metal Forming Institute got a grant for the realisa-tion of 3 projects the purpose of which is to provide industrial property protection in Po-land and in five selected European countries and, subsequently, commercialization of 7 in-ventions which are innovative technical solu-tions created as result of R&D works per-formed by the Institute. The projects are rea-lised within the period of 2009–2012.
2. PROJECT ENTITLED “PROTECTION
OF THE INDUSTRIAL PROPERTY OF MA-NUFACTURING COMPLEX PRODUCTS OF HARD-TO-DEFORM MATERIALS”
The Metal Forming Institute has been con-ducting research and development works in the field of rotary forming of products for many years.
Badania realizowane są w nowoczesnym gnieździe badawczym kształtowania obrotowe-go wyrobów z blach, wyposaŜonym m.in. w zgniatarkę obrotową MZH-400 i wyoblarko-zgniatarkę MZH-500 z laserem diodowym umoŜliwiającym miejscowe podgrzewanie kształtowanego materiału. Wyoblanie i zgnia-tanie obrotowe są metodami kształtowania ob-rotowego wyrobów na wirującym wzorniku za pomocą rolki, zalecanymi przy mało- i średnio-seryjnej produkcji wyrobów osiowo-symetrycznych, często trudnych do osiągnięcia klasycznymi metodami tłoczenia.
Wynalazki objęte projektem, dotyczą in-nowacyjnych rozwiązań technicznych w zakre-sie specjalistycznych technologii, w rozwijają-cej się dziedzinie kształtowania obrotowego wyrobów o złoŜonych kształtach, z blach, od-lewów, odkuwek i rur, wykonanych z nowo-czesnych materiałów trudno odkształcalnych, zapewniających wyrobom podwyŜszone wła-sności wytrzymałościowe. WdroŜenie wyna-lazków do praktyki przemysłowej umoŜliwi ekonomiczne wytwarzanie wysokiej jakości części i wyrobów, zapewniające mniejsze zu-Ŝycie materiału.
Wynalazki zostały juŜ zastosowane w wy-oblarce MWS-700 z obrotową głowicą narzę-dziową i sterowaniem CNC, skonstruowanej i wykonanej w Instytucie Obróbki Plastycznej, a wdroŜonej w zakładach Fläkt Bovent Sp. z o.o. OŜarów Mazowiecki. Maszyna przezna-czona jest do wyoblania elementów układów wentylacyjnych i klimatyzacyjnych. Pozwala produkować z duŜą wydajnością części osio-wo-symetryczne o wysokiej jakości.
Za maszynę i technologię Instytut Obróbki Plastycznej został nagrodzony:
• ZŁOTYM MEDALEM
Międzynarodo-wych Targów Poznańskich 2010, w kate-gorii "Transfer wyników badań naukowych do praktyki gospodarczej",
• Godłem Promocyjnym „Teraz Polska” 2011 dla Przedsięwzięć Innowacyjnych.
The investigations are performed in a modern test center of rotary forming of sheet metal products, provided with a flow forming ma-chine, MHZ-400, and a spinning and flow forming machine, MZH-500 with a diode laser enabling local heating of the formed material to be effected. Spinning and flow forming are methods of rotary forming of products on a ro-tating templet by means of a roll, recommended in short and medium series manufacture of axisymmetrical products, often difficult to ob-tain by the classical methods of stamping.
The inventions included in the project in-volve innovative solutions in the scope of spe-cialist technologies in the developing field of rotary forming of complex shaped products of metal sheets, castings, forgings and pipes made of modern hard-to-deform materials to provide the products with better strength properties. Implementation of the inventions to industrial practice will enable economical manufacturing of high quality parts and pro-ducts to be effected with less material con-sumption.
The inventions have already been applied in the MWS-700 spinning machine with rota-ting tool head and computer numerical control, designed and executed in the Metal Forming Institute and implemented in Fläkt Bovent Ltd in OŜarów Mazowiecki. The machine is used for spinning of the elements of ventilation and air conditioning systems. It allows for highly productive manufacturing of high quality axi-symmetrical parts.
For the machine and the technology the Institute has been awarded:
● GOLD MEDAL of the Poznan
Interna-tional Fair 2010, in the category of
“Tran-sfer of scientific investigation results to economical practice”,
● Promotion emblem “Now Poland” 2011
2.1. Wynalazek pt. „Sposób wytłaczania ele-mentów kształtowych z blachy i zespół do wytłaczania elementów kształtowych z blachy”
Dokonano zgłoszenia krajowego: P.389731 w Urzędzie Patentowym RP z 1.12.2009 r. oraz zgłoszenia międzynarodowego: PCT/PL 2010/ /000094 z 21.09.2010 r. z prawem pierwszeń-stwa ze zgłoszenia krajowego wynalazku. Twórcami wynalazku są: mgr inŜ. Jan Wi-śniewski i mgr inŜ. Tadeusz Drenger. Istotę wynalazku przedstawiono na rys. 1 i 2 [1].
2.1. Invention entitled “Method for stamping shaped elements of metal sheet and unit for stamping shaped elements of metal sheet”
Domestic patent application: P.389731 was submitted to the Polish Patent Office on December 1, 2009 and international appli-cation: PCT/PL 2010/000094 on September 21, 2010 with the right of priority from the domes-tic invention application. The authors of the in-vention are: Mr Jan Wiśniewski, M.Sc.Eng. and Mr Tadeusz Drenger, M.Sc.Eng. The essence of the invention is presented in fig. 1 and 2 [1].
Rys. 1. Element z rolką kształtującą, w odmianie z płaskimi powierzchniami czołowymi wzornika i dociskacza: 1 – wzornik, 2 – dociskacz, 3 - blacha, 4 – rolka kształtująca, 5 – wrzeciono, 6 – rolka podtrzymująca [1]
Fig. 1. Element with a forming roll, in the version with flat front faces of the templet and holder: 1 – templet, 2 – holder, 3 – metal sheet, 4 – forming roll,5 – spindle, 6 – supporting roll [1]
Rys. 2. Element z rolką kształtującą, w odmianie z kształtowymi powierzchniami czołowymi wzornika i dociskacza: 1 – wzornik, 2 – dociskacz, 3 – blacha, 4 – rolka kształtująca [1]
Fig. 2. Element with a forming roll, in the version with shaped front faces of the templet and holder: 1 – templet, 2 – holder, 3 – metal sheet, 4 – forming roll [1]
5 6 4 2 3 1 4 3 1 2
Sposób realizowany w zespole do obroto-wego kształtowania elementów z blachy polega tym, Ŝe blachę (3) umieszcza się na obrotowym wzorniku (1), mającym ukształtowaną po-wierzchnię czołową i dociska dociskaczem (2) z kształtową powierzchnią czołową o zarysie odpowiadającym zarysowi czołowej ściany wzornika (1) do wytłoczenia zarysu dna. Z kolei do górnej krawędzi wirującego wzorni-ka (1) od strony stempla (2) dosuwa się co najmniej jedną rolkę kształtującą (4), którą przesuwa się ruchem ciągłym i/lub wahliwym wzdłuŜ powierzchni blachy (3) w odległości od zewnętrznej powierzchni wzornika (1) odpo-wiadającej grubości blachy (3) [1].
