Zawartość miesięcznika nr 05/06/2016

STRESZCZENIE: Spieki korundowe pokryto powłoką typu TiB_x metodą wspomaganego jonowo rozpylania jonowego. Właściwości mechaniczne spieków z powłoką i bez powłoki określono w teście nakłucia, natomiast adhezję powłok do podłoży oraz współczynnik tarcia badano w teście tarciowo-zużyciowym metodą rysy. Nałożenie powłoki TiB_x korzystnie wpłynęło na właściwości spieków korundowych.

SŁOWA KLUCZOWE: powłoki PVD, TiB_x, właściwości, test nakłucia, współczynnik tarcia, zużycie

ABSTRACT: TiB_x coatings were deposited by dual beam ion assisted deposition method on sintered alumina substrates. Nanoindentation test was used to determine mechanical properties of coated and uncoated samples, while adhesion and friction-wear performance were examined in a scratch-tests. Deposition of the coating was beneficial for properties of sintered alumina.

KEYWORDS: PVD coating, properties, TiB_x, nanoindentation, coefficient of friction

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.52

STRESZCZENIE: W pracy zbadano właściwości mechaniczne kompozytów ziarnistych Si₃N₄-TiN otrzymywanych metodą prasowania na gorąco z komercyjnych proszków. Drobnoziarnisty azotek tytanu był homogenicznie rozmieszczony w mikrostrukturze spieków. Zaobserwowano poprawę wytrzymałości na zginanie materiałów. Odporność na kruche pękanie kompozytów nie uległa poprawie.

SŁOWA KLUCZOWE: kompozyty, azotek krzemu, azotek tytanu, właściwości mechaniczne

ABSTRACT: Dense Si₃N₄-TiN composites were prepared from commercial powders using hot pressing method. Titanium nitride grains were homogenously distributed in material’s microstructure. Flexural strength of materials increased with TiN amount and reached 880 MPa. Fracture toughness of materials varied between 7 and 8 MPa m^0,5.

KEYWORDS: composites, titanium nitride, silicon nitride, mechanical properties

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.53

STRESZCZENIE: Obecność wody, również w postaci pary wodnej, może znacząco wpływać na obniżenie wytrzymałości materiałów ceramicznych. Ma to miejsce z powodu występowania zjawiska pękania podkrytycznego. Szczególnie podatne na korozję naprężeniową są materiały tlenkowe. Badania przeprowadzono metodą stałego przyrostu naprężeń, w powietrzu oraz środowisku wodnym, dla kompozytu ZrO₂ – 10 obj. % Al₂O₃.

SŁOWA KLUCZOWE: pękanie podkrytyczne, test stałego przyrostu naprężeń, tetragonalny tlenek cyrkonu, korund

ABSTRACT: The presence of the water, also in the form of water vapour, can significantly decrease the ceramic material strength. It occurs due to subcritical crack growth phenomenon. Especially susceptible to the stress corrosion are oxide materials. Test were carried out by the Constant Stress Rate method, in the air and the water environment, for the ZrO₂ – 10 vol. % Al₂O₃ composite.

KEYWORDS: subcritical crack growth, Constant Stress Rate test, tetragonal zirconia, corundum

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.54

STRESZCZENIE: Spiekane kompozyty ziarniste w układzie korundtetragonalne polikryształy dwutlenku cyrkonu są grupą materiałów często stosowaną jako ceramika konstrukcyjna, ze względu na stosunkowo niską cenę oraz dobry poziom właściwości mechanicznych. W pracy przedstawiono wyniki eksperymentu korelującego podstawowe parametry mechaniczne (wytrzymałość, odporność na kruche pękanie) oraz użytkowe (odporność na zużycie ścierne, odporność na pękanie podkrytyczne) z mikrostrukturą tworzyw kompozytowych.

SŁOWA KLUCZOWE: korund, dwutlenek cyrkonu, mikrostruktura, odporność na ścieranie

ABSTRACT: Sintered particulate composites in corundum-tetragonal zirconia system are the group of materials often utilized as structural ceramics because of their relatively low cost and high level of mechanical properties. In the paper results of experiment correlating basic mechanical (strength, fracture toughness) and useful (abrasive wear resistance, subcritical crack growth) parameters with composites microstructure were presented.

KEYWORDS: corundum, tetragonal zirconia, microstructure, wear resistance

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.55

STRESZCZENIE: Zaprezentowano wyniki badań dotyczące wytwarzania i właściwości kompozytów Cu-grafen metodą skręcania pod wysokim ciśnieniem (HPT). Określono parametry konsolidacji. Metodami dyfrakcji rentgenowskiej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej pokazano bardzo rozdrobnioną strukturę matrycy i warstw grafenowych. Bardzo rozdrobnioną strukturę, jak i dużą koncentrację defektów w grafenie potwierdziła także spektroskopia Ramana.

SŁOWA KLUCZOWE: grafen, kompozyt miedź-grafen, skręcanie pod wysokim ciśnieniem

ABSTRACT: The investigations concerning Cu-graphene composites produced by powders consolidation with direct use of high pressure torsion (HPT) are presented. The HPT parameters were determined. The XRD and transmission electron microscopy revealed very refined matrix and graphene sheets microstructures. The Raman spectroscopy confirmed dispersed state of the graphene with a large defects concentration.

KEYWORDS: graphene, copper-matrix composite, high pressure torsion

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.56

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań mikrostruktury i wybranych właściwości kompozytów grafen-miedź oraz diament syntetyczny-miedź, o wysokiej zawartości grafenu oraz diamentu, wytworzonych za pomocą metody wysokiego ciśnienia-wysokiej temperatury. Wyznaczono gęstości pozorne spieków oraz własności sprężyste metodą defektoskopii ultradźwiękowej.

SŁOWA KLUCZOWE: kompozyty, Cu-grafen, Cu-diament, spiekanie HPHT

ABSTRACT: The paper presents results of microstructural examination as well as chosen mechanical properties of graphene and diamond rich-copper composites fabricated by the high pressure-high temperature method. The composites were tested for density and elastic properties of the sintered compacts by use ultrasonic flaw detector.

