ENG FB kontakt

24.08.2019

Strona główna Maj-Czerwiec 2019

Zawartość miesięcznika nr 05/06/2019

Biuletyn Instytutu Zaawansowanych Technologii Wytwarzania

366 Spiekanie ceramiki azotkowej metodą SPS * SPS sintering of nitride ceramics - Piotr Wyżga, Piotr Klimczyk, Jolanta Cyboroń, Paweł Figiel

STRESZCZENIE: Ze względu na wyjątkowe właściwości ceramiki azotkowej jest ona bardzo często wykorzystywana w szeroko pojętej technice. Otrzymywanie wyrobów z azotku krzemu wiąże się jednak z koniecznością stosowania zaawansowanych metod, gdyż ten materiał jest trudno spiekalny. W wyniku spiekania prądem impulsowym SPS/FAST (spark plasma sintering/field assisted sintering technique) otrzymano gęste spieki ceramiczne z układu Si3N4-Al2O3-Y2O3. Parametry spiekania mieszanki zoptymalizowano tak, aby uzyskać możliwie najwyższe parametry spieków, takie jak: gęstość, moduł Younga, twardość i odporność na pękanie. W ramach pracy analizowano wpływ ciśnienia i prądu impulsowego, stosowanych w metodzie SPS/FAST, na spiekalność oraz na wybrane właściwości fizyczne i mechaniczne otrzymanych materiałów. Celem wprowadzenia do osnowy Si3N4 dodatków Al2O3 i Y2O3 była aktywacja trudno spiekalnego proszku azotku krzemu i w konsekwencji – osiągnięcie wysokiej gęstości otrzymanego spieku. Najlepszymi właściwościami charakteryzował się spiek otrzymany w temperaturze 1700°C i pod ciśnieniem 63 MPa; czas wytrzymania w temperaturze spiekania wynosił 15 min. Gęstość uzyskanej próbki osiągnęła 98% wartości teoretycznej, a pozostałe parametry wynosiły: moduł Younga – 298 GPa, twardość Vickersa – 17,7 GPa, odporność na pękanie powierzchniowe – 6 MPa∙m1/2.

SŁOWA KLUCZOWE: Si3N4, spiekanie SPS, moduł Younga, twardość

ABSTRACT: Due to the unique properties of ceramics materials based on nitride, it could be used in the broadly understood technique. However, obtaining silicon nitride materials requires it to use the advanced methods of manufacturing, mostly because this material is difficult to sinter. Dense ceramic sinters were obtained from the system Si3N4-Al2O3-Y2O3 by applied pulsed current – SPS/FAST method (spark plasma sintering/field assisted sintering technique). The sintering parameters of the initial mixture were optimized to obtain the highest possible sinter properties, such as: density, Young’s modulus, hardness and fracture toughness. In the presented work the influence of pressure and pulse current, used in the SPS/FAST method, on sinterability and on selected physical and mechanical properties of the obtained materials was analyzed. The purpose of introducing the Al2O3 and Y2O3 additions to the Si3N4 matrix was to activate the hard-to-sinter silicon nitride powder and consequently to achieve a high density of the sintered samples. The best properties were characterized by sinter obtained in 1700°C and under pressure 63 MPa; the holding time at sintering temperature was 15 min. The density of the obtained sample has reached 98% theoretical value, and the other parameters were: Young’s modulus – 298 GPa, Vickers hardness – 17,7 GPa, fracture toughness – 6 MPa∙m1/2.

