Widok Przegląd realizowanych projektów Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Obróbki Plastycznej

(1)

Zagadnienia różne Informacja

Miscellaneous issues Information

Przegląd realizowanych projektów Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytutu Obróbki Plastycznej Review of realized projects of the Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute

Budowa ekosystemu do zwiększenia skali produkcji lekkich wielofunkcjonalnych

materiałów ceramicznych i betonu – LightCoce

Okres realizacji: 1.01.2019–31.12.2022 Wartość projektu dla Ł-INOP: 632 500 EUR

Dofinansowanie dla Ł-INOP: 607 200 EUR

Projekt jest finansowany ze środków Programu Ramowego Unii Europejskiej

w zakresie badań naukowych i innowacji „Horyzont 2020” na podstawie umowy o udzielenie dotacji nr 814632.

Projekt jest realizowany w ramach Konsorcjum w składzie:

1. National Technical University of Athens (Grecja) – koordynator; 2. Aercrete Technology AB (Szwecja);

3. Advanced Material Simulation SL (Hiszpania);

4. Elliniko Parartima Tis Amerikanikisenosis Michanikon Thermansis Psichis Kai Klimatismoy (Grecja); 5. Axia Innovation UG (Niemcy);

6. Rise Research Institutes Of Sweden AB (Szwecja); 7. Creative Nano PC (Grecja);

8. Exergy Netherlands BV (Holandia);

9. Forschungsinstitut Fuer Waermeschutz Eingetragener Verein München (Niemcy); 10. Highftech Engineering SRL (Włochy);

11. Optimizacion Orientada A La Sostenibilidad SL (Hiszpania); 12. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej (Polska); 13. Instituto De Soldadura e Qualidade (Portugalia);

14. Asociacion de Investigacion de Lasindustrias Ceramicas Aice (Hiszpania); 15. Keraben Grupo SA (Hiszpania);

16. Mostostal Warszawa S.A. (Polska); 17. Nanocyl SA (Belgia);

18. Nuova Tesi System SRL (Włochy);

19. Schlagmann Poroton GmbH & CO. KG (Niemcy); 20. Sonaca Space GmbH (Niemcy);

21. Stam SRL (Włochy);

22. Sustainable Innovations Europe SL (Hiszpania);

23. Technische Hochschule Nurnberg Georg Simon Ohm (Niemcy); 24. Titan Cement Company AE (Grecja);

25. Universita Degli Studi DI (Włochy); 26. Unismart Padova Enterprise SRL (Włochy).

Celem projektu jest pokonanie barier technologicznych w zwiększeniu skali procesów produkcyjnych wielofunkcyjnych lekkich kompozytów ceramicznych i materiałów betonowych, zapewniając otwarty dostęp MŚP do ekosystemu budowa-nego w ramach projektu.

(2)

W ramach projektu Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej opracuje technologię wytwarzania meto-dami metalurgii proszków zaworów stosowanych w satelitach kosmicznych z kompozytów Ti3SiC2 oraz Ti2AlC oraz

ter-micznych pokryć ochronnych stosowanych w pojazdach koster-micznych.

W ramach projektu w 2019 r. opracowano koncepcję modyfikacji znajdującego się w ŁUKASIEWICZU – INOP urządze-nia do spiekaurządze-nia iskrowo-plazmowego (SPS) HP D 25/3 produkcji firmy FCT Systeme. Modyfikacje polegają na zastoso-waniu nowego pirometru mierzącego temperaturę w osi narzędzi tuż nad spiekanym proszkiem o szerszym zakresie po-miarowym, wynoszącym od 250 do 2500°C. Dodatkowo zainstalowany zostanie dodatkowy pirometr mierzący tempera-turę na zewnętrznej powierzchni matrycy. W efekcie możliwe będzie precyzyjne analizowanie procesów spiekania metodą SPS oraz zastosowanie inżynierii odwrotnej, celem modelowania m.in. współczynnika przewodności cieplnej wytwarza-nych kompozytów ceramiczwytwarza-nych (CMC).

Podjęto także prace konstrukcyjne, których celem było zaprojektowanie nowych narzędzi stalowych przeznaczonych do wytwarzania wyprasek w kształcie stożków za pomocą prasowania matrycowego na zimno. Wytworzone w ten sposób wypraski będą w dalszej kolejności konsolidowane metodą SPS. Realizowano także prace koncepcyjne połączone z mo-delowaniem, których celem jest optymalizacja kształtu nowych, nietypowych narzędzi grafitowych na potrzeby spiekania metodą SPS prototypowych stożków z kompozytów ceramicznych, charakteryzujących się niskim współczynnikiem prze-wodzenia ciepła (1–5 W/m·K). Stożki te stosowane są jako czołowe osłony termiczne w pojazdach kosmicznych. Realizowano także prace badawcze w zakresie wytwarzania tzw. plastycznych ceramik, czyli faz typu MAX, jako materia-łus na elementy zaworów stosowanych w satelitach kosmicznych.

(3)

Building an Ecosystem for the up-scaling of lightweight multi-functional concrete and ceramic

mate-rials and structures – LightCoce

Period of realization: 1.01.2019–31.12.2022 Value of project for Ł-INOP: 632 500 EUR

Co-financing for Ł-INOP: 607 200 EUR

The project is financed with funds from the Framework Programme of the European Union for scientific research and innovation “Horizon 2020” on the grounds of grant contract no. 814632.