Zalety wynalazku:
− zastosowanie do kształtowania z blachy wyrobów o złoŜonych kształtach, trud-nych do osiągnięcia klasycznymi meto-dami tłoczenia,
− podniesienie jakości powierzchni i do-kładności wymiarowej kształtowanych wyrobów,
− ekonomiczna i przyjazna dla środowiska produkcja wyrobów.
Wynalazek został zaprezentowany na IV Międzynarodowej Warszawskiej Wystawie Innowacji IWIS 2010 w Warszawie w dniach 20 - 22 października 2010 r. i nagrodzony Zło-tym Medalem Wystawy.
2.2. Wynalazek pt. Sposób zawijania obrze-Ŝy wyrobów z blach, zwłaszcza grubych i zespół do zawijania obrzeŜy wyrobów z blach, zwłaszcza grubych
Dokonano zgłoszenia krajowego:
P.391610 w Urzędzie Patentowym RP z 24.06.2010 r. oraz zgłoszenia międzynaro-dowego: PCT/PL 2010/000093 z 21.09.2010 r. z prawem pierwszeństwa ze zgłoszenia krajo-wego wynalazku. Twórcami wynalazku są: mgr inŜ. Jan Wiśniewski i mgr inŜ. Tadeusz Drenger. Istotę wynalazku przedstawiono na rys. 3 [2].
The method effected in the unit for rotary forming of sheet metal elements, consists in that the metal sheet (3) is placed on a rota-ting templet (1) having shaped front face and pressed with the holder (2) with shaped front face with the outline corresponding to the front wall of the templet till the outline of the bottom is stamped. To the upper edge of the rotating templet (1), from the punch side, at least one forming roll (4) is shifted which roll moves in a continuous and/or rocking motion along the sheet surface (3) while its distance from the outer surface of the templet (1) corresponds to the metal sheet thickness (3) [1].
Advantages of the invention:
- application for forming complex shaped products of sheet metal, difficult to obtain by the classical methods of stamping, - improvement of surface quality and
dimen-sional accuracy of products,
- economical and environment friendly manufacturing of products.
The invention has been presented in the 4th International Warsaw Innovation Show (IWIS) 2010 on October 20-22, 2010 and awarded a Gold Medal of the Show.
2.2. Invention entitled “Method for hemming of metal sheet products, especially thick ones, and unit for hemming of metal sheet products, especially thick ones”
Domestic application: P.391610 was sub-mitted to the Polish Patent Office on June 24, 2010 and international application: PCT/PL 2010/000093 on September 21, 2010 with the right of priority from the domestic inven-tion applicainven-tion. The authors of the inveninven-tion are: The authors of the invention are: Mr Jan Wiśniewski, M.Sc.Eng. and Mr Tadeusz Drenger, M.Sc.Eng. The essence of the inven-tion is presented in fig. 3 [2].
Rys. 3. Zespół do zawijania obrzeŜy wyrobów z blach: 1 – wzornik, 2 – dociskacz, 3 – przedmiot obrabiany, 4 – narzędzie - rolka kształtowa [2]
Fig. 3. Unit for hemming metal sheet product peripheries: 1 – templet, 2 – holder, 3 – the object being processed, 4 – tool - shaped roll [2]
Sposób realizowany w zespole do zawija-nia obrzeŜy wyrobów z blach, zwłaszcza gru-bych, polega na osadzeniu przedmiotu obrabia-nego (3) na wyoblarce, między wzornikiem (1) a dociskaczem (2). Obrabiany przedmiot (3) obraca się z wzornikiem (1) i dociskaczem (2) z prędkością obrotową mniejszą niŜ 10 obr./min., zaś na obrzeŜe obrabianego przed-miotu (3) oddziałuje się narzędziem w postaci kształtowej rolki (4) o wklęsłym zarysie łuko-wym, zachowując kąt wprowadzający obrabia-ny przedmiot 3) do styku z powierzchnią robo-czą narzędzia (4), przy czym narzędzie (4) od-działuje na obrzeŜe przedmiotu (3) z częstotli-wością 10–50 Hz i amplitudą 2–6 mm, oraz przesuwa się w kierunku osi obrotu względem obrzeŜa z posuwem 0,08–0,15 mm/obrót. Ko-rzystnie jest, jeśli po zakończeniu procesu ob-róbki obrabiany przedmiot (3) wykonuje do-datkowo co najmniej jeden obrót, przy nieru-chomej rolce kształtowej (4) [2].
Wynalazek ma zastosowanie szczególnie do wytwarzania przestrzennych przedmiotów o zarysie kołowym z obwiedniowym kołnie-rzem (dennic, elementów osłonowych, itp.) z blach o grubości powyŜej 5 mm.
Zalety wynalazku:
− moŜliwość wykonania wyrobów kołnierzo-wych w jednej operacji kształtowania na jednej maszynie,
The method, effected in the unit for hemming metal sheet product, especially thick ones, con-sists in fixing the processed object (3) on a spinning machine, between the templet (1) and the holder (2). The object (3) rotates with the templet (1) and the holder (2) at a rota-tional speed below 10 rpm while the periphery of the object is acted upon by a tool in the form of a shaped roll (4) with a concave curved out-line, maintaining the angle leading the object to the contact with the working surface of the tool (4) while the tool (4) acts on the pe-riphery of the object (3) at the frequency of 10–50 Hz and with the amplitude of 2–6 mm and moves in relation to the periphery towards the rotation axis at the rate of 0.08–0.15 mm/revolution. It is advantageous to have the object (3) make at least one additional turn after the treatment is completed with the shaped roll (4) motionless [2].
