Transcript Prezentacja Z8_na_konf_2011_I i II kw - pkaero

III KONFERENCJA RADY PARTNERÓW CZT AERONET
i PANELE EKSPERTÓW PROJEKTU 13 – 14 Czerwca 2011 r.
„Nowoczesne technologie materiałowe stosowane w przemyśle lotniczym”
ZB 8
Plastyczne kształtowanie lotniczych stopów Al oraz Ti
Liderzy merytoryczni
Dr hab. inż. Romana Śliwa - PRz
Prof. dr hab. inż. Franciszek Grosman – PŚ
Instytucje partnerskie w zadaniu
Politechnika Częstochowska
Politechnika Lubelska
Politechnika Rzeszowska
Politechnika Śląska
Politechnika Warszawska
I i II kwartał 2011
P R O JE K T W S P Ó ŁFIN A N S O WA N Y PR ZEZ U N IĘ EU R O P E JS K Ą ZE ŚR O D K Ó W EU R O P E JS K IE G O FU N D U S ZU R O ZW O JU R E G IO N A LN E G O
PROCESY TECHNOLOGICZNE BĘDĄCE
PRZEDMIOTEM BADAŃ JEDNOSTEK
UCZESTNICZĄCYCH W REALIZACJI ZB 8
Politechnika Częstochowska - Tłocznie na zimno elementów ze stopów Ti.
Politechnika Lubelska - Kształtowanie objętościowe elementów ze
stopów Ti i Al w procesach: kucia na trójsuwakowej prasie kuźniczej,
walcowania walcami klinowymi i walcowania poprzeczno-klinowego.
Politechnika Rzeszowska - Wyciskanie stopów lotniczych na bazie Al ze
szczególnym uwzględnieniem wyciskania profili o zróżnicowanym
kształcie przekroju poprzecznego.
Politechnika Śląska - Kształtowanie segmentowe i kształtowanie
wspomagane naprężeniami ścinającymi elementów ze stopów Ti i Al.
Politechnika Warszawska - Kształtowanie plastyczne elementów ze
stopów Ti i Al w procesach kształtowania wybuchowego i wyciskania
hydrostatycznego.
Politechnika Częstochowska - Tłocznie na
zimno elementów ze stopów Ti
Symulacja numeryczna procesu kształtowania owiewki - analizowano
możliwości wykonania owiewki z technicznie czystego tytanu Grade 2
Opracowanie metodyki wyznaczania współczynnika tarcia dla
procesów tłoczenia blach
Symulacja numeryczna procesu tłoczenia blach typu TWB – TailorWelded Blanks
stempel
dk
dociskacz
blacha spawana
Materia 1
S - spoina
SWC1, SWC2 - strefy wp ywu ciep a
Materia 2
SWC SWC
1 S 2
matryca
g
Politechnika Lubelska - Kształtowanie
objętościowe elementów ze stopów Ti i Al
Opracowanie sposobu i narzędzi do kształtowania plastycznego wyrobów
ze zgrubieniami skrajnymi metodą walcowania walcami klinowymi
Analiza teoretyczna kształtowania odkuwki korbowodu ze stopu Ti6Al4V
Analiza teoretyczna kształtowania środkowych zgrubień w wałkach pełnych
ze stopów Al
Analiza teoretyczna walcowania poprzeczno-klinowego odkuwek ze
ślimakami ze stopu Al
6
3
2
5
1
4
Politechnika Rzeszowska - Wyciskanie
stopów lotniczych na bazie Al
Wyciskane profile ze stopów Al stosowane w lotnictwie
Stopy na bazie Al do zastosowań w lotnictwie – test ściskania
Określenie kinematyki plastycznego płynięcia materiału podczas wyciskania funkcja prądu
8090 T=380oC
200
180
160
140
120
siła [kN]
Elementy lotnicze: wspornik,
dźwignia, łącznik, wręga,
tuleja, rama okienna, poręcz
siedzenia.
100
80
60
40
20
0
0
5
10
15
20
przemieszczenie [mm]
25
30
35
Politechnika Śląska –
Kształtowanie segmentowe i kształtowanie
wspomagane naprężeniami ścinającymi
Opracowanie programu i metodyki badań materiałów
w złożonych stanach obciążeń
Przygotowanie stanowisk badawczych do procesów kształtowania
plastycznego: segmentowego i wspomaganego naprężeniami ścinającymi.
