Politechnika Lubelska i międzynarodowa firma Parker Hannifin tworzą innowacyjne rozwiązania

Ilustracja nadesłana (przez rechters)

Współczesna kuźnia bardziej przypomina nowoczesne laboratorium niż zakład kowalski. Powstające w niej elementy, często bardzo zaawansowane technologicznie, wykorzystywane są przy produkcji przedmiotów codziennego użytku, w tym takich konstrukcji jak samochody, maszyny rolnicze czy samoloty.

Jednak w czasach rosnących cen energii i rygorystycznych przepisów dotyczących ochrony środowiska, istotny staje się problem marnotrawstwa energii i wysokich poziomów emisji. Aby sprostać rosnącym wymaganiom rynku, przemysł kuźniczy szuka rozwiązań, które odpowiedzą na wyzwania gospodarki opartej na wiedzy i zrównoważonym rozwoju.

Wiele firm łączy siły z uczelniami wyższymi, wspólnie szukając rozwiązań, które umożliwiają minimalizację kosztów oraz poprawę wydajności i parametrów. Przykładem jest współpraca Politechniki Lubelskiej z amerykańską firmą Parker Hannifin i ich innowacyjne rozwiązanie dla polskiego przemysłu kuźniczego.

Między środowiskiem naukowo-badawczym a przemysłem

Parker Hannifin dobrze rozumie istotę kooperacji środowiska naukowo-badawczego i przemysłu. Jako światowy lider w dziedzinie technologii napędu i sterowania o ponad stuletniej historii, projektuje rozwiązania inżynieryjne wspierające wiele branż – od przemysłu, poprzez lotnictwo, medycynę, sport i rozrywkę. Rozwiązania firmy przyczyniły się do postępu w procesach produkcji, technice wojskowej, medycznej, a także w eksploracji kosmosu. Wchodzą one w skład niemal każdego wymyślonego przez człowieka urządzenia wykorzystującego ruch.

Parker Hannifin od lat współpracuje z uczelniami na całym świecie, od Kalifornii po Szanghaj, przekazując sprzęt, oferując staże i stypendia oraz tworząc wspólne jednostki badawcze. Teraz jej doświadczenie i wiedza zostaną wykorzystane także w Polsce.

Nauka dla kuźni

Katedra Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej na Wydziale Mechanicznym Politechniki Lubelskiej nawiązała współpracę z Parker Hannifin przy projekcie walcarki skośnej sterowanej numerycznie. Umożliwia ona szybkie i precyzyjne tworzenie pojedynczych metalowych elementów o różnej wielkości.

Sześcioosobowy zespół pod kierownictwem prof. Zbigniewa Patera stworzył unikalne w skali kraju stanowisko do walcowania, dające możliwość wytwarzania wielkogabarytowych przedkuwek i wydłużonych odkuwek, takich jak stopniowanie osie i wały. Powstałe w ten sposób elementy stosuje się następnie w budowie maszyn, służą także do wykonania narzędzi i przedmiotów codziennego użytku. Nie można wyobrazić sobie współczesnego samolotu, samochodu lub traktora bez części kutych. Stanowią bowiem ok. 30% masy całej konstrukcji, a często więcej.

Poza dostarczeniem odpowiednich elementów, eksperci Parker Hannifin pomogli naukowcom w aplikacji precyzyjnych siłowników elektrycznych w projektowanej przez nich walcarce.

Zastosowano cztery elektrosiłownki ETH napędzane serwomechanizmem. Trajektoria ich ruchu jest modelowana na bazie pliku CAD konwertowanego do G-code, dzięki któremu w czasie rzeczywistym synchronicznie zadawane są komendy ruchu każdemu z siłowników przy wykorzystaniu sieci EtherCAT. Funkcjonalność rozwiązania zapewnia kontroler ruchu firmy Parker Hannifin.

Wykorzystanie nowoczesnych elementów i aplikacji Parker Hannifin sprawia, że rozwiązanie stworzone przez lubelskich naukowców charakteryzuje się krótszym czasem kształtowania wyrobu w porównaniu do kucia swobodnego oraz minimalizacją start materiałowych przy obróbce wykańczającej dzięki zwiększonej dokładności wykonania detalu.

„Nasza firma od lat współpracuje z placówkami naukowymi na całym świecie, więc cieszymy się, że mamy na to okazję także w Polsce. Dzięki połączeniu naszych siłowników z wiedzą naukowców z Politechniki Lubelskiej powstało rozwiązanie odpowiadające na realne potrzeby rynkowe" – powiedziała Vladimira Fadrna, Marketing Communications Leader na Europę Środkową i Wschodnią w Parker Hannifin. „Opracowujemy wiele innowacyjnych rozwiązań dla przemysłu i cieszymy się, że pomagają one tworzyć kolejne, które znajdą wykorzystanie w polskiej branży kuzienniczej" – dodała Fadrna.

Niewątpliwą zaletą omawianego procesu walcowania skośnego jest też możliwość produkcji jednostkowej. Tym samym można wyeliminować koszty przygotowania prototypowych narzędzi dedykowanych pod konkretny proces.

Kuźnia dla nauki

„Powstała stacja demonstracyjna ma również zastosowanie naukowe. Jej stworzenie pozwoliło na przeprowadzenie niezbędnych prac badawczych i wykorzystywanie w działalności dydaktycznej, głównie do realizacji prac inżynierskich i magisterskich" – zaznacza Rektor Politechniki Lubelskiej prof. dr hab. inż. Zbigniew Pater.

Choć gotowe urządzenie stoi już w gmachu uczelni, projekt badawczy nie dobiegł jeszcze końca – naukowcy stale pracują nad zwiększeniem dokładności, z jaką walcarka wykonuje detale.

Główny obszar działalności naukowej Katedry Komputerowego Modelowania i Technologii Obróbki Plastycznej to obróbka metali, technologie procesów walcowania skośnego i poprzecznego czy kucie matrycowe stali. Właśnie tu tworzone są nowe rozwiązania umożliwiające dalszy rozwój polskich kuźni.

(gz)