The project is realized by a consortium of the following entities: 1. National Technical University of Athens (Greece) – coordinator; 2. Aercrete Technology AB (Sweden);

3. Advanced Material Simulation SL (Hiszpania / Spain);

4. Elliniko Parartima Tis Amerikanikisenosis Michanikon Thermansis Psichis Kai Klimatismoy (Greece );

5. Axia Innovation UG (Germany);

6. Rise Research Institutes Of Sweden AB (Sweden); 7. Creative Nano PC (Greece);

8. Exergy Netherlands BV (Netherlands);

9. Forschungsinstitut Fuer Waermeschutz Eingetragener Verein München (Germany);

10. Highftech Engineering SRL (Italy);

11. Optimizacion Orientada A La Sostenibilidad SL (Spain);

12. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej (Poland); 13. Instituto De Soldadura e Qualidade (Portugal);

14. Asociacion de Investigacion de Lasindustrias Ceramicas Aice (Spain); 15. Keraben Grupo SA (Spain);

16. Mostostal Warszawa S.A. (Poland); 17. Nanocyl SA (Belgium);

18. Nuova Tesi System SRL (Italy);

19. Schlagmann Poroton GmbH & CO. KG (Germany);

20. Sonaca Space GmbH (Germany);

21. Stam SRL (Italy);

22. Sustainable Innovations Europe SL (Spain);

23. Technische Hochschule Nurnberg Georg Simon Ohm (Germany);

24. Titan Cement Company AE (Greece);

25. Universita Degli Studi DI (Italy); 26. Unismart Padova Enterprise SRL (Italy).

The goal of the project is to surmount technological barriers to increasing the scale of production processes of multi-func-tional, lightweight, ceramic composites and concrete materials, ensuring open access by SMEs to the ecosystem being built as part of the project.

Within the scope of the project, the Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute will develop manufacturing technology employing powder metallurgy methods for valves used in space satellites made of composites Ti3SiC2 and Ti2AlC,

as well as protective thermal coatings applied in spacecraft.

As part of the project, in 2019, a concept was developed for modification of the (SPS) HP D 25/3 spark-plasma sintering machine found at ŁUKASIEWICZ – INOP, manufactured by FCT Systeme. Modification involved the application of a new pyrometer measuring temperature on the tool’s axis just above the sintered powder, with a wider measuring range from 250 to 2500°C. In addition, an additional pyrometer will be installed to measure temperature on the exterior surface of the die. In effect, it will be possible to precisely analyze SPS sintering processes and to apply reverse engineering for the purpose of modeling, among other things, the heat transfer coefficient of manufactured ceramic composites (CMC).

(4)

Design works were also undertaken with the goal of designing new steel tools intended for manufacturing conical compacts by means of cold die pressing. The compacts produced in this manner will subsequently be consolidated by the SPS method. Conceptual works combined with modeling were also performed with the goal of optimizing the shape of new, atypical graph-ite tools for the purposes of spark-plasma sintering (SPS) of prototype cones made of ceramic composgraph-ites, characterized by a low heat transfer coefficient (1–5 W/m·K). These cones are applied as frontal thermal guards in spacecraft.

Research was also conducted in the scope of manufacturing so-called plastic ceramics, i.e. MAX phases, as the material for valve components applied in satellites.

(5)

Otwarty innowacyjny ekosystem do skalowania procesów produkcyjnych kompozytów

na osnowie stopów metali lekkich – LightMe

Okres realizacji: 1.01.2019–31.12.2022 Wartość projektu dla Ł-INOP: 612 000 EUR

Dofinansowanie dla Ł-INOP: 612 000 EUR

Projekt finansowany jest ze środków Programu Ramowego Unii Europejskiej

w zakresie badań naukowych i innowacji „Horyzont 2020” na podstawie umowy o udzielenie dotacji nr 814552. Projekt realizowany jest w Konsorcjum w składzie:

1. Politecnico di Milano (Włochy) – koordynator; 2. ACCESS e.V. (Niemcy / Germany);

3. Asociacion de Investigacion Metalurgica del Noroeste (Hiszpania); 4. Advance Manufacturing Sheffield Limited (Wielka Brytania); 5. AXIA Innovation UG (Niemcy);

6. Coskunoz Kalip Makina Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi (Turcja); 7. Diad Group ES SL (Hiszpania);

8. European Federation for Welding Joining and Cutting (Belgia);

9. Hidria D.O.O. Podjetje Za Ustanavljanje In Upravljanje Druzb (Słowenia); 10. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej (Polska); 11. Innovation in Research & Engineering Solutions (Belgia);

12. IRIS SRL (Włochy);

13. Instituto de Soldadura e Qualidade (Portugalia); 14. J-VST SRO (Czechy);

15. Kampakas Metallourgiki Techniki Emporiki Kai Viomichaniki AE (Grecja); 16. MagnesiumCom OU (Estonia);

17. MBN Nanomaterialia S.p.A (Włochy);

18. Verein Für Praktische Giessereiforschung (Austria); 19. Global Equity & Corporate Consulting SL (Hiszpania); 20. AFOI Koutsantoni EE (Grecja);

21. Stam Srl (Włochy); 22. Time.LEX (Belgia);

23. Brunel University London (Wielka Brytania); 24. Vertech Group (Francja);

25. Innovacio i Recerca Industrial i Sostenible SL (Hiszpania).

Celem projektu jest stworzenie otwartego, innowacyjnego ekosystemu mającego na celu zwiększenie skali procesów pro-dukcyjnych kompozytów na osnowie stopów metali lekkich (aluminium, magnez i tytan).

W ramach projektu Siec Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej opracuje technologię wytwarzania tulei łożysk ślizgowych z proszków Ti-SiC metodą SPS oraz profili z kompozytu na osnowie stopu AA7075 wzmacnianego cząstkami węglika boru B4C metodą SPS-KOBO.