Przyrząd do ściskania wspomaganego
dodatkowymi naprężeniami ścinającymi
1000
500
Tytan - Grade 2
0
0.0
5.0
10.0
Przyrząd do kształtowania segmentowego
Politechnika Warszawska –
Wysokoenergetyczne procesy
kształtowania plastycznego
Wytwarzanie bimetalu NiTi z wykorzystaniem wysokoenegetycznego
odkształcenia plastycznego
Miejsca
pobrania
próbek
 nikiel - materiał bazowy (podłoże)
 tytan Grade 1 - materiał nakładany (nastrzeliwany)
Obrazy SE (Secondary Electron)
uzyskane w skaningowym
mikroskopie jonowym
Hitachi FB2100
Wyciskanie hydrostatyczne stopu aluminium
Postać materiału: pręt o średnicy Ø21 mm, z którego przygotowano wsad
Wymiary wsadu: średnica - Ø21 mm, długość - 10 mm
Skład chemiczny
Li
Zr
Cu
Mg
Al
Zawartość [%] wag
2,45
0,12
1,3
0,95
Reszta
Pręt z serii 4Al2
po wyciskaniu ze
średnicy Ø21 na
Ø10 oraz na Ø5
Po procesie wyciskania zaobserwowano pęknięcia spiralne
na całej długości wyciskanego produktu.
Główne wyniki zrealizowanych prac
badawczych
Rzeczywiste aktualnie osiągnięte obowiązkowe wskaźniki
realizacji celów projektu (produktu i rezultatu) –
podsumowanie całego okresu realizacji projektu:
Nazwa wskaźnika
1
Wartość
bazowa przed
rozpoczęciem
realizacji projektu
Wartość
docelowa
wskaźnika
2
Wartość
wskaźnika
osiągnięta
w I i II kwartale
2011 r.
Aktualna
wartość
wskaźnika
Stopień
realizacji
wskaźnika
(%)
3
4
5
6
Wskaźniki rezultatu
Liczba zgłoszeń patentowych jako efekt realizacji
przedsięwzięcia
0
8
3
5
62
Liczba publikacji powstałych w efekcie realizacji
projektu
0
50
10
30
60
Liczba stopni naukowych uzyskanych bezpośrednio w
związku realizowanym projektem (Dr)
0
8
1
1
12
Liczba stopni naukowych uzyskanych bezpośrednio w
związku realizowanym projektem (Hab.)
0
1
1
2
200
Liczba stopni naukowych uzyskanych bezpośrednio w
związku realizowanym projektem (Mgr)
0
10
1
5
50
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
Publikacje w czasopismach :
1. Pater Z., Tofil A.: Analiza termomechaniczna procesu walcowania poprzecznoklinowego odkuwek drążonych ze stopu aluminium 2618; Rudy i Metale Nieżelazne
nr 3/2011, s. 149 – 159
2. Gontarz A., Pater Z., Tofil A.: Numerical analysis of unconventional forging process
of hollowed shaft from Ti-6Al-4V alloy. Journal of Shanghai Jiaotong University
(Science), Volume 16, Number 2, s. 157-161, DOI: 10.1007/s12204-011-1118-3
3. Pater Z., Gontarz A., Tofil A.: Analysis of the cross-wedge rolling process of toothed
shafts made from 2618 aluminium alloy. Journal of Shanghai Jiaotong University
(Science), Volume 16, Number 2, s. 162-166, DOI: 10.1007/s12204-011-1118-3
4. Modelling of fine blanking process of the aluminium sheets - Więckowski W., Lacki
P., Adamus J., Key Engineering Materials Vol. 473 (2011) pp. 290-297
5. Adamus J., Lacki P., Więckowski W.: Numerical simulation of the fine blanking
process of sheet titanium -, Archives of Metallurgy and Materials, Vol. 56 (2011)
Issue 2, pp.431-437
6. Adamus J., Lacki P., Łyzniak J., Zawadzki M.: Analysis of spring-back during
forming of the element made of AMS 5604 steel -, Archives of Metallurgy and
Materials, Vol. 56 (2011) Issue 2, pp.424-437
7. Adamus J., Lacki P.: Forming of the titanium elements by bending., Computational
Materials Science, Vol. 50, Issue 4, 2011, pp. 1305-1309
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