The invention is particularly applicable for manufacturing spatial elements with circular outline and peripheral flange (bottoms, shiel-ding elements, etc.) of metal sheets with the thickness over of 5 mm.
Advantages of the invention:
- possibility of making flanged products in one forming operation on one machine,
- moŜliwość zawijania obrzeŜa wyrobów z blach o grubości powyŜej 5 mm,
- moŜliwość zastosowania rozwiązania w juŜ istniejących zespołach obrabiarkowych, - moŜliwość programowania zakresu ruchu
rolki kształtującej, w zaleŜności od parame-trów obrabianego materiału,
- moŜliwość wielokrotnego powtarzania pro-cesu zawijania poprzez wielokrotne przej-ście rolki kształtującej,
- moŜliwość wykonywania procesu zawijania przez dwie rolki, osadzone na przeciwle-głych suportach,
- znaczne obniŜenie pracochłonności i kosz-tów produkcji wyrobów.
Wynalazek został zaprezentowany na V Międzynarodowej Warszawskiej Wystawie Innowacji IWIS 2011 w Warszawie w dniach 3-5 listopada 2011 r. i nagrodzony Złotym Medalem Wystawy.
2.3. Wynalazek pt. Sposób łączenia elemen-tów o cylindrycznym zarysie ścian zew-nętrznych, szczególnie rur [3]
Dokonano zgłoszenia krajowego: P.392263 w Urzędzie Patentowym RP z 30.08.2010 r. oraz zgłoszenia międzynarodowego: PCT/PL 2010/000092 z 21.09.2010 r. z prawem pierw-szeństwa ze zgłoszenia krajowego wynalazku. Twórcami wynalazku są: mgr inŜ. Jan Wi-śniewski i mgr inŜ. Tadeusz Drenger. Istotę wynalazku przedstawiono na rys. 4 [3].
Sposób łączenia elementów o cylindrycz-nym zarysie ścian zewnętrznych, szczególnie rur, poprzez oddziaływanie na cylindryczną powierzchnię zewnętrzną narzędziami w posta-ci rolki, polega na tym, Ŝe na trzpień, będący wzornikiem (2) usytuowanym we wrzecionie (1) obrabiarki, nakłada się dwa elementy cylin-dryczne: bliŜszy (3) i dalszy (4) względem wrzeciona (1). Na element dalszy (4) wrzecio-nu (1) oddziałuje się co najmniej dwiema, osa-dzonymi na suportach rolkami (5) z łukową powierzchnią roboczą o promieniu 3–5 mm, przy posuwie rolek (5) od 0,15–0,25 mm/obrót ze szczeliną ujemną o wielkości 0,2–0,8 mm i odkształceniu względnym ε = 25–40 %, aŜ do przemieszczenia progu ciągowego (6) do przedniej strefy elementu bliŜszego (3) wrze-cionu (1).
- possibility of hemming the peripheries of sheet metal products thicker than 5 mm, - possibility of application of the solution
in existing machine tool units,
- possibility of programming the range of the forming roll motion depending on the parameters,
- possibility of repeating the process of he-mming by many passes of the forming roll, - possibility of performing the hemming
pro-cess by two rolls fixed on opposite supports, - significant reduction of labour demand and
product manufacturing cost.
The invention has been presented in the 5th International Warsaw Innovation Show (IWIS) 2011 on November 3-5, 2011 and awarded a Gold Medal of the Show.
2.3. Invention entitled “Method for connec-ting elements with a cylindrical outline of external walls, especially of pipes [3]
Domestic patent application: P.392263 was submitted to the Polish Patent Office on August 30, 2010 and international application: PCT/PL 2010/000092 on September 21, 2010 with the right of priority from the domestic invention application. The authors of the inven-tion are: Mr Jan Wiśniewski, M.Sc.Eng. and Mr Tadeusz Drenger, M.Sc.Eng. The essence of the invention is presented in fig.4 [3].
A method of connecting elements with cy-lindrical external wall outline, particularly pipes, by acting on the cylindrical outer sur-face with tools in the form of rolls, consists in that two cylindrical elements, closer (3) and farther 4), are put on the mandrel being a tem-plet (2)located in the spindle (1) of the machine tool. The element farther from the spindle (4) is subjected to the action of at least two rolls (5) with curved working surface (curvature radius 3–5 mm) seated on supports; with the rolls’ feed of 0.15–0.25 mm/revolution with negative gap of 0.2–0.8 mm and true strain of
ε
=25–40% till the drawbead (6) is relocated to the front zone of the element (3) closer to the spindle (1).
a)
b)
c)
Rys. 4 .Wzajemne usytuowanie łączonych elementów i rolek: a) w początkowej fazie realizacji sposobu, b) w końcowej fazie realizacji sposobu c)podczas procesu walcowania połączenia;
1 – wrzeciono, 2 – wzornik, 3 – element cylindryczny bliŜszy względem wrzeciona, 4 – element cylindryczny dalszy względem wrzeciona, 5 – rolka, 6 – próg ciągowy [3]
Fig. 4. Mutual position of the connected elements and rolls: a) at the initial stage of the method realisation, b) at the final stage of the method realisation; c) during the process of rolling the joint;
1 – spindle, 2 – templet, 3 – cylindrical element closer to the spindle, 4 – cylindrical element farther to the spindle, 5 – roll, 6 – drawbead [3]
Następuje nagniatanie progu (6) na przednią strefę elementu bliŜszego (3) wrzecionu (1) oraz jego walcowanie na przedniej strefie ele-mentu bliŜszego (3) wrzecionu (1), co daje trwałe połączenie ze sobą cylindrycznych ele-mentów (3) i (4) [3].
Wynalazek ma zastosowanie do łączenia rur i innych elementów o cylindrycznym zary-sie ścian zewnętrznych w procezary-sie zgniatania obrotowego wydłuŜającego przez walcowanie.
Burnishing of the drawbead (6) onto the front zone of element (3) closer to the spindle (1) takes place and its rolling on the front zone of element (3), which results in permanent connection of the cylindrical elements (3) and (4) [3].
The invention is applicable for connecting pipes and other elements with cylindrical external wall outline in the process of elonga-ting flow forming by rolling.
