• Środa, 17 kwietnia 2024
X

Inteligentne kompozyty z ITWL

Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych utworzył Centrum Krajowy Ośrodek Badawczy Inteligentnych Materiałów Kompozytowych (KOBIMK), celem opracowywania i badania nowych innowacyjnych materiałów dla przemysłu lotniczego oraz sektorów wysokiej technologii.

W skład centrum, utworzonego dzięki wsparciu finansowemu Mazowieckiej Jednostki Wdrażania Programów Unijnych, wchodzi zespół laboratoriów wyposażonych w wysoce specjalistyczne zaplecze, niezbędne do prowadzenia skoordynowanych prac badawczych i rozwojowych. Głównym celem prowadzonych w nim eksperymentów jest opracowanie inteligentnego poszycia dla statku powietrznego, ze zintegrowaną w powłoce kompozytowej warstwą komunikacyjną oraz niezbędnymi czujnikami wielkości fizycznych. Wprawdzie materiały kompozytowe są obecnie szeroko stosowane w lotnictwie, ale kolejnym krokiem będzie opracowanie ich innowacyjnych odmian z rozbudowanymi warstwami komunikacji o dużej przepustowości dla strumieni informacji oraz odpornością na awarie wynikającą z wykorzystania ścieżek redundantnych, z własną autonomiczną inteligencją, służącą do samodiagnozy ewentualnych uszkodzeń i predykcji wystąpienia uszkodzenia konstrukcji.

Prace Ośrodka mają umożliwić integrację w szeroko pojętych materiałach kompozytowych światłowodowego i elektrycznego medium transmisji danych, linii zasilania oraz różnego rodzaju czujników, sterowników mikroprocesorowych i układów transmisji danych. Zasadniczym zadaniem będzie stworzenie nowego lotniczego kompozytu z funkcją transmisji danych, opartego na bazie kompozytu epoksydowo-węglowego (CFRP – Carbon Fiber Reinforced Plastic), z warstwami izolacyjnymi z kompozytu epoksydowo-szklanego (GFRP – Glass Fiber Reinforced Plastic), zbrojonego włóknami o wysokiej wytrzymałości typu R. Warstwa transmisyjna zostanie zaprojektowana w laboratorium elektronicznym jako sieć światłowodowa wykonana w oparciu o niemodyfikowany światłowód jednomodowy wykorzystywany w telekomunikacji. Zastosowanie nowego materiału umożliwi m.in. redukcję kabli na pokładzie statku powietrznego oraz eliminację problemów z ekranowaniem konstrukcji kompozytowych. W Ośrodku możliwe będzie przetestowanie inteligentnych struktur laminarnych i typu sandwich, z rdzeniem komórkowym, występujących w półskorupowych konstrukcjach lotniczych.

Wzorem dla badanych rozwiązań są obserwacje natury zaczerpnięte ze struktury układu krwionośnego czy unerwienia istot żywych, a rezultaty badań posłużą także opracowaniu rozwiązań dla przemysłu medycznego.

 

Zadania

● opracowanie metod integracji kompozytów z warstwami transmisji danych, anten, detektorów promieniowania mikrofalowego i optycznego oraz innych czujników wielkości fizycznych;

● opracowanie prototypów wysoce spersonalizowanych protez kończyn ułatwiających kontrolę nad ruchem i wspomagających wykonywanie ruchów dzięki wykorzystaniu miniaturowych siłowników;

● opracowanie inteligentnych opakowań do transportu organów do transplantacji oraz krwi i produktów krwiopochodnych;

● opracowanie bezpiecznych zasobników do transportu substancji niebezpiecznych;

● opracowanie osłon i ekranów tłumiących szkodliwe pola elektromagnetyczne;

● opracowanie na bazie efektów prac realizowanych w programie strategicznym energii skierowanej innowacyjnych lekkich osłon dla personelu wykonującego badania RTG w szpitalach i klinikach.

Obszarem oddziaływania Ośrodka jest także udostępnianie infrastruktury badawczej dla uczelni wyższych z Mazowsza oraz zarządzanie repozytorium wiedzy dziedzinowej z obszaru kompozytów, stanowiącego kompendium wiedzy dla przedsiębiorstw i uczelni wyższych.