KEYWORDS: composites, Cu-graphene, Cu-diamond, HPHT sintering

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.57

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania metalurgii proszków do wytwarzania kompozytów z osnową magnezową umacnianych fazami wytworzonymi in situ z reaktywnych komponentów. Problem zilustrowano na przykładzie mieszaniny mikroziarnistych proszków Mg-Ti-Al oraz mieszaniny mikroziarnistego proszku Mg z nanoziarnistym proszkiem SiO₂. Scharakteryzowano efekty strukturalne i umocnienie.

SŁOWA KLUCZOWE: kompozyt magnezowy in situ, nanoproszki, dyfuzja reaktywna

ABSTRACT: The possibilities of powder metallurgy application for fabrication of magnesium matrix composites with reinforcing phases formed in situ due to reactive components interaction were presented. As an issue illustrating the mixture of micro-sized Mg-Ti-Al powders and micro-sized Mg with nanosized SiO₂ were applied. There were characterized a structural and strengthening effects.

KEYWORDS: in situ magnesium matrix composite, na-nopowders, reactive diffusion

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.58

STRESZCZENIE: W pracy opisano otrzymywanie nanokompozytów TiO₂-SnO₂ metodą zol-żel połączoną z obróbką hydrotermalną otrzymanego żelu wodorotlenkowego. Analiza XRD wykazała, że obydwa tlenki krystalizują w strukturach tetragonalnych: TiO₂–anataz, SnO₂–kasyteryt. Średnie wielkości krystalitów wynoszą odpowiednio TiO₂ ~30÷40 nm, SnO₂ ~3÷4 nm. Ponadto, otrzymane nanokompozyty TiO₂-SnO₂ charakteryzują się dużym rozwinięciem powierzchni właściwej (~100 m²/g).

SŁOWA KLUCZOWE: nanokompozyty TiO₂-SnO₂, nanoproszki, metoda zol-żel, krystalizacja hydrotermalna

ABSTRACT: The paper presents production of TiO₂-SnO₂ nanocomposites with the use of sol-gel method combined with hydrothermal processing of the formed hydroxide gel. As proven by XRD analysis, both oxides crystallise in tetragonal systems: TiO₂–anatase, SnO₂–cassiterite. Mean sizes of the crystallites are TiO₂ ~30÷40 nm and SnO₂ ~3÷4 nm, respectively. Moreover, the produced TiO₂-SnO₂ nanocomposites are characterised by a high specific surface area (~100 m²/g).

KEYWORDS: TiO₂-SnO₂ nanocomposites, nanopowders, sol-gel method, hydrothermal crystallisation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.59

STRESZCZENIE: W pracy przedstawiono wpływ łączonego odkształcenia wyciskania hydrostatycznego i walcowania na zimno na mikrostrukturę i właściwości modelowych stopów Al-Li. Badania wykazały obecność anizotropii struktury materiału i właściwości. Ponadto przedstawiono wzrost właściwości wytrzymałościowych w wyniku odkształcenia plastycznego.

SŁOWA KLUCZOWE: stopy Al-Li, wyciskanie hydrostatyczne, mikrostruktura i właściwości

ABSTRACT: The present study demonstrate the effect of the combined deformation (hydrostatic extrusion and rolling) on microstructure and mechanical properties of model Al-Li alloys. It has been shown the anisotropy of material structure and properties. Additionally it has been demonstrated increase of yield strength at the result of the plastic deformation.

KEYWORDS: Al-Li alloy, hydrostatic extrusion, microstructure and properties

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.60

STRESZCZENIE: Przeprowadzono badania czystego tetraedrytu o składzie Cu₁₂Sb₄S₁₃ oraz domieszkowanego Cu₁₁ZnSb₄S₁₃ otrzymanego na drodze syntezy w stanie stałym, a następnie prasowanego techniką FAST. Badania XRD potwierdziły obecność głównej fazy o strukturze tetraedrytu oraz śladową ilość zanieczyszczeń. Omówiono wpływ domieszkowania na przewodność cieplną tetraedrytu.

SŁOWA KLUCZOWE: tetraedryt, spiekanie wspomagane prądem FAST, przewodność cieplna

ABSTRACT: In this investigation, a parent compound Cu₁₂Sb₄S₁₃ and doped compound Cu₁₁ZnSb₄S₁₃ is prepared by solid state synthesis followed by the Field Assisted Sintering Technique. XRD reveals tetrahedrite as a main phase and trace amount of impurity phases. Effect of doping on thermal conductivity of tetrahedrite is discussed.

KEYWORDS: tetrahedrite, Field Assisted Sintering Technique, thermal conductivity

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.61

STRESZCZENIE: Przeprowadzono obliczenia ab initio metodą DFT w celu analizy struktury krystalicznej i elektronowej hipotetycznych klatratów węglowych C₄₆, Li₈C₄₆ i Li₈B₆C₄₀. Jednocześnie podjęto próby syntezy klatratów węglowych z fullerenu C₆₀ pod ciśnieniem 8 GPa. W pewnych warunkach otrzymano spolimeryzowaną formę fullerenu – fulleryt.

SŁOWA KLUCZOWE: klatraty węglowe, obliczenia struktury pasmowej, HPHT, fulleren, fulleryt

ABSTRACT: Ab initio DFT calculations were used for theoretical analysis of crystal and electronic structure of C₄₆, Li₈C₄₆ and Li₈B₆C₄₀ carbon clathrates. Simultaneously experimental attempts of carbon clathrates synthesis from fullerene C₆₀ at pressure 8 GPa were made. For a specific conditions polymerized form of fullerene – fullerite was obtained.

KEYWORDS: carbon clathrate, band structure calculations, HPHT synthesis, fullerene, fullerite

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.62

STRESZCZENIE: Celem badań było opracowanie mas lejnych z surowców głównie pochodzenia krajowego do otrzymania propantów ceramicznych metodą suszenia rozpyłowego. Sporządzono masy lejne z kaolinu, gliny, boksytu oraz mieszanki tych surowców z 5 i 10% wag. dodatkiem popiołu pochodzącego ze spalania węgla brunatnego. Przygotowane masy lejne poddawano badaniom reologicznym. Zastosowano cztery deflokulanty, które wprowadzono w ilości 0,25% wag. w stosunku do fazy stałej.

SŁOWA KLUCZOWE: masy lejne, badania reologiczne, lepkość, deflokulant, propant

ABSTRACT: The aim of the research was to develop mixtures from domestic raw materials which are used for ceramic proppants generation by the method of spray drying The subject of the study were slurries prepared with kaolin, clay, bauxite and mixtures of these materials with 5 and 10% wt. addition of ash from the combustion of brown coal. Prepared slurries were tested for their rheology. Deflocculants were four organic compounds in amount of 0.25% by weight relative to the solid phase.