KEYWORDS: Si3N4, SPS sintering, Young’s modulus, hardness

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.5-6.41

 

* Artykuł recenzowany

Druk 3D

386 Metody przyrostowe w mikrotechnologiach wytwarzania * Additive methods in micro and nano manufacturing technologies - Adam Ruszaj

STRESZCZENIE: Koncepcję i strategię mikro- i nanotechnologii przedstawił R.P. Feynman w 1959 r. Wprowadzenie ich do praktyki nastąpiło po opracowaniu i wdrożeniu skaningowego mikroskopu tunelowego (1981 r.) oraz mikroskopu sił atomowych (1985 r.). Dalszy rozwój mikro- i nanotechnologii zaowocował opracowaniem i zastosowaniem mikro- i nanoelektromechanicznych systemów (MEMS, NEMS), których produkcja rośnie od lat 90. o ok. 17÷20% rocznie. Wytwarzanie mikro- i nanoelementów występujących w tych układach jest trudne technologicznie z uwagi na niewielkie wymiary oraz często złożoną strukturę zewnętrzną i wewnętrzną. W takich przypadkach racjonalne może być zastosowanie metod wytwarzania przyrostowego. W artykule przedstawiono możliwości wytwarzania przyrostowego, głównie w mikrotechnologiach.

SŁOWA KLUCZOWE: wytwarzanie przyrostowe, mikrotechnologie, nanotechnologie, MEMS, NEMS

ABSTRACT: In 1959 R.P. Feynman has presented the concept and strategy of micro- and nanotechnology development. Their introduction to the practice took place after working out the scanning tunneling microscopy (1981) and atomic force microscopy (1985). In the further development of micro- and nanotechnology the micro and nano electromechanical systems (MEMS, NEMS) have been worked. MEMS and NEMS are widely applied in majority of modern equipment and the production of the equipment increases about 17÷20% per year since 1990s. MEMS and NEMS manufacture usually is a difficult technological problem because of small dimensions and complex outside and inside structures. In such cases the application of additive manufacturing processes can be very promising. In the paper the possibilities of additive manufacturing processes applications, mainly in microtechnologies, is presented.

KEYWORDS: additive manufacturing, microtechnologies, nanotechnologies, MEMS, NEMS

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.5-6.43

 

* Artykuł recenzowany

Forum Akademickie

344 Pierwsza polska ładowarka teleskopowa
365 Zwycięstwo studentów PW w Geospatial Hackathon 2019
384 Regionalne Centrum Doskonałości przy PRz
384 Symulator VR do szkolenia pilotów
384 Sukcesy łódzkich studentów w Hiszpanii
385 Podium dla Koła Naukowego Robotyków z PW na zawodach w Niemczech

Hydraulika i pneumatyka

372 Siłownik pneumatyczny wspomagany układem hydraulicznym * Pneumatic actuator supported with hydraulic system - Jakub Sikorski

STRESZCZENIE: Przedstawiono eksperyment konstrukcyjny polegający na dołączeniu do siłownika pneumatycznego dodatkowego układu hydraulicznego, aby wywołać zjawiska dynamiczne w cylindrze siłownika. Dzięki temu możliwe jest ograniczenie występowania zjawiska stick-slip, które często się pojawia w siłownikach liniowych przy małej prędkości względnej tłoka i cylindra. Celem tego projektu jest uzyskanie możliwości precyzyjnego sterowania położeniem tłoka siłownika pneumatycznego bez konieczności stosowania skomplikowanych układów wykorzystujących algorytmy z funkcjami nieliniowymi.

SŁOWA KLUCZOWE: siłownik, stick-slip, pneumatyka, hydraulika

ABSTRACT: A design experiment involving the addition of the hydraulic line to the pneumatic cylinder to trigger dynamic phenomena in the cylinder is presented. Thanks to this, it is possible to limit the occurrence of the stick-slip phenomenon, often occurring in linear actuators at low mutual speed of the piston and the cylinder. The purpose of this operation is to obtain the possibility of precise control of the piston position of the pneumatic cylinder without using complicated systems using algorithms with nonlinear functions.

KEYWORDS: actuator, stick-slip, pneumatic, hydraulic

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.5-6.42

 

* Artykuł recenzowany

Inżynieria materiałowa

391 Wpływ błędów technologicznych na degradację korozyjną stopu miedzi z grupy cunifer – CuNi10Fe1,6Mn * The influence of technological errors on the corrosion degradation of the copper alloy from the cunifer group – CuNi10Fe1,6Mn - Jakub Kowalski, Milena Supernak-Marczewska, Krzysztof Emilianowicz, Lech Nadolny

STRESZCZENIE: Stopy miedzi z niklem, zwane cuniferami (Cu, Ni, Fe oraz R – reszta pierwiastków stopowych), są szeroko stosowane do produkcji elementów rurociągów okrętowych mających kontakt z wodą zaburtową, takich jak instalacja chłodzenia silnika głównego. Stopy te charakteryzują się bardzo wysoką odpornością korozyjną dzięki odpowiednio wykonanej pasywacji. Jednakże gdy pasywację przeprowadzi się nieprawidłowo, materiał traci właściwości antykorozyjne i często ulega korozji. Dodatkowo czynnikiem sprzyjającym procesom degradacji jest źle przeprowadzony proces spawalniczy. Celem niniejszej pracy jest pokazanie wpływu błędów powstałych w trakcie procesu produkcji i podczas testowania rurociągu na jego stan techniczny. Przedmiotem badań był fragment rurociągu wykonany ze stopu CuNi10Fe1,6Mn, pochodzący z jednostki pływającej po wodach morskich. Przeprowadzone badania makro- i mikroskopowe ujawniły szereg wad technologicznych, które wpłynęły na degradację tego elementu.

SŁOWA KLUCZOWE: miedzionikle, korozja, pasywacja

ABSTRACT: Copper and nickel alloys called cunifers (Cu, Ni, Fe and R – rest of alloy elements) have found wide application in the production of ship pipeline components in contact with sea water, such as, for example, the main engine cooling system. These alloys are characterized by a very high corrosion resistance, which is ensured by appropriately carried out passivation. However, with improperly carried out passivation, this material loses its anti-corrosion properties and is often corroded. In addition, a mistakenly conducted welding process is a factor conducive to degradation processes. The purpose of this work is to show the impact of errors created during the production process and pipeline testing for its technical condition. The subject of the research was a fragment of the pipeline made of CuNi10Fe1,6Mn alloy, coming from a vessel floating on sea waters. Macro- and microscopic examinations revealed a number of technological defects that affected the degradation of this element.

KEYWORDS: copper-nickels, corrosion, pasivation

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.5-6.44

 

* Artykuł recenzowany

Metrologia techniczna

382 Nowa wersja ZEISS CONTURA – tak funkcjonalna jak maszyny pomiarowe wyższej klasy. Premiera na targach CONTROL 2019 (CARL ZEISS)

Narzędzia

356 Rozwiązania CoroPlus jako narzędzia budowania przewagi (SANDVIK COROMANT)
358 Efektywne przecinanie z TANG-F-GRIP (ISCAR)
360 TMS, czyli gospodarka narzędziowa według firmy ZOLLER (ZOLLER)
362 Wielowariantowa produkcja 24 godziny na dobę dzięki systemom paletyzacji obsługiwanym przez roboty (SCHUNK INTEC)
370 JOKE Technology to nie tylko polerowanie (WADIM PLAST)
371 Lakfam – specjalista w ostrzeniu narzędzi (LAKFAM)

Nowe technologie

346 Oprogramowanie i systemy czujników fundamentem koncepcji przemysłu 4.0 * Software and sensor system as a foundation of the Industry 4.0 concept - Piotr Szulewski

STRESZCZENIE: Omówiono kierunki działań podejmowanych przez producentów systemów automatyki przemysłowej z myślą o osiągnięciu stanu zgodnego z ideą przemysłu 4.0 – cyfrowej, inteligentnej fabryki. Skupiono się na zagadnieniach związanych ze sterownikami CNC, z czujnikami i możliwościami komunikacyjnymi. Przedstawiono zaawansowane rozwiązania techniczne i programowe, służące do monitorowania stanu obrabiarek oraz zarządzania maszynami i liniami produkcyjnymi. Wskazano trendy w rozwoju tych technik wyznaczane przez azjatyckich wytwórców, prezentowane na targach TIMTOS 2019 na Tajwanie.