Powołanie Ośrodka ma ponadto wychodzić naprzeciw potrzebom szeroko rozumianego przemysłu i zachęcać do skorzystania z kompetencji, wiedzy, doświadczenia i potencjału badawczego ITWL. Ośrodek działałby na rzecz przedsiębiorstw gospodarczych jako zewnętrzny dział badawczo-rozwojowy, przekładający jego wizję i potrzebę biznesową na konkretne sprawdzone i przetestowane rozwiązania, gotowe do wdrożenia produkcyjnego. Dla zewnętrznych podmiotów stwarza to możliwość korzystania z usług laboratorium badawczego, a także partnera biznesowego świadczącego pełne wsparcie w zakresie oceny pomysłu, analizy potrzeb i wyboru optymalnej technologii dla nowego produktu. Możliwe będzie także opracowanie i wielkolaboratoryjna produkcja filamentów o specyficznych właściwościach, stworzonych na potrzeby konkretnego klienta.

 

Organizacja

Krajowy Ośrodek Badawczy Inteligentnych Materiałów Kompozytowych tworzą:

Zakład Integracji Systemów C4ISR wyposażony w komorę bezodbiciową o podstawie 8,85 × 5,85 m i wysokości 5,325 m, tłumiącą zewnętrzne pola około milion razy, która wraz z towarzyszącym wyposażeniem jest przeznaczona do kontroli otoczenia radiowego, służąc do pomiarów właściwości fizycznych nowoczesnych materiałów kompozytowych oraz pól elektromagnetycznych. Aparatura pomiarowa obejmuje zestaw anten, przedwzmacniaczy, przewodów, generatorów i odbiorników zintegrowanych w ramach stanowiska do badań elektromagnetycznych.

Wnętrze komory bezodbiciowej stanowiącej wyposażenie Zakład Integracji Systemów C4ISR.

Wnętrze komory bezodbiciowej stanowiącej wyposażenie Zakład Integracji Systemów C4ISR.

Zakład Zdatności do Lotu Statków Powietrznych  specjalizujący się m.in. w badaniach wytrzymałościowych materiałów. W ramach Zakładu utworzono dwa laboratoria, których praca skupia się na charakteryzacji właściwości wytrzymałościowych materiałów kompozytowych oraz badaniach na potrzeby prac nad rozwojem czujników i systemów SHM. Zakład wyposażony jest w maszyny wytrzymałościowo-zmęczeniowe Acumen 12 A/T (2 szt.) i Acumen 1 z komorami temperaturowymi, komorę środowiskową DM 340SR, optyczno-stykową maszynę współrzędnościową Baty Vision System – Venture 3D CNC, system pomiaru przemieszczeń z cyfrową korelacją obrazu ARMIS 3D, stanowisko monitorowania obciążeń oraz uszkodzeń konstrukcji, drukarkę 3D, ploter laserowy, wibrometr laserowy PSV-500 i mobilny skaner 3D.

 

Zakład Materiałów Pędnych i Smarów specjalizujący się w obszarze technik wytwarzania. W jego Pracowni Technologii Materiałowych są opracowywane i wytwarzane w skali laboratoryjnej i ćwierćtechnicznej materiały prototypowe do procesów wytłaczania i wtrysku (granulaty) oraz do technik pomostowych (filamenty). Zakład dysponuje dwiema liniami technologicznymi przeznaczonymi do wytwarzania granulatów (średnica ślimaka 20 mm) oraz wytłaczania w postaci filamentu do druku 3D termoplastycznych tworzyw kompozytowych (średnica ślimaka 25 mm). Zaletą wytwarzanego materiału jest możliwość poddania recyklingowi. W efekcie prowadzonych w zakładzie badań otrzymano o kompozytowe absorbery polimerowe modyfikowane nano i mikrocząstkami. Rozwój tej technologii kontynuuje nowo utworzone laboratorium absorberów.

Linie technologiczne stanowiące wyposażenie Pracowni Technologii Materiałowych Zakładu Materiałów Pędnych i Smarów.

Linie technologiczne stanowiące wyposażenie Pracowni Technologii Materiałowych Zakładu Materiałów Pędnych i Smarów.

 

Reklama

Najnowsze czasopisma

Zobacz wszystkie
X
Facebook
Twitter
X

Dołącz do nas

X