Zalety wynalazku:
− moŜliwość wykonania operacji trwałego łączenia dwóch lub więcej wyrobów,
− moŜliwość łączenia wyrobów z róŜnych materiałów,
− moŜliwość zastosowania sposobu do łącze-nia zarówno rur, jak i elementów z obwie-dniowym kołnierzem lub elementów typu wytłoczka cylindryczna z dnem,
− moŜliwość wykonania na dowolnej obra-biarce, warunkującej zamontowanie na su-porcie co najmniej dwóch rolek,
− znaczne obniŜenie czasu łączenia elemen-tów walcowych w stosunku do innych sto-sowanych dotychczas metod,
− wykorzystanie w całości elementów wyj-ściowych oraz wyeliminowanie naddatków technologicznych w procesie łączenia (brak odpadu),
− zastosowanie jednocześnie dwóch operacji zgniatania obrotowego wydłuŜającego i łą-czenia,
− moŜliwość jedno- lub wielokrotnego powta-rzania procesu w zaleŜności od gatunku łą-czonych materiałów i wielkości odkształce-nia,
− moŜliwość sterowania ruchem rolki poprzez sterownik CNC,
− niski koszt w stosunku do innych metod łączenia.
3. PROJEKT pt. „OCHRONA
WŁASNO-ŚCI PRZEMYSŁOWEJ W ZAKRESIE WYTWARZANIA I WPROWADZA-NIA GRAFENOPODOBNYCH NANO-CZĄSTEK”
Instytut Obróbki Plastycznej prowadzi takŜe badania w zakresie modyfikacji warstw wierzchnich wyrobów silnie obciąŜonych, pra-cujących w ekstremalnych warunkach eksplo-atacyjnych, z wykorzystaniem nanotechnologii i nanomateriałów. Badania tribologiczne pro-wadzone są między innymi za pomocą testerów tarciowo-zuŜyciowych własnej konstrukcji, umoŜliwiających prowadzenie badań w tempe-raturze do 600 oC.
Advantages of the invention:
- possibility of performing the operation of permanent connection of two or more products,
- possibility of connecting products made of different materials,
- possibility of applying the method in co-nnecting both pipes and elements with enve-lope collars or ones like a cylindrical draw-piece with a bottom,
- possibility of performing on any machine tool enabling at least two rolls to be moun-ted on the support,
- significant reduction of the time of connec-ting cylindrical elements as compared to other methods applied so far,
- utilization of the whole initial elements and elimination of technological allowances in the process of connecting (no waste), - simultaneous operations of elongating flow
forming and connection,
- possibility of the process repetition depen-ding on the grade of materials to be connec-ted and the magnitude of deformation, - possibility of the roll motion control by
means of a CNC unit,
- low cost as compared to other methods of connecting.
3. PROJECT ENTITLED “PROTECTION OF INDUSTRIAL PROPERTY IN THE SCOPE OF MANUFACTURING AND INTRODUCING GRAPHENE-LIKE PARTICLES”
The Metal Forming Institute also performs investigations in the field of modification of the surface layers of products working under extremely severe conditions, with the use of nanotechnology and nanomaterials. Tri-bological investigations are performed, among others, by means of friction and wear testers of the Institute’s own design enabling to per-form examinations at the temperature of up to 600 oC.
Współczesny przemysł stawia dzisiaj ogromne wymagania dotyczące jakości części maszyn, ich niezawodności i trwałości. Na zu-Ŝycie współpracujących ze sobą części wpływ ma zarówno zastosowane materiały konstruk-cyjne, stan warstwy wierzchniej współpracują-cych części, jak i metoda smarowania oraz sto-sowany środek smarny.
Wynalazki objęte projektem dotyczą mo-dyfikacji Nieorganicznymi Grafenopodobnymi Nanocząstkami (NGN) warstwy wierzchniej wyrobów, w szczególności odpowiedzialnych części maszyn, urządzeń oraz pojazdów i sta-nowią innowacyjne rozwiązania techniczne w skali światowej w zakresie nanotechnologii i nanomateriałów.
3.1. Sposób zwiększenia własności wytrzy-małościowych tulei łoŜyskowych oraz zespół do zwiększenia własności wy-trzymałościowych tulei łoŜyskowych
Dokonano zgłoszenia krajowego:
P.390100 w Urzędzie Patentowym RP z 29.12.2009 r. oraz zgłoszenia międzynaro-dowego: PCT/PL 2010/000091 z 21.09.2010 r. z prawem pierwszeństwa ze zgłoszenia krajo-wego wynalazku. Twórcą wynalazku jest prof. dr hab. inŜ. Volf Leshchynsky [4].
Sposób zwiększenia własności wytrzyma-łościowych tulei łoŜyskowych polega na tym, Ŝe na powierzchnię wewnętrzną tulei oddziału-je się smarem nanokompozytowym, grafeno-podobnym, najlepiej na bazie dwusiarczku mo-libdenu MoS2, rozpuszczonym w płynie
anty-korozyjnym (najkorzystniej FC 111), w ilości od 2 do 10 %, (najlepiej 5 %), pod ciśnieniem w granicach 20 do 40 MPa (najkorzystniej 30 MPa). Podczas procesu modyfikacji war-stwy wierzchniej cząstki proszku MoS2
przeni-kają w pory części impregnowanej, tworząc jednocześnie film na wewnętrznej powierzchni tulei [4].
Sposób ten realizowany jest w zespole - przyrządzie ciśnieniowym PC-1 przedstawio-nym na rys. 5–7, który charakteryzuje się tym, Ŝe w cylindrycznym korpusie, osadzonym na podstawie usytuowany jest suwliwie tłok (1) mający centralny kanał, łączący komorę (2) z gniazdem (3), utworzonym w stemplu doci-skowym (4).
Present day industry imposes severe re-quirements concerning the quality of machine parts, their reliability and durability. The wear of matching parts is influenced both by the con-struction materials used, the condition of the top layer and by the method of lubrication, as well as the lubricant used.
The inventions included in the project in-volve modification of the top layer of products, particularly responsible parts of machines, devices and vehicles with Inorganic Graphene-like Nanoparticles (IGN) and they constitute world scale innovative technical solutions in the scope of nanotechnology and nanomate-rials.
3.1. Method for increasing the strength pro-perties of bearing sleeves and unit for in-creasing the strength properties of bea-ring sleeves
Patent application: P.390100 submitted to the Polish Patent Office on December 29, 2009 and international application: PCT/PL 2010/000091 on September 21, 2010 with the right of priority from the domestic inven-tion applicainven-tion. The author of the inveninven-tion is prof. Volf Leshchynsky [4].
The method of increasing the strength properties of bearing sleeves consists in that the inner surface of the sleeve is subjected to the action of nanocomposite, graphene-like grease, preferably based on molybdenum disul-fide, MoS2, dissolved in an anticorrosive liquid
(preferably FC 111) in a quantity of 2 to 10% (best 5%), at the pressure within the range of 20 to 40 MPa (best 30 MPa). During the process of the top layer modification, the particles of the MoS2 powder penetrate into
the pores of the impregnated part, simultane-ously creating a film on the inner surface of the sleeve [4].
The method is effected in a unit – pressure device, PC-1, shown in figs 5–7, consisting of a cylindrical body fixed on the foundation in which body a sliding piston (1) is mounted; the piston has a central channel connecting the impregnating chamber (2) to the socket (3) formed in the pressing punch (4).
Rys. 5. Schemat przyrządu ciśnieniowego PC-1 do modyfikacji warstwy wierzchniej: 1- tłok, 2 – komora impregnacyjna, 3 - gniazdo z tuleją łoŜyskową, 4 – stempel dociskowy,
5 – kanał odprowadzający, 6 – podstawa [4]
Fig. 5. A diagram of the PC-1 device for modification of the top layer:
1 – piston, 2 – impregnation chamber, 3 – seat with the bearing sleeve, 4 – pressing punch, 5 – drain channel, 6 – foundation [4]
Rys. 6. Przyrząd ciśnieniowy PC-1 do modyfikacji warstwy wierzchniej tulei [5]
Fig. 6. PC-1 pressure device for modification of the sleeve top layer [5]
Rys. 7. Gniazdo przyrządu PC-1 [5] Fig. 7. The seat of the PC-1 device [5] 1 2 4 3 5 6
W stemplu dociskowym (4) usytuowana jest tuleja łoŜyskowa, mająca szczelne połączenie powierzchni czołowych z powierzchniami ro-boczymi stempla (4) i powierzchni górnej tłoka (1). Natomiast w strefie zewnętrznej tulei gniazdo ma kanały odprowadzające (5) [4].
Przyrząd ciśnieniowy PC-1 został zapro-jektowany, wykonany oraz przetestowany w Instytucie Obróbki Plastycznej. Podczas ba-dań przyrząd był zainstalowany na maszynie wytrzymałościowej, a proces modyfikacji war-stwy wierzchniej dotyczył tulei wykonanej metodą metalurgii proszków. Po modyfikacji prowadzono proces suszenia tulei celem odpa-rowania nośnika mieszanki modyfikującej.
Na rys. 8 przedstawiono strukturę warstwy wierzchniej po modyfikacji.
Wynalazek ma zastosowanie do produkcji i regeneracji łoŜysk ślizgowych pracujących w trudnych warunkach eksploatacyjnych, m.in. w silnikach lotniczych i rakietowych
Zalety wynalazku:
− poprawa własności wytrzymałościowych i tribologicznych warstw wierzchnich tulei, − zwiększenie trwałości łoŜysk.
Wynalazek został zaprezentowany na IV Międzynarodowej Warszawskiej Wystawie Innowacji IWIS 2010 w Warszawie w dniach 20-22 października 2010 r. i nagrodzony Srebrnym Medalem Wystawy.
In the punch, the bearing sleeve is located whose front faces are tightly connected with the working faces of the punch (4) and the top surface of the piston (1) In the outer zone of the sleeve, on the other hand, the seat has draining channels (5) [4].
The pressure device, PC-1, has been de-signed, executed and tested by the Metal For-ming Institute. During the examinations, the device was installed on a testing machine and the process of the surface layer modifica-tion was performed on a sleeve made by the method of powder metallurgy. After the modification, the sleeve was subjected to the process of drying in order to have the modifying mix carrier evaporated.
In fig. 8, one can see the surface layer structure after modification.
The invention is applicable in production and regeneration of sliding bearings working under severe exploitation conditions, e.g. in aircraft and rocket engines.
Advantages of the invention:
- improvement of the strength and tribologi-cal properties of sleeve surface layers, - extension of bearing lives.
The invention has been shown in the 4th In-ternational Warsaw Innovation Show (IWIS) 2010 on October 20 -22, 2010 and awarded a Silver Medal of the Show.
Rys. 8. Warstwa wierzchnia tulei po modyfikacji cząstkami MoS2 [5]
3.2. Sposób wytwarzania smarów nanokom-pozytowych grafenopodobnych i zespół do wytwarzania smarów nanokompozy-towych grafenopodobnych
Dokonano zgłoszenia krajowego:
P.390101 w Urzędzie Patentowym RP z 30.12.2009 r. oraz zgłoszenia międzynaro-dowego: PCT/PL 2010/000090 z 21.09.2010 r. z prawem pierwszeństwa ze zgłoszenia krajo-wego wynalazku. Twórcą wynalazku jest prof. dr hab. inŜ. Volf Leshchynsky.
Sposób wytwarzania smarów nanokompo-zytowych grafenopodobnych polega na tym, Ŝe wytwarza się kompozyt płytek na bazie dwu-siarczku molibdenu lub dwudwu-siarczku wolframu o grubości poniŜej 100 nm i długości poniŜej 1,0 µm z materiałem klejowym w stanie płyn-nym. Następnie kompozyt nakłada się na taśmy (2) zespołu w strefie rolek dociskowych gór-nych (4). Wprowadzone w ruch przez element napędzający (3) taśmy (2) w strefie rolek doci-skowych górnych (4) powodują przyklejenie się materiału nanokompozytowego do po-wierzchni wewnętrznych taśm (2) i dochodzi do procesu polimeryzacji kompozytu, w proce-sie ściskania, na odcinku (6) pomiędzy rolkami dociskowymi górnymi i dolnymi (4). Przejście materiału nanokompozytowego przez rolki dociskające dolne (4), dzięki siłom adhezji ma-teriału klejowego powoduje, Ŝe cząstki rozry-wają się na jeszcze mniejsze struktury, dzięki czemu moŜna uzyskać smar stały posiadający cząsteczki o wielkościach nanometrycznych. Następnie zdejmuje się przyklejony materiał z powierzchni taśm (2). Cykl ściskania i roz-rywania materiału nanokompozytowego moŜna powtarzać wielokrotnie [6].
Zespół do wytwarzania smarów, przedsta-wiony na rys. 9 i 10, stanowi zestaw rolek prowadzących (1) taśmy (2) oraz układ wpro-wadzający w ruch urządzenie przez element napędzający (3) zestaw rolek dociskowych (4), a takŜe zestaw rolek napinających (5) [6].
