Materiały dla lotnictwa i transportu
Obszar badań zespołu obejmuje projektowanie innowacyjnych rozwiązań materiałowych wykorzystywanych w nowoczesnych konstrukcjach lotniczych oraz transporcie.
Prowadzone prace badawcze mają charakter aplikacyjny i obejmują projektowanie, wytwarzanie, charakterystykę mikrostruktury i właściwości oraz praktyczne wykorzystanie materiałów w sektorze lotniczym i transporcie.
Tematyki badawcze
Obróbki powierzchniowe:
- Wytwarzanie metodą PACVD warstw zawierających TiN na podłożach nanokrystalicznego tytanu;
- Wytwarzanie metodą hybrydową, łączącą proces PVD i PACVD warstw zawierających NiTi na podłożach nanokrystalicznego/ultradrobnoziarnistego niklu;
- Wytwarzanie metodą PACVD warstw zawierających CrN na nadstopach niklu np. IN 740, 740H, IN 718 i IN625;
- Wytwarzanie żaroodpornych warstw z układu Ti-Al-N na stopach tytanu lub Ni-Al-Zr/Hf na stopach niklu
- Projektowanie nowych barier ceramicznych modyfikowanych pierwiastkami ziem rzadkich np. lantanem na gorące części silników lotniczych;
Techniki przyrostowe i obróbki cieplne, cieplno-chemiczne
- Druk 3D kompozytów z układu Ti-AlN, wolframu, stopów niklu IN 713C, IN718 i IN625 na gorące części silników lotniczych.
- Projektowanie po procesowych obróbek cieplnych, cieplno-chemicznych dla elementów turbin silników lotniczych wytwarzanych technikami przyrostowymi;
Odlewanie precyzyjne:
- Monitorowanie procesu wytwarzania form ceramicznych stosowanych do odlewania części do silników lotniczych metodą termowizji
- Opracowywanie innowacyjnych składów i optymalizacja właściwości reologicznych mas formierskich stosowanych do wytwarzania form odlewniczych
- Opracowywanie nowej technologii mycia form odlewniczych i opracowanie składu płynów myjących
- Opracowywanie nowych rozwiązań konstrukcyjnych i materiałowych mas formierskich i form odlewniczych o podwyższonej wytrzymałości, żaroodporności i gazoprzepuszczalności.
- Badania materiałowe form odlewniczych po procesie wytapiania wosku, po wypaleniu i po wyżarzeniu
- Opracowywanie metod szybkiego suszenia materiałów ceramicznych z wykorzystaniem promieniowania IR
- Badania termowizyjne procesów suszenia i studzenia form odlewniczych
- Opracowanie płynów myjących do ceramicznych form odlewniczych
- Opracowywanie zrobotyzowanego stanowiska suszącego do form odlewniczych aparatów kierujących
Odkształcenie plastyczne:
- Analiza zjawiska niestabilności odkształcenia plastycznego w nadstopach niklu (Inconele) i stopach aluminium,
- Analiza kształtowalności cienkościennych elementów osiowosymetrycznych wykonanych z nadstopów niklu w procesie formowania obrotowego,
- Wpływ parametrów obróbki cieplnej na właściwości wytrzymałościowe stopów Inconel 718 i 625,
- Analiza wpływu odkształcenia plastycznego na ewolucje mikrostruktury oraz tekstury materiałów metalicznych stosowanych w lotnictwie,
- Opracowanie wytycznych technologicznych procesów obróbki plastycznej z nagrzewaniem laserowym dla nadstopów niklu stosowanych w lotnictwie,
- Opracowywanie plandek do samochodów ciężarowych typu BUS o zwiększonej wytrzymałości na przecięcie,
-
Opracowanie zabudowy kompozytowej samochodów typu BUS o obniżonym ciężarze i podwyższonej wytrzymałości mechanicznej.
