Nowe narzędzia z pamięcią kształtu do obróbki kamienia
Ostatnio europejski sektor maszyn i narzędzi do obróbki kamienia odczuł nacisk konkurencji ze strony dostawców dalekowschodnich i południowoamerykańskich. Do wielu tego przyczyn należy niska wydajność, wysokie zużycie energii oraz krytyczne bezpieczeństwo pracowników. Istnieją także kwestie dotyczące wysokiego poziomu odpadów i przyjazności dla środowiska, ponieważ kamień należy do zasobów nieodnawialnych. Potrzeba postępu technologicznego niezbędnego do rozwiązania tych problemów była dotychczas podejmowana poprzez zastosowanie materiałów wielofunkcyjnych opartych na wiedzy w odniesieniu do narzędzi i sprzętu do kamienia. Najbardziej obiecującą ścieżką badań jest wykorzystanie technologii SMA. SMA – lub stop inteligentny – to stop, który "zapamiętuje" swój pierwotny kształt i powraca do kształtu sprzed deformacji podczas ogrzewania. Finansowany ze środków UE projekt "Ekoefektywna i wysokowydajna obróbka kamienia z zastosowaniem materiałów wielofunkcyjnych" (PRO-STONE) miał na celu wykorzystanie wykonanej już pracy przez członków konsorcjum nad tymi nowymi materiałami. W szczególności projekt PRO-STONE podjął problem niskiej niezawodności SMA na poziomie makro w porównaniu z urządzeniami SMA w skali mikro, opracowanymi dotychczas w sektorze medycznym. Głównym celem projektu było skorelowanie cech co najmniej 10 typów kamieni ozdobnych z parametrami urządzeń, takimi jak generowana siła, zużycie energii oraz stopień zużycia narzędzi. Typy kamienia poddane analizie uwzględniły granit, gabro, kwarcyt, marmur i wapień. Dla czterech rodzin SMA, w tym stopów niklu, tytanu i miedzi oraz ferromagnetycznych stopów niklu, manganu i galu, zebrano dane na temat zmęczenia materiału (siła i cykle). Aby zapewnić powtarzalne i niezawodne działanie składników wielofunkcyjnych opartych na SMA, przetestowano co najmniej 10 różnych geometrii i wymiarów narzędzia w odniesieniu do obciążenia wieloosiowego jednostajnego lub cyklicznego oraz dużych sił, spotykanych na przykład podczas wydobycia kamienia. Naukowcy projektu scharakteryzowali i opracowali modele dla wygenerowanych sił i przemieszczeń dla wybranych geometrii składowych SMA, jak również tablice elementarnych geometrii złożonych, które są używane jako siłowniki. W celu zatwierdzenia projektu systemu wsparcia projektowania, przetestowano prototypy elementów demonstracyjnych przy użyciu różnych aplikacji. Aby w pełni wykorzystać wyniki badań projektu PRO-STONE, zespół utworzył sekcję e-szkoleniową na internetowej platformie wiedzy z myślą o stymulowaniu tworzenia nowych zastosowań SMA w małych i średnich przedsiębiorstwach (MŚP). Co ważne, moduł zawiera interaktywny element do określania potrzeb użytkownika w zakresie wiedzy. Rezultaty projektu PRO-STONE przyczynią się do rozwiązania konkretnych potrzeb branży oraz poprawy jej stanu technicznego. Większa świadomości MŚP na temat nowych technologii SMA do obróbki kamienia może przekształcić ten tradycyjny, zregionalizowany przemysł w nowoczesny i konkurencyjny sektor.