Wynalazek ma zastosowanie do tworzenia struktur nanokompozytowych smarów na bazie dwusiarczku molibdenu lub dwusiarczku wol-framu ze szczególnym przeznaczeniem do sma-rowania łoŜysk ślizgowych silników wytęŜo-nych.
3.2. Method for manufacturing nanocompo-site graphene-like greases and unit for manufacturing nanocomposite graphe-ne-like greases
Domestic patent application: P.390101 was submitted to the Polish Patent Office on December 30, 2009 and international applica-tion: PCT/PL 2010/000090 of September 21, 2010 with the right of priority from the domes-tic invention application. The author of the in-vention is Prof. Volf Leshchynsky.
The method of manufacturing nanocompo-site graphene-like greases consists in that a composite of plates based on molybdenum disulfide or tungsten disulfide with the thick-ness below 100 nm and length below 1 µm is made with bonding material in the liquid state. Next, the composite is applied on the tapes (2) of the unit in the zone of the upper pressing rolls (4). The tapes (2), set in motion by the driving unit (3) make the nanocomposite material stick to the inner surfaces of the tapes (2) and polymerization of the composite takes place in the process of compression in the sec-tion (6) between the upper pressing rolls and the lower ones (4). Passing of the nanocompo-site material through the lower pressing rolls (4), due to the adhesion forces of the bonding material, results in that the particles break up into still smaller structures, thanks to which a solid grease with particles of nanometric sizes can be obtained. Then, the glued material is taken off the surface of the tapes (2). The cy-cle of compressing and breaking up of the nanocomposite material can repeated many times [6].
The unit for manufacturing greases, shown in figs 9 and 10, is a set of rolls (1) guiding the tapes (2) and an arrangement setting the device in motion through the driving ele-ment (3) of the set of pressing rolls (4), as well as a set of tensioning rolls (5) [6].
The invention is applicable for creating the structures of nanocomposite greases based on molybdenum disulfide or tungsten disulfide, with special destination for lubrication of sli-ding bearings of strenuous engines.
Rys. 9. Schemat zespołu do wytwarzania smarów nanokompozyto-wych grafenopodobnych: 1 – rolki prowadzące, 2 – taśmy, 3 – element napędzający, 4 – rolki dociskowe górne i dolne, 5 – rolki
napinające, 6 – miejsce sklejania kompozytu [6] Fig. 9. A diagram of the unit for manufacturing nanocomposite
graphene-like greases: 1 – guiding rolls, 2 – tapes, 3 – driving element, 4 – upper and lower pressing rolls, 5 – tensioning rolls,
6 – composite gluing location [6]
Rys. 10. Zespół do wytwarzania smarów nanokompozytowych grafenopodobnych
Fig. 10. Unit for manufacturing nanocomposite graphene-like greases
Zalety wynalazku:
− otrzymywanie płytek materiału nanokompo-zytowego o grubości poniŜej 1 µm,
− łatwość przygotowania kompozytu klejowe-go z materiałem wejściowym,
− mała energochłonność napędu urządzenia do wytwarzania smarów nanokompozytowych, − łatwość zbierania materiału
nanokompozy-towego z taśm,
− niskie koszty wykonania urządzenia.
Wynalazek został zaprezentowany na V Międzynarodowej Warszawskiej Wystawie Innowacji IWIS 2011 w Warszawie w dniach 3-5 listopada 2011 r. i nagrodzony Złotym Medalem z WyróŜnieniem.
4. OCHRONA WŁASNOŚCI
PRZEMY-SŁOWEJ DOTYCZĄCEJ TECHNO-LOGII MODYFIKACJI WARSTW WIERZCHNICH CZĘŚCI MASZYN
Wymagania dotyczące podniesienia wła-sności mechanicznych, strukturalnych i tribo-logicznych warstwy wierzchniej, a w konse-kwencji poprawy własności eksploatacyjnych części maszyn, prowadzą do poszukiwania zarówno nowych materiałów, jak i innowacyj-nych technologii, w szczególności takich, które dają moŜliwość sterowania własnościami war-stwy wierzchniej.
Advantages of the invention:
- obtaining of nanocomposite material plates with the thickness below 1 µm,
- easy preparation of the glue composite with the input material,
- low energy demand of the drive of the device for manufacturing nanocomposite greases, - easy collection of the nanocomposite
mate-rial from the tapes,
- low costs of the device execution.
The invention was presented in the 5th In-ternational Warsaw Innovation Show (IWIS) 2011 on November 3-5, 2011 and awarded a Gold Medal with Distinction.
4. PROTECTION OF INDUSTRIAL PRO-PERTY CONCERNING THE TECH-NOLOGY OF MODIFICATION OF MA-CHINE PART TOP LAYERS
The requirements concerning improvement of the mechanical, structural and tribological properties of the top layer and, consequently, improvement of the utilization properties of machine parts necessitate search for both new materials and innovative technologies, ones which provide the possibility to control the properties of the top layer.
Rys. 11. Stanowisko badawcze modyfikacji warstwy wierzchniej [7] Fig. 11. Top layer modification investigation stand [7]
Oprócz badań nad modyfikacją warstw wierzchnich smarami nanokompozytowymi, grafenopodobnymi, w Instytucie Obróbki Pla-stycznej prowadzi się takŜe prace badawczo-rozwojowe dotyczące poprawy własności warstw wierzchnich z zastosowaniem metod obróbki plastycznej, w tym dynamicznego na-gniatania, w połączeniu z nanoszeniem na ma-teriał, z którego wykonana jest część, cząstek innego materiału. Skonstruowano i wykonano unikatowe stanowisko badawcze (rys. 11) przeznaczone do badań procesu modyfikacji warstwy wierzchniej powierzchni roboczych części maszyn.
Wynalazki objęte projektem dotyczą me-tody modyfikacji warstwy wierzchniej, z zasto-sowaniem do budowy nowatorskich narzędzi do nagniatania dynamicznego, wysoko za-awansowanych technologii piezoelektrycznych, pozwalających na kontrolowanie procesu mo-dyfikacji.