KEYWORDS: ceramic slurries, rheological properties, viscosity, deflocculant, proppant

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.63

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia wyniki badań eksperymentalnych propantów ceramicznych z przeznaczeniem do wydobywania gazu z łupków. Otrzymane propanty zostały poddane spiekaniu w temperaturze 1550 ºC. Otrzymane w ten sposób próbki poddano badaniom mikrostruktury SEM, gęstości nasypowej, wytrzymałości mechanicznej, wilgotności, odporności na kwasy, współczynnika kulistości oraz mętności, z użyciem przeznaczonych do tych badań technik. Stwierdzono, iż nowo uzyskane propanty spełniają założenia przemysłowe, jednak wymagają modyfikacji w celu zastosowania ich do wydobywania gazu z formacji łupkowych.

SŁOWA KLUCZOWE: propanty ceramiczne, granulowanie mechaniczne, gaz łupkowy

ABSTRACT: The presented paper relates to the application of new experimental proppants in the process of shale gas extraction. The tested proppants were produced through mechanical granulation methods. Ceramic proppants were sintered at 1550 ºC. The characterization of investigated proppants was carried out using Scanning Electron Microscope (SEM) and Light Microscope (LM). Properties of ceramic proppants such as: bulk density, crash tests, moisture, solubility in acids, sphericity factor, turbidity were studied using a range of techniques. The results show that new experimental proppants meet the industrial requirements and need some modification for future application.

KEYWORDS: ceramic proppants, mechanical granulation, shale gas

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.64

STRESZCZENIE: Niniejsza praca prezentuje wyniki badań eksperymentalnych propantów ceramicznych. Badane próbki były otrzymane w wyniku procesu granulacji mechanicznej a następnie spieczone w temperaturze 1550 °C. Próbki poddano obserwacjom mikroskopowym z wykorzystaniem elektronowego mikroskopu skaningowego (SEM), z przystawką EDS, oraz mikroskopu świetlnego (LM). W trakcie badań określono: współczynnik kulistości, mętność, wilgotność oraz odporność na rozpuszczanie w kwasach. Dodatkowo wyznaczono gęstość nasypową.

SŁOWA KLUCZOWE: propanty ceramiczne, gaz łupkowy, granulacja mechaniczna

ABSTRACT: This paper presents the study of the experimental ceramic proppants. Examined samples were obtained by mechanical granulation method. After granulation process proppants had been sintered in 1550 °C. Investigated proppants were characterized by Scanning Electron microscope (SEM) with Electron Diffraction Spectroscope (EDS) and Light Microscope (LM). During the research solubility in acids, sphericity coefficient, turbidity, moisture were determined. Moreover bulk density was conducted. The result shows that new ceramic proppants are acceptable for industry and meet their requirements.

KEYWORDS: ceramic proppants, shale gas, mechanical granulation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.65

STRESZCZENIE: Przeanalizowano możliwości wykorzystania ciepła pochodzącego z reakcji egzotermicznej podczas syntezy i spiekania materiałów ceramicznych. Przykładowo zainicjowanie reakcji endotermicznej podczas formowania się mullitu analizowano wraz z ciepłem uwalnianym w reakcjach towarzyszących. Surowy materiał reaktywny egzotermicznie (proszek aluminiowy) poddano badaniom w celu obniżenia energii zewnętrznej niezbędnej podczas syntezy ceramiki.

SŁOWA KLUCZOWE: reakcje egzotermiczne, synteza mullitu

ABSTRACT: Present work studies the potential of the utilization of the heat released from exothermic reactions in ceramic synthesis and sintering. For example the initialization of the endothermic reaction of the mullite formation is studied with heat releasing co-reactions. Exothermically reactive raw material (aluminium powder) is examined for external energy saving ceramic synthesis.

KEYWORDS: exothermic reactions, mullite synthesis

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.66

STRESZCZENIE: Próbki otrzymane w wyniku syntezy z czystych pierwiastków zostały scharakteryzowane pod względem mikrostruktury i właściwości termoelektrycznych. Z otrzymanych proszków skonstruowano element segmentowy i potwierdzono zmianę właściwości termoelektrycznych ze zmianą składu chemicznego. Przewiduje się podwyższoną sprawność takiego elementu.

SŁOWA KLUCZOWE: materiały termoelektryczne, sprawność konwersji energii, funkcjonalne materiały gradientowe, materiały segmentowe

ABSTRACT: Samples of Bi-Sb-Te system were prepared by solid state synthesis from pure elements, microstructure and thermoelectric properties were characterized. From obtained powders segmented samples were constructed in order to confirm change of the thermoelectric properties with composition. Segmented element is expected to have better efficiency.

KEYWORDS: thermoelectric materials, energy conversion efficiency, functionally graded materials, segmented materials

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.67

STRESZCZENIE: Mikrostrukturę stopu A359 i kompozytu na bazie stopu A359 zbrojonego cząsteczkami SiC poddano metalograficznej ocenie ilościowej. Przedstawiono charakterystyki mechaniczne tych materiałów wyznaczone w oparciu o oryginalną zmodyfikowaną próbę niskocyklową. Zaproponowano wielokrotny przetop jako alternatywę dla innych metod recyklingu.

SŁOWA KLUCZOWE: stop, kompozyt, mikrostruktura, właściwości, recykling

ABSTRACT: The microstructure of alloy A359 and A359-based composite reinforced with SiC particles was quantitatively assessed. The mechanical characteristics determined by means of the modified low cycle fatigue method on these materials were disclosed. The multiple remelting process was proposed as an alternative for the other recycling methods.

KEYWORDS: alloy, composite, microstructure, properties, recycling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.68

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano centra barwne azot-wakancja (NV) w diamentach w roli czujnika temperatury nowego typu. Krótko omówiono ostatnie doniesienia naukowe oraz podsumowano techniki wytwarzania diamentów z centrami NV. Zaproponowano nowatorskie wykorzystanie centrów NV do badania materiałów termoelektrycznych

SŁOWA KLUCZOWE: azot-wakancja, NV, termometria, termoelektryki, nanodiamenty

ABSTRACT: Nitrogen vacancy color centers in diamond (NVs) as a new type of temperature sensors were presented in the article. Recent progress in the field of NV thermometry and summarize the techniques of NVs manufacturing was briefly discussed. The use of NVs for characterization of thermoelectric materials was proposed.

