Projekti / Programi
Materiali s funkcionalno porazdeljenimi lastnostmi
01. januar 2013
- 31. december 2016
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 2.04.02 |
Tehnika |
Materiali |
Kovinski materiali |
| 2.04.03 |
Tehnika |
Materiali |
Polimerni materiali |
| Koda |
Veda |
Področje |
| T450 |
Tehnološke vede |
Kovinska tehnologija, metalurgija, kovinski izdelki |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
Raziskovalci (17)
Organizacije (3)
Povzetek
V raziskovalni program Materiali s funkcionalno porazdeljenimi lastnostmi so vključeni trije partnerji in sicer Tecos, C3M in Naravoslovnotehniška fakulteta, Oddelek za materiale in metalurgijo s katedrami za livarstvo, za metalurško procesno tehniko in za preoblikovanje materialov. Ti partnerji tvorijo interdisciplinarno skupino, ki na tem področju dela znanstveni in tehnološki preboj. Področje dela zajema eksperimentalne študije elementarnih procesov v materialih in vpliv raznih procesnih parametrov njihovega termomehanskega procesiranja na razvoj mikrostrukture, da jih lahko uporabimo za izdelavo masivnih materialov s funkcionalno porazdeljenimi lastnostmi. Nadalje, razvoj računalniških modelov za simulacije na različnih prostorsko-časovnih skalah in njihova uporaba pri študiju elementarnih procesov in v aplikativne namene, razvoj in uporaba optimizacijskih metod, umetne inteligence, razvoj in optimizacija tehnoloških postopkov za izdelavo materialov ter razvoj novih eksperimentalnih testov. Raziskovalni program je usmerjen v raziskavo in razvoj novih, z znanjem podprtih masivnih kovinskih materialov, polimerov in bioloških tkiv s funkcionalno porazdeljenimi lastnostmi skupaj z optimirano tehnologijo za njihovo izdelavo z izkoriščanjem procesov v materialu v celotni procesni verigi njihove izdelave s ciljem doseči širok krog njihove uporabe. Poleg nadaljevanja raziskav na področjih, kjer je bila skupina aktivna v preteklem obdobju, se bomo v naslednjem obdobju posvetili še (i) razvoju in raziskavam na področju materialov s funkcionalno porazdeljenimi lastnostmi za vesoljske aplikacije, s poudarkom na strukturnih elementih satelitov, (ii) razvoju eksperimentalnih tehnik za določanje konstitucijskega odziva materialov s funkcionalno porazdeljenimi lastnostmi, ki je nujno za numerične simulacije odziva teh materialov pod raznimi obremenitvami, ter (iii) teoretičnim numeričnim in eksperimentalnim študijam razvoja poškodb v teh materialih.
Pomen za razvoj znanosti
Materiali z visoko dodano vrednostjo in večjo vsebnostjo znanja, ki so zmogljivejši in imajo zato veliko širšo uporabno vrednost postajajo vse bolj pomembni za konkurenčnost industrije in trajnostni razvoj. V zvezi z novimi modeli proizvodne industrije so materiali ključ za dandanašnji tehnološki napredek in predstavljajo začetni korak pri dvigu dodane vrednosti izdelkov in njihovih uporabnih lastnosti. Predlagani raziskovalni program je usmerjen v razvoj nujnih tehnologij za izdelavo MFPL, kot tudi procesov, ki potekajo v materialih med procesom gradiacije njihovih lastnosti. Rezultati bodo tako pripomogli h boljšemu razumevanju mehanizmov, ki povzročajo gradiacijo. Po drugi strani pa bodo pripomogli tudi h boljšemu razumevanju vplivov različnih procesnih parametrov na lokalni razvoj mikrostrukture, kar ima velik teoretični in tudi praktični pomen. Modeliranje razvoja mikrostrukture med procesiranje MFPL bo omogočilo globlje razumevanje sinergijskih učinkov mnogih tehnoloških parametrov, ki vplivajo na razvoj mikrostruktura. Pričakujemo, da bodo predlagane raziskave prispevale v svetovno zakladnico znanja na mnogih tehnoloških področjih kot so strukturni elementi za vesoljske aplikacije, preoblikovanje materialov, livarstvo, procesna tehnika, jeklarstvo, proizvodnja polimerov in plastičnih izdelkov, po drugi strani pa je predlagan program zasnovan tako, da bo gotovo prišlo do novih odkritij in spoznanj na področju kovinskih in polimernih materialov in sicer na področju modeliranja, numeričnih simulacij, termodinamike, razvoja novih testov in eksperimentalnih metod ter razvoja novih kovinskih materialov.
Pomen za razvoj Slovenije
Materiali, ki temeljijo na naprednih znanjih postajajo v današnjem času vse pomembnejši in pričakujemo, da bodo tudi v prihodnosti močno vplivali na razvoj novih tehnologij na različnih področjih. V Sloveniji je veliko kovinske, kovinsko- predelovalne, in livarske (71 livarn) industrije ter industrije plastike (več kot 2000 podjetij), ki dobavlja material in dele tako za domač kot tudi za tuje trge. Zaradi hitrega razvoja se pred mnoge postavljajo novi tehnološki izzivi in tudi problemi. Ker se morajo neprestano prilagajati novim zahtevam je zelo pomembno, da se fundamentalno razumevanje procesov združi s tehnološkim znanjem. Da bi zadostili tem potrebam smo člani programske skupine aktivni na več področjih, ki so vsa zelo pomembna za razvoj Slovenije: Slovenski industriji nudimo mnoge raziskovalne storitve: celovit razvoj izdelkov in naprav, konstruiranje tehnoloških izdelkov na podlagi idejne zasnove, optimizacijo izdelkov in izdelavo konstrukcije prilagojene postopku izdelave izdelka, razvoj novih modelov za opis procesov materialih in za vodenje procesov, simulacije na različnih prostorsko-časovnih skalah, precizne meritve in testiranje na naši opremi, napredne računalniško podprte analize, strukturne analize, precizne analize po metodi končnih elementov, analize procesov, simulacije procesov litja kovin (gravitacijsko, nizko- in visokotlačno litje, litje v pesek, itd.), simulacije masivnega preoblikovanja (kovanje, iztiskovanje, valjanje, itd.), hitro izdelavo natančnih CAD-modelov fizičnih izdelkov, digitalizacijo velikih objektov na terenu, tudi v proizvodnji, natančno obnovo orodij, tudi kadar ni na voljo ustreznih CAD podatkov, možnost hitre reprodukcije izdelkov na osnovi digitaliziranih podatkov, precizne 3D optične meritve, prototipno in maloserijsko proizvodnjo, izdelavo prototipov iz končnih materialov, brizganje zahtevnih 2k in mikro izdelkov s kompleksno geometrijo iz plastičnih mas,brizganje izdelkov iz tekoče silikonske gume, kalibracijo simulacij brizganja plastike, itd. Člani programske skupine sodelujemo s tujimi univerzami in raziskovalnimi institucijami ter smo sodelovali in še vedno sodelujemo v mnogih evropskih projektih, vključno z FP7 in imamo tako stik z vrhunskimi tujimi raziskovalci in s podjetji z obravnavanega in sorodnih področij, s tem pa prinašamo to znanje tudi v Slovenijo. Člani programske skupine organizirajmo specialistična usposabljanja in ekskurzije za industrijo, kar je izrednega pomena za razvoj stroke in inženirske prakse. Člani programske skupine smo vključeni v pedagoški proces na Naravoslovnotehniški fakulteti, kjer smo nosilci na prvi bolonjski stopnji nosilci pri 22 obveznih in 19 izbirnih predmetih, na drugi stopnji pri 8 predmetih in pri 4 na doktorskem študiju. Poleg tega so nekateri člani programske skupine tudi člani in vodja centra odličnosti Vesolje-si, v okviru katerega se ukvarjamo s tehnologijami mikro in nanosateltov, kar je izrednega pomena za razvoj Slovenije.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2013,
2014,
2015,
zaključno poročilo