4.1. Sposób modyfikacji warstwy wierzch-niej powierzchni roboczych części ma-szyn i zespół do obróbki powierzchnio-wej warstw wierzchnich, zwłaszcza me-talu
Dokonano zgłoszeń krajowych: P.390067 i P.390066 w Urzędzie Patentowym RP z 29.12.2009 r. oraz zgłoszeń międzynarodo-wych: PCT/PL 2010/000096 i PCT/PL2010/ /000095 z 21.09.2010 r. z prawem pierwszeń-stwa ze zgłoszeń krajowych wynalazków. Twórcami wynalazków są: dr inŜ. Stanisław Ziółkiewicz i mgr inŜ. Bohdan Kiryluk.
In addition to the investigation of top layer modification with nanocomposite, graphene-like greases, the Metal Forming Institute con-ducts research and development works on the improvement of top layer properties with the use of metal forming methods, including dynamic burnishing in combination with depo-sition of other material particles on the mate-rial of which the part is made. A unique inves-tigation stand (fig. 11) has been designed and executed, intended for the investigation of the process of modification of the top layer of the working surfaces of machine parts.
The inventions included in the project con-cern the method of top layer modification to be used for the construction of innovative dynamic burnishing tools, highly advanced piezo tech-nologies enabling the process of modification to be controlled.
4.1. Method for the modification of top layers of working surfaces of machine parts and unit for surface treatment of top layer, especially of metal
Domestic applications: P.390067 and P.390066 were submitted to the Polish Patent Office on December 29, 2009 and international applications: PCT/PL 2010/000096 and PCT/PL 2010/000095 on September 21,2010 with the right of priority from the domestic invention applications. The authors of the in-ventions are: Mr Stanisław Ziółkiewicz, D.Sc.Eng. and Mr Bohdan Kiryluk, M.Sc.Eng.
Rys. 12. Schemat zespołu do obróbki powierzchni roboczych części maszyn [8] Fig. 12. A diagram of the unit for the treatment of the working surfaces of machine parts [8]
Sposób modyfikacji warstwy wierzchniej realizowany w zespole do obróbki powierzch-niowej warstw wierzchnich (rys. 12), polega na tym, Ŝe powierzchnię modyfikowaną (5), w strefie bijaka, którym jest młoteczek (2) o kulistej powierzchni roboczej połączony z si-łownikiem piezoelektrycznym (1) pokrywa się warstwą materiału obcego (4), który pod wpływem nacisków młoteczka (2) wiąŜe się adhezyjnie z warstwą wierzchnią powierzchni modyfikowanej (5). Napęd siłownika piezo-elektrycznego wywołuje generator częstotliwo-ściowo – napięciowy o częstotliwości zmiennej w granicach od 10 Hz do 1000 Hz. Młoteczek (2) przesuwa się względem obrabianego mate-riału (3) wzdłuŜ linii oddziaływania ze skokiem w zakresie od 0,05 do 5,0 mm [8, 9].
Zastosowanie technik piezoelektrycznych umoŜliwia konstrukcję narzędzi do nagniatania dynamicznego o sterowanej charakterystyce dynamicznej. Dzięki temu moŜliwe jest stero-wanie energią kinetyczną narzędzia, odpo-wiednio do zadanej wielkości zgniotu, a więc odkształcenie materiału w zakresie dopusz-czalnych odkształceń granicznych. Elektro-niczne systemy kontroli parametrów procesu pozwalają na synchronizowanie ruchu przed-miotu obrabianego z ruchem narzędzia.
Wynalazki mogą być zastosowane w szczególności do modyfikacji warstw wierzchnich roboczych części maszyn np. do nakładania powłok z cząstek mikro i nanome-trycznych smarów stałych w nierówności wierzchni stempli do wyciskania lub na po-wierzchnie prowadnic ślizgowych obrabiarek.
The method of modification of the top layer performed in the unit for surface proce-ssing of top layers (fig.12) consists in that the surface under modification (5) is covered with a layer of foreign material (4) in the zone of the ram which is a hammer with spherical working surface (2) connected to a piezoelec-tric actuator. The foreign material, under the influence of the hammer (2) impacts, is bonded by adhesion to the top layer of the surface being modified (5). The piezo ser-vomotor drive is effected by a high frequency voltage generator with a frequency variable within the range of 10 Hz to 1000Hz. The ha-mmer (2) moves in relation to the material be-ing treated (3) along the line of actbe-ing with a stroke of 0.05 to 5.0 mm [8, 9].
Application of piezoelectric techniques makes it possible to design dynamic burnishing tools with controlled dynamic characteristics. Due to that the kinetic energy of the tool can be controlled adequately to the predetermined cold work magnitude and, consequently, the material can be deformed within the range of admissible deformation limit. Electronic systems of process parameter control allow for synchronizing of the object motion with the tool motion.
The inventions can be used especially for modification of the top layers of the working parts of machines, e.g. for depositing coatings of micrometric and nanometric solid grease particles into the pores of surfaces of extrusion rams or on the surfaces of machine tool sliding guides.
Zalety wynalazków:
− podniesienie właściwości mechanicznych i trybologicznych warstw wierzchnich, − uzyskanie nowej generacji wyrobów o
udo-skonalonych właściwościach eksploatacyj-nych i podwyŜszonej trwałości,
− wyeliminowanie niekorzystnych, chaotycz-nie rozłoŜonych śladów, występujących przy zastosowaniu innych dynamicznych metod nagniatania,
− podwyŜszenie gładkości i dokładności po-wierzchni roboczych oraz dokładności wy-miarowej części maszyn,
− moŜliwość kontrolowanej modyfikacji war-stwy wierzchniej.
Wynalazek pt. „Sposób modyfikacji war-stwy wierzchniej powierzchni roboczych części maszyn” został zaprezentowany na IV Między-narodowej Warszawskiej Wystawie Innowacji IWIS 2010 w Warszawie w dniach 20-22 paź-dziernika 2010 r. i nagrodzony Srebrnym Me-dalem Wystawy. Wynalazek pt. Zespół do obróbki powierzchniowej warstw wierzchnich, zwłaszcza metalu” został zaprezentowany na V Międzynarodowej Warszawskiej Wystawie Innowacji IWIS 2011 w Warszawie w dniach 3-5 listopada 2011 r. i nagrodzony Srebrnym Medalem Wystawy.