Publikacje w czasopismach :
8. Zdunek J., Płowiec J., Mizera J., Spychalski W.L., Kurzydłowski K.J.: “Anisotropy of
Portevin- Le Chatelier effect in Al-Mg-Mn sheet alloy described by Acoustic Emission”
Konferencja AMT, Zakopane 2010, Inżynieria Materiałowa 577-578
9. Adamczyk-Cieślak B., Mizera J., Kurzydłowski K.J.: Microstructure and mechanical
properties of model Al-Li alloys treated by SPD, Inżynieria Materiałowa, nr 3 (2010),
s.535-539
10. Adamczyk-Cieślak B., Mizera J., Kurzydłowski K.J.: Thermal stability of model Al–Li
alloys after severe plastic deformation—Effect of the solute Li atoms, Materials Science
and Engineering A, Vol. 527 (2010), pp. 4716-4722
Dane do wskaźników realizacji celów
projektu
Rzeczywiste aktualnie osiągnięte obowiązkowe wskaźniki realizacji celów projektu
(produktu i rezultatu) uzyskanych w pierwszym i drugim kwartale 2011
• Zgłoszenia patentowe :
1. Zgłoszenie wynalazku do Europejskiego Urzędu Patentowego pt. "Method for plastic
forming of toothed shafts"
Nr zgłoszenia EP 11461501, Data zgłoszenia 03.01.2011, Pater Zbigniew, Tomczak Janusz,
Politechnika Lubelska
2. Zgłoszenie wynalazku do UP RP pt. "Narzędzie do kształtowania plastycznego wyrobów ze
zgrubieniami skrajnymi metodą walcowania walcami klinowymi"
Nr zgłoszenia P.394248, Data zgłoszenia 17.03.2011, Pater Zbigniew, Tofil Arkadiusz,
Politechnika Lubelska
3. Zgłoszenie wynalazku do UP RP pt. "Sposób kształtowania plastycznego wyrobów ze
zgrubieniami skrajnymi metodą walcowania walcami klinowymi"
Nr zgłoszenia P.394249, Data zgłoszenia 17.03.2011, Pater Zbigniew, Tofil Arkadiusz,
Politechnika Lubelska
Stan współpracy
z przedsiębiorstwami Doliny Lotniczej
Zespóły utrzymują stałe kontakty z:
• ZOP Sp. Z o.o. w Świdniku. Prowadzone są konsultacje w sprawie wytypowania
reprezentatywnej grupy odkuwek do wykonania metodami opracowanymi w ramach
projektu.
• WSK Rzeszów. Prowadzone badania dotyczą opracowania technologii tłoczenia na zimno
części ze stopów Ti stosowanych na elementy kadłuba nośnego silnika lotniczego. Prace
koncentrują się na modelowaniu numerycznym procesu tłoczenia wybranej części. W
symulacji numerycznej analizie poddano siłę docisku, warunki tarcia, rodzaj materiału itp.
• PZL Mielec. Prowadzone badania dotyczą wykorzystania wytłoczek przygotowanych w
technologii “tailored blanks”.
• Instytut Lotnictwa w Warszawie. Prowadzone są bieżące konsultacje i współpraca w
zakresie wyboru elementów samolotu, które mogą być wykonywane w procesach
kształtowania plastycznego.
Główne wnioski
Z realizacji projektu w ostatnim okresie sprawozdawczym
1. Realizacja prac przebiega zgodnie z aktualizowanym na bieżąco programem badań.
2. Uzyskane w trakcie realizacji projektu rezultaty dają realne podstawy do
przygotowania kompletnych technologii produkcji dla 8 elementów samolotów
aktualnie wytwarzanych lub przewidywanych do rozpoczęcia produkcji.
3. Większość opracowywanych technologii ma charakter innowacyjny i jest
zabezpieczona zgłoszeniami patentowymi
4. Współpraca z partnerami przemysłowymi i Instytutem Lotnictwa jest bardzo
efektywna i stanowi poważne wsparcie dla prowadzonych prac naukowo –
badawczych i prób eksperymentalnych.
5. Największym utrudnieniem w planowej realizacji prac są przedłużające się
procedury przetargowe