Giełda wynalazków i projektów. Lepszy metal i pewniejsza kość


14-06-2019 19:18:51

Wynalazki związane z technologią często są bardziej pożyteczne niż wynalazki produktowe. Niestety zwykle są mniej efektowne, bo przemawiają tylko do fachowców. Dlatego opinia publiczna mniej o nich słyszy. Takie ośrodki badawcze, jak Instytut Mechaniki Precyzyjnej - Państwowy Instytut Badawczy, który wszedł niedawno do Sieci Łukasiewicz, zajmują sie właśnie technologią. Nie znaczy to, że nie dysponują nowymi rozwiązaniami, które mogą zaciekawić każdego.

Na 118. Międzynarodowych Targach Wynalazczości „Concours Lépine” w Paryżu, zakończonych 8 maja, nagrodzono IMP za dwa znakomite rozwiązania technologiczne.

Narzędzia mrożone

Projekt „Wielostopniowa obróbka kriogeniczna narzędzi do gięcia" autorstwa nieżyjącego już Aleksandra Ciskiego, Piotra Nawrockiego i Tomasza Babula polegał na wykorzystaniu operacji wymrażania kriogenicznego do poprawy trwałości narzędzi do gięcia. Obróbka kriogeniczna, w bardzo niskich temperaturach, okazuje się bardzo skutecznym sposobem nadawania trwałości narzędziom z niektórych stopów. Wynalazek wiąże się z konkursem CORNET 20., w którym startowało konsorcjum międzynarodowe polsko-czesko- niemieckie z udziałem Instytutu. Konsorcjum otrzymało dofinansowanie projektu „Deep Cryogenic Treatment Of Bending Tools/Głębokie wymrażanie kriogeniczne narzędzi do gięcia". W ramach projektu głównym zadaniem było badanie próbek podlegających łączonym procesom wymrażania kriogenicznego i azotowania lub wytwarzania powłok PVD. Wytypowane technologie obróbki cieplnej zostaną zastosowane do obróbki rzeczywistych narzędzi, będą które przebadane w warunkach przemysłowych. Pozytywne wyniki badań demonstratorów pozwolą na wdrożenie technologii do praktyki przemysłowej. Z efektów będą mogły skorzystać przedsiębiorstwa wyspecjalizowane w produkcji narzędzi do wielu zastosowań.  

Kompozyt grafeno-miedziowy

Wynalazek „Natryskiwanie detonacyjne proszku miedzi pokrytego grafenem” (Projection par détonation de la poudre de cuivre recouverte de graphene) Tomasza Babula, Anny Olbrycht i Szymona Pawlika zdobył w Paryżu srebrny medal. Zapewne zdobędzie laury jeszcze wielokrotnie, ponieważ chodzi tu unikatowy, znakomity materiał opracowany i opatentowany przez IMP - Grafen 3D. Uzyskano go na powierzchni ziaren proszków miedzi. Proces zarodkowania i wzrostu grafenu polega na wystawieniu powierzchni ziaren miedzi na działanie gazu zawierającego węglowodór pod niskim ciśnieniem. W wysokiej temperaturze następuje rozkład węglowodoru i powstaje węgiel, który dyfunduje do powierzchni miedzi. Metodą izostatycznego prasowania proszków na zimno wykonano próbki elementów miedzianych oraz miedzianych pokrytych Grafenem 3D, tworząc kompozyty. Taki materiał wykazał trzykrotny wzrost przewodności temperaturowej próbki z proszku miedzi pokrytej grafenem do 124,11 mm2/s w porównaniu z próbką bez grafenu, a przy tym wykazano, że miedź z grafenem  jest znacznie bardziej odporna na zużycie ścierne. Nietrudno sobie wyobrazić przyszłość takiego materiału w zastosowaniach maszynowych, elektrotechnicznych czy w wymiennikach ciepła

Ile wytrzyma kość

Serię ciekawych wynalazków IMP należy przedłużyć o projekt nagrodzony Złotym Laurem Innowacyjności na VIII Ogólnopolskim Konkursie NOT im. Stanisława Staszica w końcu 2018 r. Nagrodzono „Stanowisko do badań mechanicznych biomateriałów, w tym struktur kostnych” autorstwa Pawła Marchlewskiego. Stanowisko wykonano z ogólnie dostępnych na rynku elementów za niespełna 1500 euro. Stanowisko jest w pełni mobilne. Jego pracą kieruje prosty program komputerowy działający w środowisku Windows. Zestaw składa się z trzech modułów: pozycjonowania próbki, rejestracji danych (wagi tensometryczne, układ elektroniczny) i sterującego (komputer).

Badania polegają na przeprowadzeniu odkształceń próbek w zadany i kontrolowany sposób. Zaproponowano wykorzystanie jednoosiowego skręcania próbek o niewielkich rozmiarach. Taki sposób odkształcania pozwala na uzyskanie wielu informacji o wytrzymałości badanej struktury tak złożonej i niejednorodnej jak struktury kostne. Metoda badawcza pozwala na określenie różnic we właściwościach mechanicznych materiału tego samego rodzaju, ale o zróżnicowanej budowie przestrzennej, w zależności od miejsca i kierunku pobrania próbki (np. kilka próbek z tej samej główki stawu biodrowego wycięte bądź skanowane pod różnymi kątami).

Tradycyjne metody badawcze struktur kostnych polegają na badaniu wytrzymałości na zginanie i rozciąganie całych kości, gdzie parametrem wyjściowym jest przykładana siła. W nowej metodzie tym parametrem wyjściowym jest odkształcenie próbki. Następnie analizowana jest reakcja próbki na zadane odkształcenie, w postaci przenoszonego przez nią obciążenia, aż do zniszczenia włącznie. Wartości momentu skręcającego przenoszonego przez badaną próbkę są poddawane analizie numerycznej.

jaz.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wymrażarka przemysłowa CRYO-TEMPER w IMP (zakres temperatury: ‒190 do +300°C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Jeden z pieców w Centrum Obróbki Cieplnej IMP.

Komentuje Waldemar Rukść

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl