Materiały 3D

Międzywydziałowy Zespół Materiałów 3D składa się z przedstawicieli Wydziału Samochodów i Maszyn Roboczych PW oraz Wydziału Inżynierii Materiałowej PW. Główne obszary działalności to szeroka gama materiałów konstrukcyjnych, funkcjonalnych i inteligentnych.

Są to zarówno materiały metaliczne, lite i porowate, jak i polimerowe oraz kompozytowe. Istotnym wyróżnikiem Zespołu jest jego nastawienie na przyrostowe techniki wytwarzania materiałów, które pozwalają na uzyskiwanie złożonych kształtów, ale też właściwości niemożliwych do osiągnięcia tradycyjnymi technologiami.

Ponadto Zespół intensywnie pracuje nad praktycznymi zastosowaniami wytwarzanych i badanych materiałów w różnych obszarach gospodarki, takich jak: przygotowywanie materiałów wsadowych do druku 3D, generacja i konwersja energii, materiały do zastosowań biomedycznych, robotyka i urządzenia inteligentne.

Prace Zespołu obejmują również projektowanie materiałów, w oparciu o modelowanie komputerowe metodami MES, DFT czy DEM.

 
 

Oferta badawcza

  • Badania empiryczne materiałów (wytrzymałościowe, zmęczeniowe, reologiczne)
  • Analizy numeryczne i analityczne
  • Ekspertyzy z zakresu materiałów inteligentnych i innych dziedzin mechaniki
  • Poszukiwanie nowych rozwiązań z zakresu robotyki miękkiej
  • Projektowanie dedykowanych materiałów i urządzeń inteligentnych
  • Wytwarzanie materiałów metalicznych techniką DMLS
  • Projektowanie poprocesowych obróbek cieplnych dla materiałów wytwarzanych techniką DMLS
  • Projektowanie poprocesowych obróbek cieplnych dla materiałów wytwarzanych techniką DMLS
  • Atomizacja metali i stopów metodą ultradźwiękową
  • Charakteryzacja mikrostruktury i właściwości wytrzymałościowych materiałów metalicznych wytwarzanych techniką DMLS
  • Inżynieria tkankowa - Synteza biomateriałów polimerowych
  • Druk 3D polimerów i kompozytów
  • Biodrukowanie
  • Elektroprzędzenie z roztworu
  • Zaawansowane obrazowanie za pomocą mikroi nanotomografii komputerowej
  • Modelowanie komputerowe w zakresie biomateriałów i procesów ich degradacji
  • Systemy dostarczania leków

 

Głowna infrastruktura badawcza

  • Drukarka 3D do metalu EOS M 100
  • Drukarka FDM Ultimaker S5
  • Drukarka 3D umożliwiająca drukowanie obiektów o znaczących rozmiarach
  • Atomizer ultradźwiękowy
  • Maszyna wytrzymałościowa wraz z systemem DATEC do pomiaru pól odkształceń metodą DIC
  • Analizator wielkości cząstek Horiba LA-950
  • Dyfraktometry rentgenowskie (XRD) do analizy składu fazowego Bruker D8 Advance i Rigaku MiniFlex II
  • Spektrometr rentgenowski (XRF)
  •  Elektronowy mikroskop skaningowy Hitachi SU 70 - 2x tape caster
  • Stanowisko do badań elektrochemicznych NORECS AS
  • Zestaw do badań spektroskopii impedancyjnej GAMRY3000
  • Stanowisko do badań przepuszczalności
  • Stanowisko do badań przewodności elektrycznej
  • Szereg specjalistycznych stanowisk badawczych do badania elementów drgających (drgania skrętne i poprzeczne) z różnymi typami wymuszeń (siłowymi, impulsowymi i kinematycznymi)
  • Wysokorozdzielcza kamera termowizyjna
  • 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)
  • Mikroskop wysokotemperaturowy Nikon Eclipse LV100ND ze stolikiem Linkam TS1500 (do 1500 °C)
  • Wysokowydajne stacje obliczeniowe - oprogramowanie ANSYS/Fluent, Abaqus, Yade, Matematica, LAMMPS, VASP, MicroMeter
     
     

Wybrane patenty

  • Sposób wytwarzania trójwymiarowych  obiektów na bazie trójskładnikowych faz układu TiAlN, P.420974, 2021
  • Method for additive manufacturing of three-dimensional objects from metallic glasses, EP 17707419
  • Mikrokapsułki typu rdzeń/otoczka i sposób wytwarzania mikrokapsułek typu rdzeń/otoczka, P.426789
  • Bioaktywny śródkostny implant stomatologiczny, P.425508
  • Zgłoszenie patentowe: Sposób otrzymywania magnetokalorycznych stopów Heuslera oraz zastosowanie recyklatu niklowego, P.435496
     
     

Wybrane publikacje

  • Żrodowski Ł., Wróblewski R., Choma T., Morończyk B., i in. (2021), Novel Cold Crucible Ultrasonic Atomization Powder Production Method for 3D Printing, Materials, 14(10), 2541; DOI
  • Sitek R., Szustecki M., Zrodowski L., Wysocki B., Jaroszewicz J., Wisniewski P. and Mizera J. (2020), Analysis of microstructure and properties of a Ti–AlN composite produced by Selective Laser Melting, Materials 2020, 13, 2218, DOI:10.3390/ma13102218
  • Chlewicka M., Dobkowska A., Sitek R., Adamczyk-Cieślak B., Mizera J. (2022), Microstructure and corrosion resistance characteristics of Ti–AlN composite produced by selective laser melting, Materials and Corrosion, 73(3), pp. 451–459, DOI
  • Sitek R., Molak R., Zdunek J., Bazarnik P., Wiśniewski P., Kubiak K., Mizera J. (2021), Influence of an aluminizing process on the microstructure and tensile strength of the nickel superalloy IN 718 produced by the Selective Laser Melting, Vacuum 186, 110041, DOI 
     
     

Projekty

  • Innowacyjne materiały na osnowę elektrolitu dla węglanowych ogniw paliwowych, 2016–2019 (Współpraca Polsko-Tajwańska, NCBR)
  • Udoskonalone wytwarzanie ogniw paliwowych mające na celu wydłużenie czasu eksploatacji, poprawę parametrów pracy, w szczególności mocy przypadającej na jednostkę objętości/masy ogniwa oraz obniżenie kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych poprzez zastosowanie alternatywnych układów katalitycznych w technologii poligraficznej, 2016–2020 (POIR, NCBR) 
  • Opracowanie technologii odzysku metali szlachetnych i metali ziem rzadkich do produkcji elementów węglanowych ogniw paliwowych, 2017–2021 (POIR, NCBR)
  • Multidisciplinary European training network for development of personalized anti-infective medical devices combining printing technologies and antimicrobial functionality 2016-2020 (Horyzont 2020, UE)
  • Promoting patient safety by a novel combination of imaging technologies for biodegradable magnesium implants (Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Networks, ITN-ETN, Horyzont 2020, UE)
  • Technologie autonomicznej rekonfiguracji materiałów w pojazdach, 2015–2018 (PBS3, NCBR)
  • Badania i opracowanie konstrukcji układu tłumienia drgań z wykorzystaniem inteligentnych tłumików magnetoreologicznych dedykowanych dla podstawy uniwersalnej obiektu specjalnego, 2013–2015 (INNOTECH, NCBR)
  • Opracowanie technologii wspomagających regenerację pokryć ochronnych łopatek turbiny silnika lotniczego, 2018–2019 (NCBR) 
     
     

Kontakt

prof. dr hab. inż. Robert Zalewski
tel. 22 234 84 79
robert.zalewski@pw.edu.pl

dr hab. inż. Ryszard Sitek
tel. 22 234 81 57
ryszard.sitek@pw.edu.pl

dr inż. Rafał Wróblewski
tel. 22 234 87 31
rafal.wroblewski@pw.edu.pl