W ramach realizacji projektu w roku 2019 przeprowadzono próby spiekania handlowego proszku Alumix 431 metodą spiekania iskrowo-plazmowego (SPS). W efekcie uzyskano spieki ze stopu aluminium 7075, które poddawano przesyca-niu i starzeprzesyca-niu. W wyniku przeprowadzonych badań optymalizowano proces SPS. Ponadto wytworzone spieki wyciskano metodą KOBO celem uzyskania półproduktów, z których docelowo będą odkuwane śruby na potrzeby przemysłu moto-ryzacyjnego. Przeprowadzono także szereg badań mikrostruktury oraz właściwości wytrzymałościowych. Wraz z partne-rem projektu odpowiedzialnym za wytworzenie proszków kompozytowych ustalono skład chemiczny oraz morfologię proszku kompozytowego AA7075/B4C oraz AA7075/SiC.

Rozpoczęto także konstruowanie specjalnego modułu przeznaczonego do składania narzędzi grafitowych wyposażonego w grawimetryczny system dozowania proszku. Ponadto przeprowadzono prace analityczne nad zastąpieniem powszech-nie stosowanych narzędzi grafitowych, narzędziami wykonanymi ze stali. Przeprowadzono rówpowszech-nież modelowapowszech-nie roz-kładu temperatury i prądu podczas procesu SPS.

(6)

An Open Innovation Ecosystem for upscaling production processes

of lightweight metal alloys composites – LightMe

Period of realization: 1.01.2019–31.12.2022 Value of project for Ł-INOP: 612 000 EUR

Co-financing for Ł-INOP: 612 000 EUR

The project is financed with funds from the Framework Programme of the European Union for scientific research and innovation “Horizon 2020” on the grounds of grant contract no. 814552.

The project is implemented by a consortium of the following entities: 1. Politecnico di Milano (Italy ) – coordinator;

2. ACCESS e.V. (Germany);

3. Asociacion de Investigacion Metalurgica del Noroeste (Spain);

4. Advance Manufacturing Sheffield Limited (United Kingdom);

5. AXIA Innovation UG (Germany);

6. Coskunoz Kalip Makina Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi (Turkey);

7. Diad Group ES SL (Spain);

8. European Federation for Welding Joining and Cutting (Belgium);

9. Hidria D.O.O. Podjetje Za Ustanavljanje In Upravljanje Druzb (Slovenia); 10. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej (Poland); 11. Innovation in Research & Engineering Solutions (Belgium);

12. IRIS SRL (Italy);

13. Instituto de Soldadura e Qualidade (Portugal); 14. J-VST SRO (Czech Republic);

15. Kampakas Metallourgiki Techniki Emporiki Kai Viomichaniki AE (Greece);

16. MagnesiumCom OU (Estonia);

17. MBN Nanomaterialia S.p.A (Italy);

18. Verein Für Praktische Giessereiforschung (Austria); 19. Global Equity & Corporate Consulting SL (Spain); 20. AFOI Koutsantoni EE (Greece);

21. Stam Srl (Italy); 22. Time.LEX (Belgium);

23. Brunel University London (United Kingdom);

24. Vertech Group (France);

25. Innovacio i Recerca Industrial i Sostenible SL (Spain).

The goal of the project is to create an open, innovative ecosystem with the goal of increasing the scale of production processes of composites on a matrix of light metal alloys (aluminum, magnesium and titanium).

As part of the project, Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute will develop technology for manufacturing sleeves of slide bearings out of Ti-SiC powders using the SPS method and composite profiles on the matrix of AA7075 alloy reinforced by B4C boron carbide particles by means of the SPS-KOBO method.

As part of the project, sintering tests of commercial Alumix 431 powder were performed in 2019 using the spark-plasma sintering method (SPS). In effect, 7075 aluminum alloy sinters were obtained, which were then subjected to solutioning and aging. The SPS process was optimized as a result of conducted tests. Moreover, the sinters produced were extruded using the KOBO method for the purpose of obtaining semi-products from which bolts will ultimately be forged for the purposes of the automotive industry. A series of microstructural examinations and strength tests was carried out. Along with the project partner responsible for producing composite powders, the chemical composition and morphology of AA7075/B4C and

AA7075/SiC composite powders was determined.

Construction of a special module intended for assembly of graphite tools, equipped with a gravimetric powder dosing system, was also commenced. Moreover, analytical works were conducted on replacing commonly applied graphite tools with tools made of steel. Modeling of temperature and current distribution during the SPS process was also carried out.

(7)

Opracowanie przełomowego procesu i urządzenia do automatycznego prostowania smukłych

wyrobów drążonych o szerokiej zmienności przekroju poprzecznego i dużego zakresu długości

Okres realizacji: 1.04.2016–31.12.2019 Kwota dofinansowania dla Ł-INOP: 3 301 518,51 PLN

Projekt jest współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój, nr umowy POIR.01.04.01-00-0124/15.

Projekt realizowany jest w Konsorcjum w składzie:

1. Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań – lider projektu; 2. Zakłady Mechaniczne „Tarnów”, Tarnów.

Celem projektu jest opracowanie innowacyjnej technologii i urządzenia opartego na eksperckim systemie rekomendacji do automatycznego prostowania precyzyjnych rur grubościennych o zmiennym przekroju ścianki.

W ramach realizacji projektu podjęto się zaprojektowania i wykonania stanowiska do prostowania smukłych wyrobów drążonych o zmiennym przekroju. Efektem prac było stworzenie innowacyjnego urządzenia wykorzystującego sztuczną inteligencję do kierowania procesem prostowania.

Urządzenie działa w oparciu o bazę danych zawierającą takie informacje, jak: kształty wyrobów, miejsca pomiarów ze-wnętrznych, rozmiary wkładek podpór, przebiegi poprzednich prostowań itd.

Działanie maszyny rozpoczyna się od wczytania informacji o danym wyrobie z bazy danych, a następnie pomiaru prosto-liniowości po średnicy zewnętrznej. W przypadku gdy krzywizna wyrobu uniemożliwia zbadanie wnętrza wyrobu, nastę-puje prostowanie wykorzystujące pomiar zewnętrzny. Na podstawie informacji o poprzednich prostowaniach, wykorzy-stując sieć neuronową, urządzenie proponuje parametry procesu, które operator zmienia lub zatwierdza. Pomiar we-wnętrzny wykonuje się po osiągnięciu tolerancji prostoliniowości umożliwiającej jego wykonanie. Gdy wykonanie po-miaru prostoliniowości wewnątrz otworu staje się możliwe, następuje gięcie wyrobu. Prostowanie zostaje zakończone w chwili, gdy wyniki pomiaru wewnętrznego mieszczą się w założonej tolerancji. Wykorzystanie sztucznej inteligencji pozwala na ciągłe, samodoskonalenie się procesu.

(8)

Design of a breakthrough process and a device based on an expert system of recommendations

for automatic straightening of slim hollow products with high variability

of cross-sectional and longitudinal dimensions

Period of realization: 1.04.2016–31.03.2019 Amount of co-financing for Ł-INOP: 3 301 518,51 PLN

The project was co-financed with funds from the European Regional Development Fund as part of the Smart Growth Operational Programme, contract no. POIR.01.04.01-00-0124/15.

The project was implemented by a consortium of the following entities: 1. Metal Forming Institute, Poznań – project leader;

2. “Tarnów” Mechanical Plants, Tarnów.

The goal of the project was to develop innovative technology and a machine based on an expert recommendation system for automatic straightening of precision, thick-walled pipes with variable wall cross-section.

As part of the project’s implementation, designing and construction of a station for straightening of slender, hollowed prod-ucts with variable cross-section was undertaken. The effect of these works was the creation of an innovative machine em-ploying artificial intelligence for management of the straightening process.

The machine works based on a database containing information like: product shapes, exterior measurement sites, support insert sizes, logs of previous straightenings, etc.

The machine’s work starts with loading of information about the given product from the database, followed by linearity measurement over the exterior diameter. In the case where the product’s curvature makes it impossible to measure the inte-rior of the product, straightening is done based on exteinte-rior measurement. Based on information about previous straightenings and a neural network, the machine suggests process parameters, which the operator may change or confirm. Interior meas-urement is performed upon reaching a linearity tolerance that enables its performance. When linearity measmeas-urement inside the hole becomes possible, bending of the product starts. Straightening is concluded when the results of interior measurement fall within the set tolerance. The application of artificial intelligence allows for continuous self-improvement of the process.

(9)

Ultralekkie i wysokowytrzymałe modułowe panele konstrukcyjne

do zastosowań między innymi w budowie nadwozi pojazdów specjalnych

Okres realizacji: 01.03.2018–28.02.2021

Kwota dofinansowania: 4 783 559,50 PLN (w tym Ł-INOP: 1 242 100,00 PLN)

Projekt jest współfinansowany przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014–2020 i realizowany w ramach konkursu

Narodowego Centrum Badań i Rozwoju: Działanie 4.1 „Badania naukowe i prace rozwojowe”, Poddziałanie 4.1.4 „Projekty aplikacyjne”, nr POIR.04.01.04-00-0016/17.

Projekt realizowany w Konsorcjum w składzie:

1. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań – lider projektu; 2. Albatros Aluminium Sp. z o.o., Poznań;

3. Przedsiębiorstwo Specjalistyczne „bocar” Sp. z o.o., Korwinów. Podwykonawca projektu: Politechnika Częstochowska, Częstochowa.

Celem projektu jest opracowanie innowacyjnej zabudowy nadwozi pojazdów specjalnych używanych w straży pożarnej. Zastosowane technologie wyciskania szerokich profili aluminiowych oraz kształtowania łączników systemowych pozwolą wprowadzić na rynek całkowicie nowy produkt w postaci zabudowy pojazdu strażackiego wykonanej z paneli aluminiowych. W ramach dotychczasowej realizacji projektu badawczego w Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Obróbki Plastycz-nej opracowano kształt łącznika systemowego wraz z technologią jego wykonania oraz gniazda łącznika w panelu alumi-niowym wykorzystywanym w budowie zabudów wozów strażackich. Rozwiązanie charakteryzuje uniwersalność, a tym samym możliwość zastosowania w innych pojazdach, takich jak: przyczepy kempingowe, przyczepy do przewozu koni czy napojów i żywności. Kształt łącznika został poddany sprawdzeniu w badaniach numerycznych wytrzymałościowych w zakresie sprężystym, symulującym zginanie w układzie złożonym z profilami. Uzyskane wyniki potwierdziły popraw-ność zaprojektowanego kształtu. Następnie przeprowadzono badania symulacji procesu kucia łącznika w celu uzyskania optymalnych parametrów prowadzenia procesu oraz zoptymalizowania wymiarów wsadu gwarantującego minimalną wypływkę. Uzyskane dane posłużyły do opracowania narzędzi do kucia i okrawania wypływki. Przeprowadzono próby kucia i okrawania oraz zweryfikowano badania numeryczne. Wytworzono serię pilotażową łączników. W celu uzyskania zakładanej wytrzymałości doraźnej łącznika opracowano i przeprowadzono proces obróbki cieplnej. Partię próbną łącz-ników obrobiono mechanicznie i po złożeniu z profilami określano moment siły powodującego trwałe uszkodzenie łącznika.

(10)

Ultra-light and high-strength modular structural panels

for applications among others in the construction of special vehicle bodies

Period of realization: 01.03.2018–28.02.2021

Amount of co-financing: 4 783 559,50 PLN (including Ł-INOP: 1 242 100,00 PLN)

The project is co-financed by the European Union using funds from the European Regional Development Fund as part of the Smart Growth Operational Programme 2014–2020, and is being implemented within the framework

of a contest of the National Centre for Research and Development: Measure 4.1 “Scientific research and development works”, Submeasure 4.1.4 “Application projects”, no. POIR.04.01.04-00-0016/17.

