
Zakłady
ZAKŁAD METOD NUMERYCZNYCH W INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ
Działalność naukowo-badawcza Zakładu związana jest z wykorzystaniem: zaawansowanych metod matematyczno-fizycznych, numerycznych, statystycznych, metod data mining oraz projektowania i budowy systemów symulacyjnych i bazodanowych. Wykorzystujemy do tego celu szereg środowisk programistycznych (Delphi, Builder C++, Visual Studio .NET) oraz systemów bazy danych (InterBase, MySQL, MS SQL, Access) w obszarze inżynierii materiałowej.
Zakład specjalizuje się przed wszystkim w modelowaniu i optymalizacji procesów obróbek powierzchniowych oraz cieplno-chemicznych w tym tworzenia:
- modeli i algorytmów wielostopniowych procesów nawęglania, procesów zmienno- temperaturowych i procesów naprawczych,
- modeli neuronowych i heurystycznych, poszukiwania optymalnych parametrów procesu nawęglania próżniowego na podstawie założonych właściwości warstwy po procesie nawęglania,
- algorytmów hartowania elementów stalowych z warstwą nawęgloną w gazach pod wysokim ciśnieniem,
- modeli fizycznych i ich funkcjonalnych rozwiązań dla wielosegmentowego azotowania niskociśnieniowego o strukturze procesu „boost – diffusion”,
- numerycznych modeli naprężeń własnych w warstwie wierzchniej po różnych obróbkach powierzchniowych i cieplno-chemicznych,
- numerycznej superpozycji naprężeń i synergicznego wpływu nowoczesnych metod obróbek mechanicznych, cieplno-chemicznych uwzględniających warunki obciążeń zewnętrznych,
- algorytmów kontroli naprężeń i odkształceń hartowniczych dla urządzeń do wysokowydajnego nawęglania próżniowego,
- szybkozmiennych i dynamicznych analiz i zjawisk występujących podczas obróbek plastycznych.
Zakład Metod Numerycznych w Inżynierii Materiałowej współpracuje z firmami: SECO/WARWICK SA, Hart-Tech Sp. z o.o., Bionanopark Łódź, Alumetal-Technik Sp. z o.o. Sp.k, realizując z nimi projekty POIR oraz badania wdrożeniowe związane z komercjalizacją opracowanych rozwiązań. Opracowane w Zakładzie rozwiązania zdobyły szereg nagród i wyróżnień na międzynarodowych targach wynalazków i innowacji. Dodatkowo stworzone komputerowe programy edukacyjne, służą jako pomoc dydaktyczna w nauczaniu zagadnień dotyczących obróbki cieplnej i cieplno-chemicznej w dziewięciu polskich uczelniach wyższych.
Kierownik Zakładu: dr hab. inż. Jacek Sawicki, prof. uczelni
REALIZOWANE PROJEKTY:
1. "Urządzenie do wysokowydajnej i precyzyjnej obróbki cieplnej z układem redukcji odkształceń hartowniczych do bezpośredniej aplikacji w łańcuchu potokowej produkcji elementów przekładni mechanicznych i łożysk". Projekt finansowany ze środków Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach działania 4.1 "Badania naukowe i prace rozwojowe" Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój 2014-2020. Termin realizacji: 19.11.2015-28.09.2020
Projekt realizowany w konsorcjum: Lider projektu- Seco/Warwick S.A. Partner - Instytut Inżynierii Materiałowej Politechniki Łódzkiej.
Celem projektu jest opracowanie, zaprojektowanie, wytworzenie i uruchomienie wielokomorowego urządzenia do wysokowydajnościowej, zindywidualizowanej i zunifikowanej obróbki cieplnej elementów części maszyn stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym, transmisyjnym i łożyskowym, wykorzystującego innowacyjne technologie nawęglania próżniowego i hartowania gazowego pod wysokim ciśnieniem. Koncept dedykowany jest dla produkcji odpowiedzialnych, wysokoobciążonych elementów o dużym zróżnicowaniu geometrycznym i funkcjonalnym (kół zębatych, wałków, pierścieni synchronizacyjnych, łożyskowych, itp.) stosowanych w przemyśle masowym.