Oferta badawcza
- Analiza chemiczna z wykorzystanie fluorescencyjnego spektrometru rentgenowskiego (XRF)
- Analiza fazowa, tekstury krystalicznej i naprężeń własnych z wykorzystaniem dyfraktometru rentgenowskiego (XRD)
- Badania mikrostruktury przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM)
- Badania właściwości wytrzymałościowych materiałów gęstych i porowatych z uwzględnieniem form odlewniczych
- Otrzymywanie i badania właściwości ceramicznych mas lejnych (w tym formierskich) dla przemysłu lotniczego
- Badania właściwości reologicznych płynów
- Badania do gazo – przepuszczalności materiałów porowatych w zakresie 50 - 1550⁰C
- Analiza wielkości cząstek proszków
- Badania napięcia powierzchniowego płynów
-
Badania termowizyjne procesów suszenia i stygnięcia materiałów ceramicznych i kompozytowych
Infrastruktura badawcza
Urządzenia do charakterystyki materiałów
- Obserwacje mikroskopowe
- Mikroskop świetlny Nikon Epiphot 200
- Mikroskop świetlny Carl Zeiss Axio Scope wyposażony w moduł jasnego pola (BF), ciemnego pola (DF), kontrast dyferencyjny (DIC) oraz dyferencyjny interferencyjny kontrast w polaryzacji kołowej (DIC-R)
- Degradacja materiałów
- Potencjostat AutoLab PGSTAT 302N z modułem do badań impedancyjnych
- Komora solna do badań cyklicznych ClimaCORR Test Cabinet CC 400-FL firmy VLM
- Badania twardości
- Twardościomierz Falcon 500
Precyzyjne wymiarowanie 3D
- Skaner 3D "ATOS for Education" firmy Gom
Badania termowizyjne
- Kamera termowizyjna FLIR T1020
Urządzenia do druku 3D
- Drukarka 3D do metalu EOS M 100 firmy EOS
- Przesiewacz laboratoryjny LPzE-2e Ø200 mm firmy Multiserw-Morek
- Piaskarka kabinowa Vario Basic firmy Renfert GmbH Company
- Piec komorowy Nabertherm N11/HR firmy Nabertherm
Urządzenia do charakterystyki proszków i płynów (grupa Materiały w przemyśle wydobywczym)
- Analizator wielkości cząstek Horiba LA-950
- Przesiewacz sitowy Retsch A200 Control
- Reometr Anton Paar MC102
- Pomiar napięcia powierzchniowego płynów – Tensjometr D-MT1A (POLON-IZOT)
- Badania mętności płynów – Turbidymeter TurbiDirect_4a
- Urządzenie do badania gęstości nasypowej proszków
Inne
- Piec komorowy Czylok do 1600°C
- Stanowisko do badania gazo-przepuszczalności materiałów ceramicznych
- Stanowisko do suszenia materiałów promieniami IR
Projekty
- Zaawansowane technologie odlewnicze (INNOCAST), NCBR, INNOLOT, INNOLOT/I/8/NCBR/2013
- Zastosowanie przestrzennej, optycznej digitalizacji, termowizji i tomografii do oceny technologicznej jakości woskowych zestawów modelowych i wielowarstwowych ceramicznych form w procesie precyzyjnego odlewania krytycznych części silników lotniczych, NCBR, Program Badań Stosowanych, PBS3/A5/54/2016
- Opracowanie technologii wspomagających regenerację pokryć ochronnych łopatek turbiny silnika lotniczego, NCBR, 501E/1090/1277/000
- Powłoki o podwyższonej żaroodporności na łopatkach turbin wysokiego ciśnienia silników RD-33, Konkurs nr 8/2016 na wykonanie projektów w zakresie badań naukowych i prac rozwojowych na rzecz obronności i bezpieczeństwa państwa, NCBR 501210101667
- Opracowanie technologii wytwarzania oraz wdrożenie do produkcji aparatów kierujących lotniczej turbiny niskiego ciśnienia w ramach Poddziałania 1.1.1 POIR - „Badania przemysłowe i prace rozwojowe realizowane przez przedsiębiorstwa” POIR w 2018 r., Szybka Ścieżka dla dużych przedsiębiorstw.
- Opracowanie lekkiej zabudowy do samochodów dostawczych, POIR.01.01.01-00-0097/18
Współpraca krajowa
- Instytut Podstawowych Problemów Techniki, Warszawa
- Wydział Mechatroniki i Lotnictwa, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa
- Katedra Nauki o Materiałach, Politechnika Rzeszowska
- Wydział Metali Nieżelaznych, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków
- Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa
- Arcelormittal
- Przedsiębiorstwo Innowacyjne Odlewnictwa, SPECODLEW Sp. z o.o.
- Pratt&Whitney Rzeszów
- CPP Polska Sp. z o.o.
- Specodlew Sp. z o.o.
-
Miro Trans Robert Mirowski
Współpraca międzynarodowa
- Osaka University, Japonia
- Institut National Des Sciences Appliquées, Lyon, Francja
-
Ecole des Mines de Saint-Étienne, Francja
Kontakt
prof. dr hab. inż. Jarosław Mizera
22 234 81 61
jaroslaw.mizera@pw.edu.pl
Zakład Projektowania Materiałów