Projekt realizowany w Konsorcjum w składzie:

1. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań – lider projektu; 2. Albatros Aluminium Sp. z o.o., Poznań;

3. Przedsiębiorstwo Specjalistyczne „bocar” Sp. z o.o., Korwinów. Podwykonawca projektu: Politechnika Częstochowska, Częstochowa. The project is being implemented by a consortium of the following entities:

1. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań, Poland – project leader; 2. Albatros Aluminium Sp. z o.o. (LLC), Poznań, Poland;

3. Przedsiębiorstwo Specjalistyczne „bocar” Sp. z o.o., Korwinów, Poland.

Subcontractor of the project: Częstochowa University of Technology, Częstochowa, Poland.

The goal of the project is to develop innovative enclosures for the bodywork of special vehicles used in the fire service. The applied technologies of extruding wide aluminum profiles and forming systemic connectors will make it possible to introduce a to-tally new product onto the market in the form of an enclosure for a firefighting vehicle made from aluminum panels.

As part of this project's implementation at Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute, until now, the shape of the systemic connector and the technology of its manufacture as well as the connector's seats in the aluminum panel making up the enclosures of firefighting vehicles have been developed. The solution is characterized by universality, and thus, the possibility of application in other vehicles, such as: camping trailers, trailers for transporting horses or food and beverages. The shape of the connector was verified in numerical strength simulations within the elastic range, simulating bending in a system consisting of profiles. Obtained results confirmed the correctness of the designed shape. Next, simulations of the connector forging process were carried out in order to obtain optimal process parameters and optimizing stock dimensions to guarantee minimum flash. The data obtained served for development of tools for forging and flash trimming. Forging and trimming tests were conducted, and numerical simulations were verified. A pilot series of connectors was manufactured. In order to obtain the assumed immediate strength of the connector, a heat treatment process was developed and carried out. The trial batch of connectors was mechanically processed, and after assembly with profiles, the moment of force causing permanent damage to the connector was determined.

(11)

Innowacyjne stanowisko do gazodynamicznego natryskiwania warstw na zimno

z proszków metalicznych i ceramicznych w Instytucie Obróbki Plastycznej

Okres realizacji: 01.09.2018–31.12.2019 Wartość projektu: 1 060 846,00 PLN Wartość dofinansowania z UE: 688 650,00 PLN

Projekt jest finansowany w ramach Wielkopolskiego Regionalnego Programu Operacyjnego na lata 2014–2020, Priorytet 1, Działanie 1.2. i współfinansowany przez Europejski Fundusz Rozwoju Regionalnego.

Celem projektu jest budowa innowacyjnego i unikatowego stanowiska do gazodynamicznego natryskiwania na zimno warstw z proszków metalicznych i ceramicznych przeznaczonych na potrzeby przemysłu oraz medycyny. Ponadto prze-prowadzone zostaną prace badawczo-rozwojowe mające na celu opracowania innowacyjnej technologii nakładania po-włok hydroksyapatytowych z udziałem nanocząstek miedzi. Realizacja projektu spowoduje zwiększenie innowacyjności prowadzonych badań naukowych oraz przyczyni się do poszerzenia oferty usługowej nowych technologii. Planuje się także dokonanie zgłoszenia patentowego.

W ramach realizacji projektu zaprojektowano i wykonano unikalne stanowisko do gazodynamicznego natryskiwania warstw na zimno. Prototypowe stanowisko składa się z komory próżniowej z pompą próżniową i oprzyrządowaniem, urządzeniem do natryskiwania proszków ceramicznych i metalicznych, zautomatyzowanego stolika x-y-z, układu poda-wania gazów, komory do mieszania proszków, komory rękawicowej, urządzenia do grzania indukcyjnego oraz urządzenia do czyszczenia filtrów i odzysku proszku opartego o system ultradźwiękowy. W ramach prac badawczych przeprowa-dzono próby mające na celu opracowanie metodyki nakładania powłok hydroksyapatytowych z nanocząsteczkami miedzi oraz procesu spiekania nałożonych powłok. Dla otrzymanych powłok wykonano strukturalną analizę fazową z wykorzy-staniem dyfraktometru rentgenowskiego oraz badania mikrostruktury z wykorzywykorzy-staniem transmisyjnej mikroskopii elek-tronowej. Określona została grubość nałożonych powłok za pomocą mikroskopii świetlnej. Ponadto przeprowadzono badania właściwości bakteriobójczych otrzymanych powłok hydroksyapatytowych z nanocząsteczkami miedzi dla dwóch wybranych szczepów bakterii: Staphylococcus Epidermidis ATCC®35984™ oraz Pseudomonas Aeruginosa ATCC®700829™.

(12)

An innovative workstation for the cold gasodynamic spraying

of metallic and ceramic powder layer in the Metal Forming Institute

Period of realization: 01.09.2018–31.12.2019 Project value: 1 060 846,00 PLN Value of EU co-financing: 688 650,00 PLN

The project is financed under the Wielkopolski (Greater Poland) Regional Operational Programme for the years 2014–2020, Priority 1, Measure 1.2, and co-financed by the European Regional Development Fund.

The goal of the project is to build an innovative and unique station for compressible-flow cold spraying of layers made from metallic and ceramic powders intended for the purposes of industry and medicine. Moreover, research and development works will be carried out with the goal of developing innovative hydroxyapatite coating application technology with the involvement of copper nanoparticles. The project’s implementation will increase the innovativeness of conducted scientific research and contribute to broadening the offer services involving new technologies. It is also planned to file a patent application. As part of the project’s implementation, a unique station for compressible-flow cold spraying of layers was designed and built. The prototype station consists of a vacuum chamber with vacuum pump and instrumentation, a machine for spraying ce-ramic and metallic powders, an automated x-y-z table, gas feed system, powder mixing chamber, glove chamber, induction heating device and device for cleaning filters and powder recovery, based on an ultrasonic system. As part of research works, attempts were made to develop the methodology of applying hydroxyapatite coatings with copper nanoparticles and of the process of sintering applied coatings. Structural phase analysis was performed on the obtained coatings, using an X-ray diffractometer, and microstructural examinations were carried out using transmission electron microscopy. The thickness of applied coatings was determined by means of light microscopy. Moreover, tests of bactericidal properties of the obtained hydroxyapatite coatings with copper nanoparticles were conducted for two selected strains of bacteria: Staphylococcus Epi-dermidis ATCC®35984™ and Pseudomonas Aeruginosa ATCC®700829™.

(13)

Wykorzystanie modułowych systemów podawania i mieszania materiałów proszkowych

na przykładzie linii technologicznej do wytwarzania katod w bateriach termicznych

wraz z systemem eksperckim doboru modułów i parametrów pracy – ModSyzDoz

Okres realizacji projektu: 2019–2021 Wartość projektu: 6 213 747,89 PLN Wartość dofinansowania: 5 348 205,84 PLN

Projekt realizowany jest przez Konsorcjum w składzie:

1. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań – lider projektu, 2. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice;

3. IPRO sp. z o.o., Gniezno.

Celem projektu jest zaprojektowanie sytemu modułowego precyzyjnego systemu dozowania i mieszania materiałów proszkowych, który będzie stanowił element składowy unikatowej linii technologicznej wytwarzania katod w bateriach termicznych dla przemysłu zbrojeniowego. Całość prac pozwoli na opracowanie narzędzia, jakim będzie ekspercki system doboru modułów i parametrów procesu produkcyjnego, który będzie ograniczał koszty procesów technologicznych, czas doboru parametrów oraz będzie pozytywnie oddziaływał na środowiska poprzez zmniejszenie ilości testów służących op-tymalizacji procesu produkcyjnego.

W ramach projektu realizowane są dwa zadania badawcze: (1) zadanie związane z badaniem i określeniem optymalnych warunków mechanicznego zagęszczania, rozgarniania materiałów proszkowych na podstawie badań laboratoryjnych, a także (2) zadanie dotyczące zaprojektowania konstrukcji i przygotowania dokumentacji technicznej modularnej linii technologicznej do dozowania materiałów proszkowych oraz do wytwarzania katod w bateriach termicznych.

W ramach zadania 1 wykonano prace badawcze związane z optymalizacją procesu prasowania materiałów proszkowych przeznaczonych na katody. Prace mają na celu określenie odpowiednich parametrów procesu prasowania ustalonych mieszanek proszkowych. Istotnym wynikiem prac było określenie wpływu udziału procentowego różnych składników mieszanki proszkowej oraz aglomeratów na jakość wyrobów końcowych. Przeprowadzone zostały także prace badawcze związane z analizą procesu rozgarniania materiału proszkowego (w tym: prędkość obrotowa, czas trwania procesu). W ra-mach zadania 10 dotyczącego opracowania technologii produkcji wykonane zostały prace związane z określeniem pakietu danych wejściowych i wyjściowych urządzenia. Analizowano dostępne na rynku urządzenia/podzespoły składowe, które spełniają wymagania poszczególnych węzłów konstrukcyjnych projektowanej linii technologicznej. Na bieżąco prowa-dzona była analiza i weryfikacja założeń technologicznych działania modelu linii technologicznej. Przeprowadzono ana-lizę dostępnych na rynku materiałów i podzespołów oraz wykonano projekt własnych rozwiązań podzespołów całego urządzenia. Wszelkie prace związane z budową modularnej linii technologicznej do dozowania materiałów proszkowych i wytwarzania katod w bateriach termicznych są na bieżąco korelowane z uzyskanymi wynikami badawczymi realizowa-nymi w ramach zadania 1 oraz z partnerami projektu.

(14)

The use of modular systems for feeding and mixing powder materials on the example

of a technological line for the production of cathodes in thermal batteries together

with an expert system for the selection of modules and work parameters – ModSyzDoz

Period of project’s realization: 2019–2021 Project value: 6 213 747,89 PLN Value of co-financing: 5 348 205,84 PLN

The project is implemented by a consortium of the following entities:

1. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań, Poland – project leader, 2. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice; Poland

3. IPRO sp. z o.o. (LLC), Gniezno, Poland.

The goal of the project is to design and build a modular system for precise dosing and mixing of powder materials, which will be a component of a unique process line for manufacturing thermal battery cathodes for the armaments industry. The entirety of works will allow for development of a tool, which will be an expert system for selection of modules and process parameters for production, limiting the costs of technological processes and the time of selecting parameters, and will have a positive impact on the environment through reduction of the number of tests serving for optimization of the production process. Two research tasks are being realized as part of the project: (1) task related to testing and determination of optimal conditions of mechanical compaction, grading of powder materials based on laboratory tests, as well as (2) tasks concerning designing of the construction and preparation of technical documentation for a modular process line for dosing of powder materials and for manufacturing cathodes for thermal batteries.

As part of task 1, research works related to optimization of the process of pressing powder materials intended for cathode manufacturing were carried out. Works with the goal of determining appropriate process parameters of pressing specific powder mixtures. A significant result of works was determination of the influence of the percentage share of different ingre-dients of the powder mixture and agglomerates on the quality of final products. Research works related to analysis of the process of grading (separation) of powder material (including: rotational speed, duration of the process) were also carried out. As part of task 10, concerning development of production technology, works related to determination of the packet of the machine’s input and output data were carried out. Machines/component subassemblies available on the market meeting the requirements of individual structural nodes of the designed process line were analyzed. Analysis and verification of tech-nological assumptions concerning operation of the process line's model was conducted in a continuous manner. Analysis of materials and subassemblies available on the market was carried out, and a design of original solutions for subassemblies of the entire machine was made. All works related to construction of the modular process line for dosing of powder materials and manufacturing of cathodes in thermal batteries are correlated in an ongoing manner with research results obtained as part of task 1 and with the project’s partners.

(15)

Bezodpadowa technologia kształtowania elementów armatury

wody pitnej z bezołowiowych stopów miedzi

Okres realizacji: 2017–2019

Kwota dofinansowania dla Ł-INOP: 1 308 597,35 PLN

Projekt jest współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój.

Projekt realizowany przez konsorcjum w składzie: 1. Politechnika Poznańska, Poznań – lider projektu; 2. Fabryka Armatur „Swarzędz” Sp. z o. o., Rabowice;

3. Sieć Badawcza Łukasiewicz –Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice; 4. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań.

Celem projektu jest opracowanie nowej technologii kucia bezwypływkowego małych i średnich odkuwek do instalacji wodnej oraz dostosowanie tej technologii do zautomatyzowanego stanowiska kuźniczego. Projekt polega na opracowaniu koncepcji, podstaw i założeń technicznych bezodpadowego kucia elementów armatury wody pitnej z bezołowiowych sto-pów miedzi. Przedsięwzięcie jest odpowiedzią na potrzeby rynku w zakresie stopniowego wycofywania mosiądzów oło-wiowych przez producentów wyrobów przeznaczonych do kontaktu z wodą pitną.

W Sieci Badawczej Łukasiewicz – Instytucie Obróbki Plastycznej, na podstawie dostarczonych rysunków detali armatury wody pitnej, opracowano nową technologię kucia bezodpadowego wyrobów ze stopów miedzi. Do badań technologii wybrano elementy korpusu wodomierza oraz dla zaślepki/korka w trzech rozmiarach, tj. korek 1”, korek 1 ¼”, korek 1 ½”. W projekcie zostały przeprowadzone badania materiałowe trzech nowo zaprojektowanych stopów miedzi dostarczonych przez Sieć Badawczą Łukasiewicz – Instytut Metali Nieżelaznych. W celu opracowania modeli reologicznych nowych sto-pów miedzi przeprowadzono badania wpływu temperatury wygrzewania. Uzyskane wyniki krzywych wprowadzono do programu QForm 3D. Po wprowadzeniu nowych materiałów do bazy materiałowej programu QForm przeprowadzono symulacje kucia bezwypływkowego. Wszystkie symulacje przeprowadzono w tych samych parametrach, różny był jedynie rodzaj materiału wsadowego. W kolejnej części realizowanych prac projektu wykonano adaptację prasy mechanicznej znajdującej się w Fabryce Armatur Swarzędz Sp. z o.o., na której przeprowadzono weryfikacje opracowanej technologii kucia bezwypływkowego. Na poprawnie działającym stanowisku, na przykładzie dwóch odkuwek, tj. Korek 1” oraz Korpus Wodomierza, wykonano badania nad wpływem temperatury kucia. Próby wykonano na nowoopracowanych stopach miedzi o obniżonej zawartości ołowiu oraz na stopie obecnie stosowanym w Fabryce Armatur „Swarzędz” Sp. z o.o. Badania kucia przeprowadzono w trzech wartościach temperatury, tj. 650, 700 oraz 750°C. Uzyskane w ten sposób odkuwki pod-dano badaniom materiałowym.

(16)

Flashless forging of lead-free copper-base drinking-water fittings

Period of realization: 2017–2019

Amount of co-financing for Ł-INOP: 1 308 597,35 PLN

The project is co-financed with funds from the European Regional Development Fund as part of the Smart Growth Operational Programme.

The project is being implemented by a consortium of the following entities: 1. Poznań University of Technology, Poznań, Poland – project leader; 2. Fabryka Armatur „Swarzędz” Sp. z o. o., Rabowice, Poland;

3. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice, Poland; 4. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań, Poland.

The goal of the project is to develop new flashless forging technology for small and medium forgings for water systems and to adapt this technology to an automated forging station. The project is based on developing the concept, foundations and technical assumptions of waste-free forging of drinking water fitting components from lead-free copper alloys. The project is a response to the market’s needs with regard to the gradual withdrawal of leaded brasses by manufacturers of products intended for contact with drinking water.

At Łukasiewicz Research Network – Metal Forming Institute, the new technology of waste-free forging of products from copper alloys was developed on the basis of provided drawings of fittings for drinking water. Elements of a water meter’s body were selected for testing of the technology, as well as a stopper/plug in three sizes, i.e. 1” plug, 1 ¼” plug, 1 ½” plug. Material tests of three newly designed copper alloys provided by Łukasiewicz Research Network – Institute of Non-Ferrous Metals were carried out in the project. Tests of the influence of soaking temperature were carried out for the purpose of developing rheological models of the new copper alloys. Obtained curves were input into QForm 3D software. After the new materials were introduced into the material database of QForm software, flashless forging simulations were carried out. All simulations were performed with the same parameters, only the type of stock material differed. In the next part of works in the project, a mechanical press found at Fabryka Armatur Swarzędz Sp. z o.o. (LLC) was adapted, and verification of the developed flashless forging technology was carried out with its use. Tests of the influence of forging temperature were performed on the correctly operating station, using two forgings as an example, i.e. 1” Plug and Water Meter Body. Tests were carried out on newly developed copper alloys with reduced lead content and on the alloy currently used at Fabryka Armatur “Swarzędz” Sp. z o.o. (LLC). Forging tests were carried out at three temperature values, i.e. 650, 700 and 750°C. The forgings obtained in this manner were subjected to material tests.