Projekty
Ferrytyczne azotonawęglanie niskociśnieniowe w uniwersalnych piecach próżniowych
Cel Projektu : Projekt : LIDER/3/0025/L-12/20/NCBR/2021 dotyczy opracowania nowej metody realizacji technologii azotonawęglania ferrytycznego, która jest nadal szeroko stosowana w przemyśle zarówno do starszych rozwiązań konstrukcyjnych, jak i do nowych projektów, szczególnie w branży motoryzacyjnej. Dotychczas, najbardziej rozpowszechnione w przemyśle światowym są trzy warianty tej technologii. Metoda kąpielowa, która ze względu na uciążliwość dla środowiska naturalnego jest coraz rzadziej stosowana, najbardziej rozpowszechniona metoda gazowa oraz najnowsze warianty – plazmowe lub jonowe. Projekt zakłada opracowanie technologii azotonawęglania ferrytycznego, która będzie realizowana w warunkach niskociśnieniowych. Nowością jest wykorzystanie obniżonego ciśnienia oraz organizacja procesu polegająca na następujących po sobie segmentach dozowania gazów (amoniak i acetylen) oraz segmentach wytrzymania, w których następuje dyfuzja pierwiastków w głąb materiału. Bardzo ważną cechą opracowywanej technologii jest również jej optymalizowanie w kierunku aplikacji na istniejących uniwersalnych piecach próżniowych, które w zależności od wersji wyposażenia i producenta, po niewielkich modyfikacja lub wręcz jedynie zmianach w oprogramowaniu, będą gotowe do wdrożenia nowego procesu technologicznego. Projekt zakłada realizację dwóch etapów. Pierwszy to badania aplikacyjne - zostaną zbadane zjawiska fizykochemiczne towarzyszące procesowi azotonawęglania ferrytycznego w warunkach obniżonego ciśnienia, opracowanie modelu organizacji procesu, zapewniającego prawidłową strukturę konstytuowanych warstw wierzchnich i szybkość ich narastania oraz zapewnienie braku syntezowania w trakcie procesu substancji niebezpiecznych lub obciążających nadmiernie środowisko. Drugi etap obejmuje prace rozwojowe, których celem jest opracowanie docelowych parametrów technologicznych procesów dla wytypowanych grup materiałów. Planowane jest wyznaczenie wpływu parametrów technologicznych procesów na właściwości użytkowe uzyskanych warstw wierzchnich. Całkowity koszt realizacji Projektu wynosi 1 454 762,13
Urządzenie do wysokowydajnej i precyzyjnej obróbki cieplnej z układem redukcji odkształceń hartowniczych do bezpośredniej aplikacji w łańcuchu potokowej produkcji elementów przekładni mechanicznych i łożysk
Celem projektu jest opracowanie, zaprojektowanie, wytworzenie i uruchomienie wielokomorowego urządzenia do wysokowydajnościowej, zindywidualizowanej i zunifikowanej obróbki cieplnej elementów części maszyn stosowanych w przemyśle motoryzacyjnym, transmisyjnym i łożyskowym, wykorzystującego innowacyjne technologie nawęglania próżniowego i hartowania gazowego pod wysokim ciśnieniem. Koncept dedykowany jest dla produkcji odpowiedzialnych, wysokoobciążonych elementów o dużym zróżnicowaniu geometrycznym i funkcjonalnym (kół zębatych, wałków, pierścieni synchronizacyjnych, łożyskowych, itp.) stosowanych w przemyśle masowym.