KEYWORDS: nitrogen-vacancy, NV, thermometry, thermoelectrics, nanodiamonds

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.69

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono badania symulacyjne obróbki części lotniczej. Model symulacyjny skrawania stopu Inconel 718, zbudowany w oparciu o sformułowania Lagrange’a, zawiera model materiałowy Johnsona-Cooka. Zaprezentowano zależność wyników obliczeń symulacyjnych od charakterystyk modelu materiałowego, opisujących odkształcenie plastyczne, prędkość odkształcenia i temperaturę.

SŁOWA KLUCZOWE: symulacja obróbki, Inconel 718, model materiałowy

ABSTRACT: The paper presents simulation researches of the aeroplane part machining. A simulation model of Inconel 718 alloy machining based on the Lagrangian formulation contains the Johnson-Cook material model. The dependence of simulation results from the material model formulations (plastic strain, strain rate and temperature) was presented.

KEYWORDS: simulation of machining, Inconel 718, material model

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.70

STRESZCZENIE: Przedstawiono wyniki badań prowadzonych w Instytucie Zaawansowanych Technologii Wytwarzania (IZTW) dotyczących możliwości nagniatania powierzchni płaskich wyrobów ze stopu aluminium EN AW-2017A uprzednio frezowanych za pomocą frezów palcowych. Proces nagniatania tocznego realizowano wykonanym w IZTW nagniatakiem tocznym z elementem roboczym ceramicznym (Si₃N₄) w kształcie kulki. Nagniatanie ślizgowe wykonywano nagniatakiem z elementem roboczym z polikrystalicznego diamentu (PCD) i fazy ceramicznej (Ti₃SiC₂), w kształcie czaszy kulistej.

SŁOWA KLUCZOWE: nagniatanie toczne, nagniatanie ślizgowe, chropowatość powierzchni, stop aluminium

ABSTRACT: Presented are results of the research at the Institute of Advance Manufacturing Technology (IAMT) regarding the possibility of burnishing the surfaces of an aluminium alloy EN AW-2017A flat products which had been previously end-milled. Burnishing at IAMT was performed with a burnishing tool having a working part made of ceramic (Si₃N₄) ball. Slide burnishing was performed by a spherical cup of polycrystalline diamond (PCD) containing a ceramic phase (Ti₃SiC₂).

KEYWORDS: ball burnishing, slide burnishing, surface topography, aluminium alloy

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.71

STRESZCZENIE: Praktyka pokazuje, że przy danych warunkach kinematycznych docierania tarcza docierająca przyjmuje kształt wklęsły, wypukły lub z osiowym biciem powierzchni roboczej. Aby osiągnąć wymaganą płaskość, docierak musi być kondycjonowany. W artykule zaprezentowano niekonwencjonalny układ docierania jednotarczowego, w którym pierścień prowadzący wykonuje ruch uzupełniający. Przeanalizowano szereg ścieżek pierścienia prowadzącego z uwzględnieniem kinematyki obrabiarki i zużycia narzędzia.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka ścierna, docierarki, kinematyka docierania, planowanie ścieżek

ABSTRACT: The practice shows that in given conditions the lapping plate changes their shape to convex, concave or axial runout. In order to achieve the required flatness, the plate has to be conditioned. This paper shows an unconventional single-sided lapping system in which conditioning ring performs an additional movements. A set of the conditioning ring trajectories with respect to the machine and the tool wear are analysed.

KEYWORDS: abrasive machining, lapping machines, lapping kinematics, trajectory planning

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.72

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono opracowanie metody wykonywania połączeń pomiędzy węglikiem spiekanym WC/Co z dodatkiem 10% TiC a stalą, z wykorzystaniem metody lutowania twardego. Określono zwilżalność kształtek węglików spiekanych WC+TiC/Co przez ciekłe lutowie Cu87Mn10Co3. Próbki wykonanych połączeń lutowanych poddano badaniom wytrzymałości na ścinanie.

SŁOWA KLUCZOWE: materiały WC/Co, kinetyka zwilżania, lutowanie twarde

ABSTRACT: The paper presents to develop a method of making joints between sintered carbide WC/Co with addition of 10% TiC and steel, using a method of brazing. The wettability of WC+TiC/Co substrates by liquid filler metal Cu87Mn10Co3 was determined. The brazed samples were subjected to shear strength measurements.

KEYWORDS: WC/Co materials, wetting kinetics, brazing

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.73

STRESZCZENIE: Podano wyniki badań doświadczalnych oraz modelowania komputerowego (MES) procesu wyciskania przeciwbieżnego na zimno wyprasek w kształcie naczyń cylindrycznych z miedzi. W badaniach użyto różnych kształtów stempli (płaskiego, płasko-stożkowego, stożkowego i wklęsłego). Przedstawiono wykresy zmian sił nacisku w funkcji przemieszczenia stempla.

SŁOWA KLUCZOWE: wyciskanie przeciwbieżne, MES, wypraska z miedzi

ABSTRACT: The paper presents experimental and computer modelling (FEM) results of investigations on cold backward extrusion of copper cans. The different punch-face shapes used for cold extrusion (flat, flat and conical, conical and concave). In investigations, computer calculated and experimental force waveforms as the function of displacement were obtained.

KEYWORDS: backward extrusion, FEM, copper can

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.74

STRESZCZENIE: W pracy porównano wybrane właściwości mechaniczne powłok decydujące o ich odporności na zużycie: twardość i przyczepność do podłoża. Powłoki AlCrN otrzymywano w szerokim zakresie ciśnień azotu z katod AlCr o składzie 70:30 i 50:50. Badano także szybkość nanoszenia powłok i chropowatość ich powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: powłoka, PVD, AlCrN, twardość, adhezja

ABSTRACT: In paper the selected mechanical properties of coatings which determine their wear resistance, i.e. hardness and adhesion to the substrate were compared. AlCrN coatings were obtained using cathode composition of AlCr 70:30 and 50:50 in a wide range of nitrogen pressure. The coating deposition rate and the surface roughness were also investigated.

KEYWORDS: coating, PVD, AlCrN, hardness, adhesion

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.75

STRESZCZENIE: Większość implantów metalowych i ceramicznych (np. implanty stomatologiczne, wszczepy otolaryngologiczne) można wykonać techniką SLS przy odpowiednim doborze materiałów i parametrów technologicznych procesu. Należy zwrócić uwagę na warunki wstępne procesu, takie jak: skład chemiczny proszku, rozkład wielkości ziaren i ich kształt, właściwości optyczne materiału i jego przewodnictwo cieplne oraz rodzaj zastosowanej atmosfery ochronnej. Opracowano model przestrzenny implantu o porowatości 80% w oparciu o program MatLab.

SŁOWA KLUCZOWE: technika SLS, model przestrzenny implantu, implant ceramiczny, submikrokrystaliczny korund spiekany

ABSTRACT: Most of the metal and ceramic implants (eg. dental implants, ENT implants) can be performed by SLS technique with a proper initial materials and technological process parameters. Attention should be drawn to the process prerequisites like chemical composition of powder, particle size distribution and shape, the optical properties of the material, its thermal conductivity and the type of protective atmosphere. Spatial model of the implant with a porosity of 80% based on the MatLab program was developed.

KEYWORDS: SLS technique, 3D implant model, ceramic implant, submicrocrystalline sintered corundum

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.76

STRESZCZENIE: W artykule przedstawiono problem optymalizacji implanto-dystraktorów dla doboru odpowiedniego kształtu i wymiarów implantów wykonywanych ze stopów tytanu. W procesie optymalizacji wykorzystano numeryczny model obliczeniowy MES. Na podstawie wybranego przykładu przedstawiono proces wykonania wybranych w procesie modelowania elementów implantu metodą selektywnego spiekania laserowego SLS.

SŁOWA KLUCZOWE: implanto-dystraktor, model CAD, optymalizacja numeryczna, metoda SLS/SLM

ABSTRACT: The paper presents design process and manufacturing of the dental implants, which have been improved in terms of the materials that are used, as well as their shapes and thread profiles that are employed. In the result of optimization works the shape and dimensions of dental implant made of titanium have been determined. For the needs of optimization, the parameterized geometrical axisymmetric model (2D) and the associated computational model FEM provided for calculation of the value of the objective function were used. In result of these works the model of dental implant was derived. The paper presents also the manufacturing process of implant and example of designed elements. One of the methods applied is the additive manufacturing process of Selective Laser Melting (SLM).

KEYWORDS: implanto-distractors, FEM, numerical modelling, selective laser sintering/melting (SLS/SLM)

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.77

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia rozwiązanie układowe generatora mocy EDM, który umożliwia uzyskanie bardzo krótkich impulsów prądu drążenia o bardzo dużych wartościach i o bardzo stromych zboczach. Opisano główną zasadę działania generatora szpilkowego oraz zaprezentowano model takiego generatora wraz z wynikami badań symulacyjnych w programie LTspice.

SŁOWA KLUCZOWE: proces elektroerozyjny, generator szpilkowy mocy, symulacja komputerowa, LTspice.

ABSTRACT: The paper presents the solution of the EDM power generator, which allows reach very short pulses of current with very high peak value. The paper describes the main principles of operation of the needle generator and presents a model of such a generator with the results of simulation studies in the program LTspice.

KEYWORDS: EDM process, needle pulse generator, computer simulation, LTspice

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.78

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano wyniki eksperymentów związanych z wykonywaniem otworów przelotowych o średnicy nieprzekraczającej 2 mm w elementach wykonanych ze stopu Inconel 617. Przedstawiono porównanie procesów drążenia elektrochemicznego (ECM) oraz hybrydowego elektrochemiczno-elektroerozyjnego (ECDM).

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka elektrochemiczna (ECM), obróbka hybrydowa, obróbka elekrochemiczno-elektroerozyjna (ECDM), drążenie otworów

ABSTRACT: The paper presents results of experiments in the field of machining of passing through holes with internal diameters smaller than 2 mm in alloys used in aviation and aerospace industry (Inconel 617). Machining of holes was performed using electrochemical machining (ECM) and hybrid process of electrochemical-discharge (ECDM) drilling.

KEYWORDS: electrochemical machining (ECM), hybrid machining process, electrochemical-discharge machining (ECDM), hole driling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.79

STRESZCZENIE: Zaprezentowano wyniki badań związane z elektrochemicznym kalibrowaniem oraz obróbką kształtową otworów. Określono wpływ warunków obróbki na wydajność procesu oraz jakość powierzchni po obróbce elektrochemicznej długich otworów. Wyniki badań wykorzystano do opracowania nowych rozwiązań konstrukcyjnych urządzeń pozwalających na optymalne prowadzenie procesów drążenia elektrochemicznego długich otworów przelotowych o żądanym kształcie przekroju poprzecznego, według przyjętych kryteriów – wydajności, dokładności wymiarowo-kształtowej i jakości warstwy wierzchniej.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka elektrochemiczna, długie otwory, bruzdowanie elektrochemiczne, wydajność procesu

ABSTRACT: The paper presents results of experiments of electrochemical calibrating and barrelling of long holes. During performed experiments, there was derived influence of process conditions and machining parameters on the machining process efficiency and surface quality of machined long holes. During manufacturing of final product, two stages of ECM machining are employed: first electrochemical calibrating and secondly final shaping of prepared workpieces. Results of presented researches were used for construction of ECM machines enabling optimal machining of long holes with desired dimensions and shape.

KEYWORDS: electrochemical machining, long holes shaping, machining efficiency, electrochemical barrelling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.80

STRESZCZENIE: Analizie poddano kilka struktur geometrycznych powierzchni zmierzonych za pomocą interferometru Talysurf CCI Lite. Wykorzystano trzy typy obiektywów: nr 5, 10, 20. W przypadku obiektywów nr 10 i 20 dokonano sklejania powierzchni, by uzyskać identyczny obszar pomiarowy jak w przypadku obiektywu nr 5. Analizowano wpływ sklejania powierzchni na wartości parametrów SGP.

SŁOWA KLUCZOWE: struktura geometryczna powierzchni, sklejanie powierzchni, pomiary SGP

ABSTRACT: Several surface topographies were analysed. Measurements were made by interferometer Talysurf CCI Lite using 3 types of lenses: 5, 10, 20. In the case of lenses 10 and 20 surfaces were stitched using software in order to get the same area as in the case of lens 5. The effect of stitching method on the surface topography parameters was studied.

KEYWORDS: surface topography, stitching method, surface topography measurement

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.81

STRESZCZENIE: Artykuł przedstawia część badań mających na celu zoptymalizowanie metodyki oceny struktury geometrycznej powierzchni po obróbce sekwencyjnej frezowaniem i nagniataniem. Przeprowadzono badania związane z wpływem doboru obszaru pomiarowego na parametry chropowatości. Badania pozwoliły na ocenę jednorodności powierzchni próbek nagniatanych.

SŁOWA KLUCZOWE: chropowatość powierzchni, nagniatanie, optymalizacja, metodyka pomiaru

ABSTRACT: Paper presents part of the research performed in order to optimization the methodology of surface texture evaluation of samples produced by medium milling and subsequent finish by roller burnishing. Tests related with influence of measurement areas selection on roughness parameters were performed. Research allows on evaluation of homogeneity of burnished samples surfaces.

KEYWORDS: surface roughness, burnishing, optimization, measurement methodology

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.82

STRESZCZENIE: W artykule przeprowadzono analizę powierzchni uzyskanych w procesie sekwencyjnej obróbki stopu aluminium o symbolu AlCu4MgSi (A), który był poddany operacji frezowania, a następnie nagniatania tocznego. Przeanalizowano parametry chropowatości 3D w aspekcie stanu i właściwości funkcjonalnych generowanych powierzchni.

SŁOWA KLUCZOWE: aluminium, frezowanie, nagniatanie toczne, chropowatość powierzchni

ABSTRACT: This paper presents a sequential machining process which incorporates medium milling of AlCu4MgSi(A) aluminum alloy and subsequent finish by roller burnishing. A set of 3D surface roughness parameters was used to characterize the superficial effects of precision burnishing operations and their influence on the parts functionality.

KEYWORDS: aluminium, milling, burnishing, surface roughness

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.83

STRESZCZENIE: W artykule zaprezentowano wpływ, teksturowania powierzchni stali wykonanej laserem oraz elektrodrążeniem, na jakość wykonania wzoru. Uwzględniono zmiany struktury w warstwie wierzchniej materiału powstające zależnie od parametrów obróbki, wpływające na właściwości eksploatacyjne wyrobów oraz dokładność odwzorowania kształtu.

SŁOWA KLUCZOWE: ablacja laserowa, elektrodrążenie, teksturowanie stali, warstwa biała

ABSTRACT: Article presents the impact of steel surface texturing, done with laser or EDM, on quality of the product. Taken into account were changes in the top layer of the material, created depending on the processing parameters, affecting the performance characteristics and accuracy of shape mapping.

KEYWORDS: laser ablation, EDM, texturing steel, layer of white

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.84

STRESZCZENIE: W trakcie prowadzonych w IZTW prac nad wpływem zjawisk termicznych na błędy geometrii maszyn pomiarowych z użyciem modelowania cyfrowego zaistniała potrzeba wyznaczenia parametru współczynnika przewodności cieplnej, umożliwiającego przeprowadzenie wiarygodnej analizy termicznej typu transient dla szczeliny powietrznej prowadnicy aerostatycznej.

SŁOWA KLUCZOWE: WMP, analiza termiczna, przewodność cieplna styku

ABSTRACT: In the course of works carried out in the Institute of Advanced Manufacturing Technology on the impact of thermal issues on geometry errors of CMM using computer modelling there was a need to designate the coefficient of thermal conductivity in a gap of air bearing (Thermal Conductance Value in ANSYS system) to enable a reliable transient thermal analysis.

KEYWORDS: CMM, thermal analysis, contact conductance

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.85

STRESZCZENIE: Przedstawiono założenia realizowanego przez Instytut Zaawansowanych Technologii Wytwarzania międzynarodowego projektu pt.: „Rozwój centrum procesów spiekania i wymiana wiedzy dotyczącej metod spiekania specjalnych materiałów kompozytowych o osnowie ceramicznej w warunkach braku równowagi termodynamicznej” – REGPOT-CT-2013-316232-SINTERCER. Scharakteryzowano zakres prac obejmujących modernizację aparatury do spiekania wysokociśnieniowego materiałów supertwardych oraz przedstawiono cel i możliwości aparatury badawczej zakupionej w ramach projektu.

SŁOWA KLUCZOWE: spiekanie HP-HT, spiekanie SPS, analiza XRD, badanie dylatometryczne

ABSTRACT: Presented are the requirements for the international cooperation Project entitled: “Development of a SINTERing CEntRe and exchange of know-how on the methods of advanced ceramic composite materials sintering process under non-equilibrium conditions of, REGPOT-2012-2013-1 EU FP7 Research Potential” – REGPOT-CT-2013-316232-SINTERCER. The scope of modernization of equipment used for high-pressure sintering of super-hard materials is specified as well as the purpose and capacities of the research equipment procured under this project.

KEYWORDS: HP-HT sintering, SPS sintering, XRD analysis, dilatometry investigation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.89

STRESZCZENIE: Przedstawiono sposób modelowania zwoju ślimaka globoidalnego w środowisku CATIA z wykorzystaniem symulacji kinematycznej. W celu zamodelowania powierzchni zwoju tworzone są (odpowiednio przez wyznaczanie śladu punktu lub linii) globoidalne linie śrubowe lub krzywe przekrojowe zwoju.

SŁOWA KLUCZOWE: linia śrubowa globoidalna, ślimak globoidalny

ABSTRACT: This paper presents a method to produce a model of the coil of globoid worm in CATIA environment by means of kinematic simulation. For that purpose globoid helices or coil section curves were developed by means of the point or line tracingmethod respectively.

KEYWORDS: globoid helix, globoid worm

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.90

STRESZCZENIE: Przedstawiono proces szlifowania i programowania obróbki frezu pełnowęglikowego. Stanowisko badawcze zbudowano na bazie 5-osiowego centrum szlifierskiego Fortis firmy ISOG.

SŁOWA KLUCZOWE: szlifowanie frezu, geometria frezu, programowanie obróbki frezu

ABSTRACT: Described in the paper is programming process covering grinding and machining operations in production of the carbide end mills for aluminum alloys. The respective test stand was built with reference to FORTIS 5-axis grinding center from ISOG.

KEYWORDS: end mill grinding, end mill geometry, programming of end mill grinding operation, end mill flute grinding operation

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.91

STRESZCZENIE: Przedstawiono metodykę programowania 5-osiowej obróbki frezami baryłkowymi. Do generacji ścieżek wykorzystano program HyperMILL. Następnie przeprowadzono weryfikację działania programu na fragmencie wieńca łopatkowego.

SŁOWA KLUCZOWE: obróbka 5-osiowa, frezy baryłkowe, CAM

ABSTRACT: Presented is a programming method for simultaneous 5-axis barrel end milling process. The toolpaths were generated using Hypermill software. Consequently, the program was practically verified on a blisk section.

KEYWORDS: 5-axis milling process, barrel mill, CAM

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.92

STRESZCZENIE: Przedstawiono propozycję wzorca, którego wydruk – po przeanalizowaniu jego jakości – stanowi podstawę do oceny dokładności wytwarzania z zastosowaniem drukarek 3D. Ze względu na dużą różnorodność rozmiarów drukarek 3D wymiary wzorca zostały sparametryzowane w zależności od długości podstawowych osi przestrzeni roboczej drukarki.

SŁOWA KLUCZOWE: szybkie prototypowanie, drukarki 3D, dokładność wydruku

ABSTRACT: This article presents the concept of a standard which could be used for assessment of 3D printers output accuracy. Due to large diversity of working ranges of different 3D printers, dimensions of the standard were related exclusively to the length dimensions of the main axes of machines.

KEYWORDS: rapid prototyping, 3D printers, printing accuracy

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.93

STRESZCZENIE: Zespół Smart Power z Politechniki Śląskiej od 2012 r. uczestniczy w międzynarodowych wyścigach pojazdów energooszczędnych Shell Eco-marathon. Podczas konstruowania swojego drugiego pojazdu – elektrycznego pojazdu typu miejskiego – zespół położył nacisk na opracowanie zaawansowanych systemów wspomagania kierowcy (ADAS); w ich projektowaniu wykorzystano metody wirtualnego prototypowania.

SŁOWA KLUCZOWE: wirtualne prototypowanie, pojazd elektryczny, ADAS, pojazd energooszczędny

ABSTRACT: Smart Power team participates in the World competition of energy efficient vehicles – Shell Eco-marathon since 2012. During the design work on the second vehicle i.e. an electric vehicle Urban Concept category, attention of the team has been drawn to the development of Advanced Driver Assistance Systems (ADAS), with the respective methods of design applied in the virtual prototyping work.

KEYWORDS: virtual prototyping, electric vehicle, ADAS, energy efficient vehicle

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.94

STRESZCZENIE: Przedstawiono koncepcję systemu przeznaczonego do podnoszenia i opuszczania (bez użycia ciężkiego sprzętu) konstrukcji nośnej (15-metrowego masztu) małej turbiny wiatrowej (z dyfuzorem o mocy ok. 3,5 kW i masie ok. 200 kg). W odróżnieniu od istniejących systemów umożliwia on podnoszenie masztów z przegubem centralnym. Zaproponowano rozwiązania konstrukcyjne urządzeń tworzących system oraz procedurę montażu masztu z wykorzystaniem tego systemu. Ponadto zaprezentowano analizy numeryczne mające na celu wstępną weryfikację elementów systemu i zbadanie rozkładu naprężenia w konstrukcji, co pozwoli na wprowadzanie dalszych zmian konstrukcyjnych.

SŁOWA KLUCZOWE: mała turbina wiatrowa, maszt, podnoszenie masztu, odciągi linowe, przegub centralny

ABSTRACT: This paper presents the concepts of a self-erecting system for a small wind turbine pole. The presented system provides for erecting and lowering the pole without use of heavy machinery. Unlike existing solutions the designed system allows to raise the poles with central joints. This paper presents a proposal for structural components of the system. The pole assembly procedure using the proposed system is also explained. This paper also presents the preliminary numerical analysis aimed at pre-verification system components and the stress assessment of the structural solution in question. The analysis when performed will allow to introduce further design changes. The proposed structure is planned to raise a 15 meter pole for small wind turbine with a diffuser of rated power of about 3.5 kW and 200 kgs weight.

KEYWORDS: small wind turbines, pole, pole erecting, guy wires, central joint

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.95

STRESZCZENIE: Omówiono etapy projektowania przekładni stożkowej z wykorzystaniem technik CAD i MES. Wskazano korzyści wynikające z użycia technik CAx, takie jak skrócenie czasu osiągnięcia wymaganych wskaźników jakościowych przekładni i wprowadzenia jej do produkcji.

SŁOWA KLUCZOWE: przekładnie stożkowe, projektowanie kół zębatych, techniki CAx

ABSTRACT: Presented are stages of the bevel gear design work with use of CAD, FEM and other techniques. To this purpose are also indicated some advantages provided by these techniques such as e.g. reduction of time usually consumed to achieve the required transmission quality indices and to implement the project in production.

KEYWORDS: bevel gears, gear design, CAx techniques

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.96

STRESZCZENIE: Omówiono zagadnienia związane z projektowaniem mobilnych robotów przemysłowych, przeznaczonych do realizacji zadań transportowych w elastycznym systemie produkcyjnym. Artykuł porusza również problem sterowania autonomicznymi robotami przemysłowymi.

SŁOWA KLUCZOWE: automatyzacja, sterowanie, modelowanie 3D CAD, systemy CAx

ABSTRACT: The article presents problems related to the design of mobile industrial robots, whose task is to perform transport operations in a flexible production system. Covered in the article are also issues related to control operation of the autonomous industrial robots.

KEYWORDS: automation, control, CAD 3D modelling, CAx systems

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.97

STRESZCZENIE: Zaprezentowano stan realizacji projektu budowy systemu nanodosuwu przeznaczonego do precyzyjnego pozycjonowania w obszarze roboczym dla ultraprecyzyjnej obróbki materiałów trudnoskrawalnych. Przedstawiono konstrukcję urządzenia umożliwiającego identyfikację kontaktu powierzchni czynnej elastycznego narzędzia ściernego z przedmiotem obrabianym.

SŁOWA KLUCZOWE: nanoobróbka, diagnostyka, monitorowanie, systemy CAx

ABSTRACT: Presented is progress of work on the project of construction of the nano-approach system designed for precise tool positioning within the working area for ultra-precision treatment of the hard to machine materials. The paper also shows the arrangement providing for identification of the active elastic abrasive tool contact surface with the workpiece.

KEYWORDS: nanoprocesing, diagnostics, monitoring, CAx systems

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.98

STRESZCZENIE: Przedstawiono proces przygotowywania modeli bryłowych do obliczeń wytrzymałościowych w programie Abaqus. Analizowany przypadek dotyczył kół zębatych przekładni stożkowej. Zaproponowano wykorzystanie modeli uproszczonych z precyzyjnie określonym rozmieszczeniem elementów skończonych.

SŁOWA KLUCZOWE: MES, Abaqus, przekładnia stożkowa, koło zębate, ślad współpracy

ABSTRACT: The article presents the procedure of preparation of bevel gear solid models for strength analysis in Abaqus program. The case study concerns bevel gears transmission. Simplified models are suggested for application which offer precisely defined arrangement of the finite elements.

KEYWORDS: FEM, Abaqus, bevel gears, gears, tooth contact

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.99

STRESZCZENIE: Przedstawiono sposób modelowania ślimaka globoidalnego stożkopochodnego z wykorzystaniem systemów CAD i modelu matematycznego. Pokazano algorytmy w programie Matlab R2013a oraz makra w programie Excel, które automatycznie przekształcają dane numeryczne w model CAD zwoju ślimaka.

SŁOWA KLUCZOWE: przekładnia ślimakowa globoidalna, ślimak globoidalny

ABSTRACT: This paper presents a method of modeling the globoid conic worm using CAD systems and mathematical model. The algorithms made in Matlab R2013a and macro made in Excel, which automatically transform the numerical data into CADmodel of worm tooth were presented.

KEYWORDS: globoid worm gear, globoid worm

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.100

STRESZCZENIE: Przedstawiono dwa modele wyznaczania promieni krzywizny elementów rolkowej przekładni tocznej w strefie ich styku. Pierwszy model wykorzystuje oprogramowanie CATIA, a drugi bazuje na metodzie analitycznej.

SŁOWA KLUCZOWE: rolkowe przekładnie toczne, promienie krzywizny

ABSTRACT: Described are two procedures providing for calculation of the curvature radii values within the zone of rolling contact between the elements of thread roller screw. The first method is by using CATIA software while the other is making use of mathematical model.

KEYWORDS: thread roller screw, curvature

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.101

STRESZCZENIE: Omówiono prototyp hydraulicznego przestrzennego przesuwnego manipulatora równoległego o trzech stopniach swobody, składającego się z nieruchomej podstawy i ruchomej platformy, które są połączone przegubami z trzema zintegrowanymi osiami elektrohydraulicznymi. Zaproponowano model kinematyczny i układ sterowania hydraulicznego manipulatora równoległego umożliwiający kompensację błędów odtwarzania zadanej (wygenerowanej) trajektorii końcowego punktu ruchomej platformy.

SŁOWA KLUCZOWE: manipulator równoległy, osie elektrohydrauliczne

ABSTRACT: The paper deals with a prototype of 3-DoF (degrees of freedom) hydraulic spatial translational parallel manipulator. The parallel manipulator consists of a fixed base and a moving platform, which are connected by the joints with three integrated electro-hydraulic axes. Kinematics model and control system of the hydraulic parallel manipulator enabling the errors compensation of the set (generates) trajectory of the end- -effector on the moving platform has been proposed.

KEYWORDS: parallel manipulator, electro-hydraulic axis

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.87

STRESZCZENIE: Organizmy żywe przystosowały swoją budowę i pokrycie ciała do bezpiecznego i racjonalnego realizowania podstawowych czynności życiowych. Wiele z tych patentów natury może być inspiracją do rozwiązywania problemów inżynierskich. Przedstawiono przykłady wykorzystania bioinspiracji w rozwoju inżynierii produkcji.

SŁOWA KLUCZOWE: bionika, właściwości warstwy wierzchniej, odporność na zużycie, wytrzymałość zmęczeniowa

ABSTRACT: Living organisms have developed their structures and coverings of their bodies to meet the safe and sparing life supporting operation requirements. Many of these systems could readily inspire solutions to engineering problems. Presented are the examples of bio-inspirations found effective in solving production engineering problems.

KEYWORDS: bionics, surface layer properties, wear resistance, fatigue strength

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.86

STRESZCZENIE: Przedstawiono zagadnienie komputerowego modelowania procesu wytłaczania dwuślimakowego przeciwbieżnego z zastosowaniem niekonwencjonalnych układów ślimakowych. Podano przykłady trójwymiarowego, nienewtonowskiego modelowania wybranych elementów niekonwencjonalnych. Zastosowano ogólnie zorientowany pakiet programów obliczeniowej mechaniki płynów CFD (computational fluids dynamics) – ANSYS Polyflow. Opisano metodę globalnego modelowania wytłaczania przeciwbieżnego, które ujmuje ten proces całościowo, z uwzględnieniem transportu tworzywa w stanie stałym, uplastyczniania tego tworzywa oraz jego przepływu po uplastycznieniu. Metoda ta bazuje na bezwymiarowych charakterystykach przepływowych ślimaków, definiujących zależności bezwymiarowego natężenia przepływu tworzywa i bezwymiarowego gradientu ciśnienia.

SŁOWA KLUCZOWE: polimery, wytłaczanie dwuślimakowe, modelowanie

ABSTRACT: Computer modeling of counter-rotating twin screw extrusion with the use of nonconventional screw configurations has been presented. Some examples of three-dimensional, non- -Newtonian modeling are shown. CFD generally oriented software ANSYS Polyflow has been used for modeling. Global modeling of counter-rotating extrusion is discussed which describes the process considering solid transport, melting and melt flow. The basis of this approach were screw pumping characteristics which defined the dimensionless flow rate and dimensionless pressure gradient.

KEYWORDS: polymers, twin screw extrusion, modeling

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.5-6.88

STRESZCZENIE: Twarde i kruche materiały – np. szkło, ceramika, a zwłaszcza węglik krzemu (SiC) – mają szerokie zastosowanie, co wynika z ich dużej stabilności termicznej i odporności na zużycie. Z drugiej strony wysoka twardość i kruchość czyni SiC materiałem trudno skrawalnym. Na szczęście wciąż są opracowywane nowe metody mikroobróbki, umożliwiające kształtowanie małych przedmiotów z SiC o zadowalającej dokładności geometrycznej i jakości powierzchni.