Materiałoznawstwo i inżynieria łączą siły w celu zmiany oblicza projektowania kompozytów
W skład konsorcjum projektu CREATe-Network weszły trzy instytucje akademickie oraz trzy instytucje pozaakademickie z Europy, a także osiem partnerskich organizacji akademickich spoza Europy. „Celem zbudowanej sieci jest połączenie wiedzy oraz doświadczenia wszystkich jej członków – przedstawicieli świata przemysłu i środowisk akademickich – dotyczącej przekrojowej dziedziny, jaką jest materiałoznawstwo i inżynieria, w celu opracowania nowych materiałów kompozytowych o doskonałych właściwościach i osiągach”, wyjaśnia koordynator projektu dr Flavio Soldera. Bliższe spojrzenie na cele badawcze Szczegółowe cele badawcze realizowane w ramach projektu skupiały się na czterech głównych kierunkach. Pierwszy z nich dotyczył znaczącej poprawy gęstości energii przechowywanej przez dwuwarstwowe kondensatory elektryczne dzięki wykorzystaniu tlenków lub azotków metali w nanoskali na nanostrukturalnych elektrodach węglowych. W ramach drugiego i trzeciego kierunku naukowcy skoncentrowali się na opracowaniu nowych kompozytów o osnowie metalowej i ulepszonych właściwościach trybologicznych oraz oferujących zwiększoną odporność na erozję elektryczną. Czwarty kierunek badań skupiał się na opracowaniu nowatorskich kompozytów gradientowych opartych na węglikach spiekanych do wytwarzania powlekanych narzędzi skrawających o zwiększonej odporności na ścieranie, przeznaczonych do najbardziej wymagających zastosowań związanych z obróbką skrawaniem w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym. Rezultaty projektu W ramach projektu uczestnicy opracowali rozwiązania inżynieryjne oraz zgromadzili dogłębną wiedzę dotyczącą zachodzących w nich podstawowych zjawisk. „Pomoże to w optymalizacji wykorzystania zasobów i surowców poprzez usprawnienie etapu projektowania i rozwoju”, dodaje dr Soldera. Nowatorskie rozwiązania opracowane w ramach projektu w dziedzinach magazynowania energii, materiałów o niskim współczynniku tarcia, styków elektrycznych i narzędzi skrawających oferują bardzo obiecujące wyniki w zakresie osiągów w typowych warunkach pracy. „W przypadku każdego z czterech kierunków badań powstały działające prototypy rozwiązań”, potwierdza dr Soldera. W ramach projektu naukowcy odkryli, że w przypadku magazynowania energii nowe materiały węglowe oferują lepsze parametry mocy i energii właściwej względem wykorzystywanych obecnie rozwiązań. Jak zauważa naukowiec, w ramach projektu uczestnicy ustalili także, że „charakteryzujące się niskim współczynnikiem tarcia materiały samosmarujące pozwalają na osiągnięcie wydłużonej żywotności dzięki zmniejszeniu zużycia oraz zwiększeniu efektywności energetycznej poprzez znaczne zmniejszenie tarcia”. Jak donosi koordynator projektu: „Opracowane styki elektryczne oferują zwiększoną niezawodność dzięki efektywnemu wyłączaniu obwodów oraz wydłużonej żywotności rozwiązania”. W przypadku narzędzi do obróbki skrawaniem, uczestnikom projektu udało się rozszerzyć możliwości ich zastosowania na metale, których obróbka pozostawała dotychczas niezwykle trudna. „Udało nam się także wykazać, że nasze narzędzia do obróbki skrawaniem charakteryzują się zwiększoną żywotnością”, zauważa dr Soldera. Jak potwierdza koordynator projektu, poza osiągniętymi rezultatami „projekt wywarł również znaczący wpływ na środowisko akademickie, o czym świadczy liczba 36 publikacji naukowych wydanych do tej pory w ważnych czasopismach naukowych, a także rozwój karier 28 młodych naukowców, którzy brali udział w pracach realizowanych w ramach projektu”. Plany na przyszłość „Dzięki zacieśnieniu istniejących więzów współpracy naukowej oraz nawiązywaniu nowych kontaktów udało nam się odkryć nowe powiązania i wspólne zainteresowania wśród instytucji uczestniczących w pracach sieci, a także rozpocząć szereg badań realizowanych w ramach współpracy”, wyjaśnia dr Soldera. Uczestnicy projektu – Uniwersytet Kraju Saary, Centrum Inżynierii Materiałowej Kraju Saary, Uniwersytet Narodowy w Mar del Plata, Uniwersytet w São Paulo oraz szwedzka spółka Sandvik Coromant – zamierzają kontynuować prace w dziedzinie gradientowych kompozytów wykorzystywanych na potrzeby narzędzi do obróbki skrawaniem. Ponadto w wyniku prac wykonanych w ramach sieci CREATe-Network powstał brazylijsko-niemiecki projekt współpracy pomiędzy Uniwersytetem w São Paulo i Uniwersytetem Kraju Saary w zakresie zaawansowanej charakteryzacji materiałów na bazie żelaza i tytanu. Urugwajski Uniwersytet Katolicki oraz koordynujący projekt Uniwersytet Kraju Saary nawiązały współpracę w zakresie charakteryzacji żeliwa, która trwa nadal pomimo zakończenia projektu.
Słowa kluczowe
CREATe-Network, materiały kompozytowe, projektowanie, inżynieria, narzędzia skrawające, właściwości i osiągi, sieć akademicka i przemysłowa, materiałoznawstwo, magazynowanie energii