(17)

Kompleksowe opracowanie i przygotowanie do wdrożenia nowatorskich rozwiązań

implantów w leczeniu zwierząt, narzędzi chirurgicznych do ich implantologii

oraz chirurgicznych nici biodegradowalnych dla weterynarii

Okres realizacji projektu: 2018–2021 Wartość projektu: 7 928 596,66 PLN

Wartość dofinansowania: 6 203 847,26 PLN (Ł-INOP – 1 496 546,14 PLN)

Projekt realizowany przez Konsorcjum w składzie:

1. Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań,– lider projektu; 2. Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie;

3. P.P.U.H. „INTERMECH” Sp. z o.o., Stalowa Wola; 4. BHH Mikromed Sp. z o.o., Dąbrowa Górnicza;

5. VETCARE GROUP Sp. z o.o. Sp. k. Klinika Weterynaryjna dr n. wet. D. Niedzielski, Wrocław.

Celem projektu jest opracowanie technologii modyfikacji powłok osteointegracyjnych implantów ortopedycznych na ba-zie hydroksyapatytu i nanocząsteczek miedzi oraz zbadanie ich właściwości antybakteryjnych. W ramach projektu ocowane zostaną procesy technologiczne wytwarzania chirurgicznych instrumentów ortopedycznych niezbędnych do pra-widłowego wszczepienia implantów oraz technologia wytwarzania bioresorbowalnych nici chirurgicznych.

W ramach projektu opracowano warunki nakładania powłok metodą Vacuum Cold Spray. Wykonano szereg prób, dzięki którym uzyskano trwałe połączenie między podłożem a natryskiwaną powłoką. Ponadto zbudowano i uruchomiono urzą-dzenie do odzyskiwania nienałożonego proszku hydroksyapatytu (HA) oraz nanocząstek miedzi (CuNp). Następnie w ra-mach projektu przeprowadzono badania biodegradacji, mechaniczne oraz strukturalne materiałów przeznaczonych na nici chirurgiczne dla weterynarii. Proces degradacji prowadzono w surowicy bydlęcej w czasie 28 dni. Przemysłowy Part-ner projektu, firma P.P.U.H. „INTERMECH” Sp. z o.o., zaprojektował i zbudował stanowisko do wytwarzania innowa-cyjnych bioresorbowalnych nici chirurgicznych opierając się na wytycznych uzyskanych od partnera naukowego Akade-mii Górniczo-Hutniczej im. S. Staszica w Krakowie. W ramach przeprowadzonych prac partner projektu, klinika VET-CARE GROUP Sp. z o.o. Sp. k. Klinika Weterynaryjna dr n. wet. D. Niedzielski, stworzył stanowisko badawcze do oceny skuteczności wykonanej implantacji, dzięki któremu możliwa jest analiza trojektorii ruchu zwierzęcia. Jednocześnie opra-cowano wytyczne i wymagania (na podstawie zebranych przez partnera projektu wyników badań) dla implantów zwie-rzęcych. Na podstawie zebranych informacji polski producent implantów, firma BHH Mikromed Sp. z o.o., opracowała rozwiązania konstrukcyjne oraz parametry technologiczne procesu wytwarzania implantów.

(18)

Comprehensive development and preparation for the implementation of innovative implant

solutions in the treatment of animals, surgical instruments for their implantology

and biodegradable surgical thread for veterinary medicine

Period of project’s realization: 2018–2021 Project value: 7 928 596,66 PLN

Value of co-financing: 6 203 847,26 PLN (Ł-INOP – 1 496 546,14 PLN)

The project is being implemented by a consortium of the following entities:

1. Siec Badawcza Łukasiewicz – Instytut Obróbki Plastycznej, Poznań, Poland – project leader; 2. AGH University of Science and Technology in Kraków, Poland;

3. P.P.U.H. „INTERMECH” Sp. z o.o., Stalowa Wola, Poland;

4. BHH Mikromed Sp. z o.o., Dąbrowa Górnicza, Poland;

5. VETCARE GROUP Sp. z o.o. Sp. k. Klinika Weterynaryjna dr n. wet. D. Niedzielski, Wrocław, Poland.

The goal of the project is to develop technology for modification of osseointegration coatings of orthopedic implants based on hydroxyapatite and copper nanoparticles and to investigate their antibacterial properties. As part of the project, technological processes of manufacturing surgical orthopedic instruments indispensable for correct implantation of implants and technol-ogy for manufacturing bioresorbable surgical sutures will be developed.

As part of the product, conditions of application of coatings using the Vacuum Cold Spray method were developed. A series of trials was performed, thanks to which a permanent bond between the substrate and the sprayed coating was obtained. Furthermore, a device for recovering unapplied hydroxyapatite (HA) powder and copper nanoparticles (CuNp) was built and started up. Next, as part of the project, biodegradation, mechanical and structural tests of materials intended as surgical sutures for veterinary applications were carried out. The degradation process was conducted in bovine serum over a period of 28 days. The project’s Industrial Partner, P.P.U.H. „INTERMECH” Sp. z o.o. (LLC), designed and built a station for manufacturing of innovative, bioresorbable surgical sutures basing on the guidelines received from the scientific partner AGH University of Science and Technology in Kraków. As part of the works carried out, the project partner, VETCARE GROUP Sp. z o.o. (LLC) clinic Sp. k. Klinika Weterynaryjna dr n. wet. D. Niedzielski, created a test stand for evaluation of the efficacy of implantation, enabling analysis of the animal’s motion trajectory. At the same time, guidelines and require-ments were developed for animal implants (based on the test results collected by the project partner). Based on the collected information, the Polish implant manufacturer, BHH Mikromed Sp. z o.o. (LLC), developed design solutions and process parameters for implant manufacturing.