Publikacje
Effect of grinding conditions of gears made of 20MnCr5 steel after single-piece flow heat treatment on the condition of the surface layer of the tooth working surface. W. Stachurski J. Janica , B. Januszewicz , W. Pawłowski , J. Sawicki Archives of Materials Science and Engineering 2023; 120 (2): 60-69
The Stability of the Layer Nitrided in Low-Pressure Nitriding Process E. Wołowiec-Korecka, J. Michalski, B. Januszewicz Coatings 2023, 13, 257-268. DOI:10.3390/coatings13020257
Nitriding HS6-5-2 Steel in Inductively Coupled Plasma, Binienda M., Pietrasik R., Paweta S., Matczak K., Krotewicz W.Strojniški vestnik-Journal of Mechanical Engineering, 68(7-8), DOI 10.5545/sv-jme.2022.30
E. Wołowiec-Korecka, M. Korecki, L. Klimek. Influence of flow and pressure of carburising mixture on low-pressure carburising process efficiency. Coatings 2022, 12, 337-344. DOI:10.3390/coatings12030337
E. Wołowiec-Korecka, W. Czepułkowska-Pawlak, Z. Kula, L. Klimek. Effect of SiC abrasive blasting parameters on the quality of the ceramic and Ni-Cr alloy joint. Materials 2022, 15 (3), 964-972. DOI:10.3390/ma15030964
The Influence of the Depth of Grinding on the Condition of the Surface Layer of 20MnCr5 Steel Ground with the Minsurface grindingimum Quantity Lubrication (MQL) Method. W. Stachurski, J. Sawicki, B. Januszewicz, R. Rosik, Materials 2022 15(4) 10.3390/ma15041336
Hongjun Jing, Jiahao Zhang, Meng Gao, Qian Liu and Emilia Wołowiec - Korecka, Base Performances of Cement-Stabilized Magnesium Slag–Aeolian Sand Mixture. Acta Montanistica Slovaca, 2021, 26, 3 DOI 10.46544/AMS.v26i3.04
Emila Brancewicz-Steinmetz, Jacek Sawicki, and Paulina Byczkowska, The Influence of 3D Printing Parameters on Adhesion between Polylactic Acid (PLA) and Thermoplastic Polyurethane (TPU), Materials 2021, 14, 6464. DOI 10.3390/ma14216464
J. Taczała, K. Rak, J. Sawicki, M. Krasowski, Numerical Analysis of the Bond Strength between Two Methacrylic Polymers by Surface Modification. Materials 2021, 14(14), 3927; https://doi.org/10.3390/ma14143927
W. Stachurski, J. Sawicki, K. Krupanek & K. Nadolny Application of numerical simulation to determine ability of air used in MQL method to clean grinding wheel active surface during sharpening of hob cutters. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology 8,1095–1112 (2021) 10.1007/s40684-020-00239-x
Tomasz Niemiec, Andrzej Łozicki, Robert Pietrasik, Sylwester Pawęta, Anna Rygało-Galewska, Magdalena Matusiewicz, and Klara Zglińska: Impact of Ag Nanoparticles (AgNPs) and Multimicrobial Preparation (EM) on the Carcass, Mineral, and Fatty Acid Composition of Cornu aspersum aspersum Snails. "Animals", 2021, 11, 7, DOI 10.3390/ani11071926
Czepułkowska-Pawlak W., Wołowiec-Korecka E. Klimek L. The surface condition of Ni-Cr after SiC abrasive blasting for applications in ceramic restorations. Materials 13 (2020) 5824. DOI:10.3390/ma13245824
M. Batory, Wołowiec-Korecka E., Rotsztejn H. The influence of topical 5% tranexamic acid at pH 2.38 with and without corundum microdermabrasion on pigmentation and skin surface lipids. Dermatologic Therapy 33 (6) (2020) e14391. DOI:10.1111/dth.14391
Wołowiec-Korecka E., Stachurski W., Zgórniak P., Korecki M., Brewka A., Byczkowska P. The influence of quenching temperature on distortions during the individual quenchin. Archives of Materials Science and Engineering 105 (2) (2020) 80-85. DOI:10.5604/01.3001.0014.5764
Zgórniak P., Wołowiec-Korecka E., Januszewicz B., Sikora M., Rosik R. The influence of grinding wheel type on microhardness and residual stresses in vacuum-carburised 20MnCr5 steel using the single-piece flow method. Materials Science and Engineering (IOP Conf. Series) 743 (2020) 012050. DOI:10.1088/1757-899X/743/1/012049
Wołowiec-Korecka E., Sawicki J., Stachurski W., Zgórniak P., Brewka A. Influence of quenching temperature of the individual quenching method on the geometrical dimensions of the elements. Materials Science and Engineering (IOP Conf. Series) 743 (2020) 012048. DOI:10.1088/1757-899X/743/1/012048
Czepułkowska-Pawlak W., Wołowiec-Korecka E. Analysis of connection of nickiel-chromium alloy with dental ceramics after aluminium oxide abrasive blasting. Materials Science and Engineering (IOP Conf. Series) 743 (2020) 012043. DOI:10.1088/1757-899X/743/1/012043E
Jolanta Tomczyk, Joanna Taczała, Jacek Sawicki, Marcin Domżalski, Assessment of morphological differences of the proximal tibia in healthy knees: analysis of the 3-dimensional mathematical model, Quantitative Imaging in Medicine and Surgery, 2021, 11, 10, 10.21037/qims-20-1094