5. ZAAWANSOWANIE OCHRONY WŁA-SNOŚCI PRZEMYSŁOWEJ WYNA-LAZKÓW
Instytut Obróbki Plastycznej chcąc zapew-nić swoim wynalazkom szybką, skuteczną i szeroką ochronę, dokonał ich zgłoszeń naj-pierw w procedurze krajowej, w Urzędzie Pa-tentowym RP. Urząd Patentowy RP (UP RP)sporządził dla kaŜdego zgłoszenia i przesłał sprawozdania o stanie techniki, obejmujące wykaz publikacji, branych pod uwagę przy ocenie wynalazków. Powoływane przez eks-pertów UP RP w sprawozdaniach dokumenty patentowe jednoznacznie mieściły się w kate-gorii „A”, co oznacza, Ŝe przedstawiona doku-mentacja patentowa stanowi znany stan techni-ki, który jednak nie podwaŜa nowości i pozio-mu wynalazczego przedmiotowych zgłoszeń.
Advantages of the inventions:
- improvement of the mechanical and tri-bological properties of top layers,
- obtaining of a new generation of products with improved utilization properties and ex-tended life,
- elimination of disadvantageous, chaotically distributed traces occurring in other dyna-mic methods of burnishing,
- better smoothness and accuracy of the wor-king surfaces and dimensional accuracy of machine parts,
- possibility of controlled modification of the top layer.
The invention entitled ”Method of modifi-cation of the top layers of working surfaces of machine parts” was presented in the 4th In-ternational Warsaw Innovation Show (IWIS) 2010 on October 20-22, 2010 and awarded a Silver Medal of the Show. The invention en-titled “Unit for surface treatment of top layers, especially of metal” was presented in the 5th International Warsaw Innovation Show (IWIS) 2011 on November 3-5, 2011 and awarded a Silver Medal of the Show.
5. ADVANCEMENT OF THE INDUSTRIAL PROPERTY PROTECTION OF THE IN-VENTIONS
The Metal Forming Institute, in order to provide its inventions quick, effective and broad protection, has submitted applications for them first in domestic procedure, to the Polish Patent Office. The Polish Patent Office (PPO) has prepared a report on the state-of-the-art for each application incor-porating a list of publications considered in the assessment of the inventions. The patent documents referred to by the expert in the re-ports have been included in category “A”, which means that the submitted patent docu-mentation presents the known state of the art which does not, however, impair the novelty and inventive level of the subject applications.
Analiza dokonana przez ekspertów UP RP wy-kazała, Ŝe powstałe w Instytucie Obróbki Pla-stycznej rozwiązania techniczne mieszczą się w kategorii wynalazków patentowalnych. Zawarte w sprawozdaniu informacje umoŜliwi-ły Instytutowi, jako zgłaszającemu, wstępną ocenę szansy uzyskania patentów w Polsce i za granicą oraz ocenę celowości ponoszenia zwią-zanych z tym kosztów.
Celem rozszerzenia terytorialnego ochro-ny, a jednocześnie zwiększenia szansy uzyska-nia patentu europejskiego, Instytut korzystając z prawa pierwszeństwa, w ciągu 12 miesięcy od zgłoszenia w Polsce, dokonał zgłoszenia międzynarodowego 7 wynalazków w Biurze Międzynarodowym Światowej Organizacji Własności Intelektualnej WIPO.
Dzięki wsparciu finansowemu na uzyska-nie ochrony własności przemysłowej, moŜliwe było wszczęcie procedury PCT, opartej na pierwszeństwie zgłoszenia w Polsce, dla 7 zgłoszeń międzynarodowych, a następnie w trybie Euro-PCT - wejście w fazę regionalną, celem uzyskania patentów europejskich udzie-lanych przez Europejski Urząd Patentowy oraz wyznaczenie 5 krajów uprawomocnienia paten-tu europejskiego. Dnia 21 września 2010 r. Instytut dokonał 7 zgłoszeń międzynarodo-wych PCT opartych na uprzednim pierwszeń-stwie, następnie dnia 6 września 2011 r. złoŜył 7 wniosków o udzielenie patentu europejskiego w procedurze Euro-PCT i przeprowadzenie badania merytorycznego.
W okresie między zgłoszeniem wynalaz-ków a decyzją urzędu patentowego, co do ich ochrony, innowacyjne rozwiązania techniczne podlegają tzw. tymczasowej ochronie patento-wej. Na jej podstawie Instytut moŜe ostrzegać przed naruszaniem jego praw, m.in. poprzez wystosowanie listów ostrzegawczych do osób, które bez zgody uprawnionego do uzyskania patentów na przedmiotowe wynalazki, stosują je na terytorium objętym zgłoszeniem.
Procedura udzielania patentów europej-skich, o które ubiega się Instytut w systemie Euro-PCT jest długotrwałą procedurą badaw-czą, rozpoczynającą się od badania formalnego i obowiązkowego poszukiwania międzynaro-dowego zgłoszeń PCT. Panuje opinia o „moc-nym patencie europejskim”, który trudno uzy-skać, a okres oczekiwania trwa od 4 do 6 lat.
The analysis performed by the experts of the PPO has shown that the technical solutions created by the Metal Forming Institute are in-cluded in the category of patentable inventions. The information contained in the report has enabled the Institute as the applier, to perform initial assessment of the chance to obtain pa-tents in Poland and abroad, as well as to assess the purposefulness of incurring the costs involved in it.
In order to expand the territorial area of the protection and to have better chance of obtaining a European patent, the Institute took advantage of its right of priority and, within 12 months from the application in Po-land, submitted international patent applica-tions for 7 invenapplica-tions to the World Intellectual Property Office, WIPO.
Thanks to the financial support for the acquisition of the industrial property pro-tection, it was possible to start the PCT proce-dure based on the priority of application in Po-land for 7 international applications and then, to enter the regional base in the Euro-PCT mode in order to obtain European patents granted by the European Patent Office and to appoint 5 countries of the European patent validation. On September 21, 2010, the Insti-tute submitted 7 PCT patent applications based on the previous priority and, on September 6, 2011, it submitted 7 applications for European patent in the Euro-PCT procedure and for sub-stantive examination.
In the period between the application to the Patent Office and the decision concer-ning the protection of the inventions, innova-tive technical solutions are under the so called temporary patent protection. On that basis, the Institute can reserve its rights, e.g. by send-ing warnsend-ing letters to the persons who use the inventions without a consent of the one au-thorized to obtain patents for the subject inven-tions in the territory affected by the applica-tion.
The procedure of granting patents in the Euro-PCT system is a long lasting nation procedure starting from formal exami-nation an obligatory interexami-national search for PCT applications. There is an opinion about “strong European patent” which is difficult to obtain and the period of waiting is 4 to 6 years.