SŁOWA KLUCZOWE: przemysł 4.0, sterowanie CNC, czujniki, komunikacja przemysłowa, monitorowanie i nadzór

ABSTRACT: The paper illuminates the directions of activities currently undertaken by manufacturers of industrial automation systems to achieve a state consistent with the idea of Industry 4.0 – a digital, intelligent factory. The focus was on issues related to CNC controllers, sensors and communication capabilities. Advanced technical and software solutions for monitoring the state of machine tools as well as management of machines and production lines are presented. The directions of development of these techniques developed by Far East manufacturers presented at TIMTOS 2019 in Taiwan were indicated.

KEYWORDS: Industry 4.0, CNC, sensors, industrial communication, monitoring and supervision

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.5-6.40

 

* Artykuł recenzowany

Nowości wydawnicze

340 Opis ruchu układu mechanicznego z więzami jednostronnymi (W. Grzesikiewicz, A. Zbiciak)
340 Obróbka skrawaniem. Podstawy, dynamika, diagnostyka (K. Jemielniak)
340 Innowacyjne technologie kształtowania właściwości materiałów konstrukcyjnych i biomedycznych (A. Zieliński, W. Serbiński, T. Seramak, A. Ossowska, B. Świeczko-Żurek)
340 Druk 3D/AM. Zastosowania oraz skutki społeczne i gospodarcze (H. Dodziuk)

Obrabiarki

318 Nowości GF Machining Solutions na targach ITM Polska 2019
322 EMCO – producent tokarek i frezarek CNC (EMCO WERKZEUGMASCHINEN)
324 TruLaser Cell 5030 – obrabiarka laserowa 3D (TRUMPF)
328 WZS 70 REINECKER – pięcioosiowe centrum szlifierskie (ROMATEX)
330 Zobowiązanie na cały okres eksploatacji (FANUC)
338 Soditronik – najlepsze obrabiarki dla najlepszych (SODITRONIK)

Obróbka skrawaniem

307 Wpływ chropowatości powierzchni na trwałość zmęczeniową elementów maszyn – postęp w dziedzinie badań i symulacji * Influence of surface roughness on fatigue life of machine elements – the development in experimental investigations and simulations - Wit Grzesik

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono podstawowe informacje dotyczące wpływu chropowatości powierzchni na trwałość/wytrzymałość zmęczeniową elementów maszyn wykonanych z różnych materiałów konstrukcyjnych i z zastosowaniem różnych metod obróbki. Podano zasady oceny wpływu chropowatości jako zbioru mikroskopijnych karbów na powierzchni rzeczywistej oraz odpowiednie formuły umożliwiające wyznaczenie współczynnika koncentracji naprężeń, który koryguje wartość dopuszczalnej trwałości zmęczeniowej. Wyniki testów zmęczeniowych porównano z wynikami obliczeń i symulacji metodą elementów skończonych (MES). Efekt wpływu chropowatości powierzchni odniesiono do elementów maszyn wykonanych ze stali, stopów aluminium, stopów lotniczych – tytanu i niklu oraz kompozytu wzmocnionego włóknami węglowymi.

SŁOWA KLUCZOWE: elementy maszyn, chropowatość powierzchni, trwałość zmęczeniowa, koncentracja naprężeń, karby powierzchniowe

ABSTRACT: In this paper fundamental information on the influence of surface roughness on fatigue life/limit stresses of machine elements made of different construction materials using different machining/manufacturing processes are presented. The rules for the assessment of surface finish influence represented by the set of microscopic notches on the real machined surfaces, which allow the determination of the stress concentration factor and the correction of a fatigue life limit, are provided. The results of fatigue tests are compared with computed data and predictions using FEM based simulations. The effect of surface discontinues resulting from surface roughness are related to machine elements made of steels, aluminium alloys, aerospace alloys – titanium and nickel based superalloys and composite reinforced by graphite fibres.

KEYWORDS: machine elements, surface roughness, fatigue life, stress concentration, surface notches

DOI: https://doi.org/10.17814/mechanik.2019.5-6.39

 

* Artykuł recenzowany

Różne

342 Wybrane prace doktorskie dotyczące tematyki miesięcznika Mechanik
376 Przegląd patentów odnoszących się do problematyki miesięcznika Mechanik

Wydarzenia i aktualności

304 Panorama
314 Rekord „Przemysłowej Wiosny”
320 Dni otwarte firmy Hermle
334 Studer – rekordowa sprzedaż w 2018 roku
336 Nominacje profesorskie – Tadeusz Witkowski
354 „Zjednoczeni dla Twojego sukcesu” – 4. sympozjum na temat szlifowania
365 Narzędzia i uchwyty wykonane na drukarce 3D usprawniają produkcję i prace serwisowe
375 EMO – międzynarodowa platforma innowacji
381 Jubileusz 20-lecia firmy ITA

Z działalności CIRP

364 Właściwości narzędzi pokrywanych azotkiem wanadu - Krzysztof Jemielniak

STRESZCZENIE: Pokrywanie narzędzi skrawających azotkiem wanadu (VN) cieszy się ostatnio dużym zainteresowaniem ze względu na szczególne właściwości tego materiału – tworzy on warstewkę samosmarującą o niskim współczynniku tarcia w temperaturze powyżej 500°C. Opracowano twarde pokrycia VN i przetestowano je podczas frezowania hartowanych stali.

* Artykuły recenzowane

Spis reklam

Blum 385
Datacomp 395
DMG MORI 337
EMCO Werkzeugmaschinen 323
FANUC IV okł.
Fermat 345
Galika 315, 316, 335, 341
GF Machining Solutions II okł.
Hermle 319
HEXAGON Manufacturing Intelligence 375
HIWIN 321
Hurco 305
Iscar 301
ITA 380
Jazon 355
KIPP III okł.
Lakfam 371
MDT Wadowski 349
Mitsubishi Materials 353
Renishaw 377
Romatex 327, 329
Rösler 313
Sandvik Coromant I okł.
SCHUNK Intec 365
Staleo.pl 396
Takumi 343
Targi EMO, Hanower 313
Targi ITM Polska, Poznań 318
Targi STOM, Kielce 344
Targi TOOLEX, Sosnowiec 326
Wadim Plast 351
WENZEL 379
Zrobotyzowany.pl 396

Mechanik nr 05/06/2019

Maj-Czerwiec 2019

Nasze propozycje

Lutowanie w budowie maszyn
Jerzy Nowacki, Marcin Chudziński, Przemysław Zmitrowicz

Lutowanie w budowie maszyn

Wydawnictwo Naukowe PWN

Książka jest poświęcona lutowaniu – jednej z najstarszych metod spajania. Przedstawiono w niej...

Podstawy projektowania hydraulicznych maszyn zębatych
Jarosław Stryczek

Podstawy projektowania hydraulicznych maszyn zębatych

Wydawnictwo PWN

Autor zajmuje się hydraulicznymi maszynami zębatymi od ponad 40 lat. Początkowo pracował sam, od...

Mieczysław Wolfke. Gdyby mi dali choć pół miliona... Biografia
Krzysztof Petelczyc, Ewelina Kędzierska

Mieczysław Wolfke. Gdyby mi dali choć pół miliona... Biografia

Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej

Biografia Mieczysława Wolfkego to książka o człowieku zakochanym w nauce, ale też patriocie, który...

Robotization of production processes
Wojciech Kaczmarek, Jarosław Panasiuk

Robotization of production processes

Wydawnictwo Naukowe PWN

Książka wprowadza czytelnika w tematykę dotyczącą jednej z najszybciej rozwijających się technologii...

Nasi partnerzy