Doktorat wdrożeniowy (IV edycja)

Kierownik projektu: dr hab. Paweł Szroeder, prof. uczelni

Liczba doktorantów: 2

Okres realizacji 2020-2024

Podmiot współpracujący: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników (Toruń)

Dofinansowanie: 677 264,72 zł (projekt finansowany z budżetu państwa)

Opis:

Temat (1): Biodegradowalne nanokompozyty polimerowe zawierające nanorurki węglowe i grafen o podwyższonych właściwościach wytrzymałościowych

Temat (2): Opracowanie składu oraz technologii przetwórstwa niepalnych polimerowych kompozytów biodegradowalnych, podatnych na skrawanie do zastosowań użytkowych

Opracowane w ramach obu doktoratów wdrożeniowych kompozyty oraz technologia ich przetwórstwa pozwoli na szersze zastosowanie tworzyw biodegradowalnych, które obecnie nie są szeroko rozpowszechnione na świecie w porównaniu do wielkocząsteczkowych polimerów niebiodegradowalnych. Prócz innowacji w sferze ochrony środowiska, nowe technologie materiałowe pozwolą odpowiedzieć na pojawiające się oczekiwania ze strony społeczeństwa, jak i firm z branży przemysłowego przetwórstwa tworzyw, które zaczynają zwracać się w stronę „zielonych” technologii w tworzeniu niezbędnych człowiekowi produktów codziennego użytku. 

Doktorat wdrożeniowy (V edycja)

Kierownik projektu: dr hab. inż. Marek Macko, prof. uczelni

Doktorant: Paweł Cyprys

Okres realizacji 2021-2025

Podmiot współpracujący: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników (Toruń)

Dofinansowanie: 338 632,36 zł (projekt finansowany z budżetu państwa)

Temat: Dobór cech konstrukcyjnych głowicy do wytwarzania folii metodą wytłaczania z rozdmuchem z wykorzystaniem narzędzi komputerowego wspomagania projektowania

Opis: 

Celem naukowym projektu jest poznanie i dobór wybranych cech konstrukcyjnych głowicy do wytwarzania folii metodą wytłaczania z rozdmuchem z wykorzystaniem narzędzi komputerowego wspomagania projektowania. Celem praktycznym jest zaprojektowanie oraz wykonanie rdzenia głowicy wytłaczarskiej wg autorskiego projektu a następnie realizacja badań eksperymentalnych pod kątem prawidłowości procesu wytłaczania folii jednowarstwowej metodą rozdmuchu jak również jakości próbek pod kątem eliminacji wad przetwóczych. Głowica wytłaczarska jest kluczowym komponentem zespołu wytłaczarskiego do produkcji folii rozdmuchiwanej. Stąd też właściwy dobór cech konstrukcyjnych, dzięki wdrożeniu metod komputerowego wspomagania projektowania, zapewni wysoką jakość geometrycznych cech wytwarzanej folii, przy zachowaniu parametrów eksploatacyjnych; odpowiedniego kształtu rury cienkościennej i zapewnieniu odpowiedniej ilości powietrza, wraz z utrzymaniem jego ciśnienia.

Doktorat wdrożeniowy (V edycja)

Kierownik projektu: dr hab. Piotr Rytlewski, prof. uczelni

Doktorant: Natalia Puszczykowska

Okres realizacji 2021-2025

Podmiot współpracujący: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników (Toruń)

Dofinansowanie: 338 632,36 zł (projekt finansowany z budżetu państwa)

Temat: Technologia przetwórstwa i właściwości piezoelektryczne biodegradowalnych kompozytów przeznaczonych do wytwarzania detali metodą druku 3D (FDM)

Opis: 

Celem projektu jest opracowanie składów mieszanek i wytycznych do technologii przetwórstwa wraz z przystosowaniem istniejącej linii do produkcji filamentu z otrzymanych mieszanek oraz modelowanie matematyczne procesu (wytłaczanie) użytkowych kompozytów biodegradowalnych,  zdolnych do przetwarzania metodą druku 3D w celu otrzymania detali o właściwościach piezoelektrycznych. Celem jest opracowanie kompozytów na bazie wybranych tworzyw biodegradowalnych z dodatkami substancji zmieniających właściwości elektromechaniczne np. tytanian baru (BT), tytanian-cyrkonian ołowiu (PZT)  oraz dodatków wspomagających przetwórstwo i cechy użytkowe. Opracowane kompozyty poddane zostaną badaniom właściwości mechanicznych, elektromechanicznych i fizykochemicznych. Dobrana zostanie optymalna konfiguracja ślimaków wytłaczarki dwuślimakowej współbieżnej, parametry wytłaczania mieszanek wraz  modelowaniem tego procesu, jak i opracowanie procesu wytłaczania biofilamentów do druku 3D z tych materiałów.

Doktorat wdrożeniowy (VI edycja)

Kierownik projektu: dr hab. inż. Marek Macko, prof. uczelni

Doktorant: Adam Zabrowarny

Okres realizacji 2022-2026

Dofinansowanie: 338 632,36 zł (projekt finansowany z budżetu państwa)

Temat: Opracowanie urządzenia do uzdatniania wody ze skażeń celowych w technologii przepływowej w warunkach polowych

Opis: W przemyśle zbrojeniowym stosowane są rozwiązania neutralizacji skażeń będących wynikiem działania broni masowego rażenia, które pozwalają na uzdatnienie wody do poziomu, który pozwala na jej spożycie. Jednak technologia, na której opierają swoje działanie została opracowana w połowie zeszłego wieku, ergonomia i bezpieczeństwo ich użycia są bardzo mocno zależne od umiejętności personelu obsługującego sprzęt, a wykonanie procedury niezgodnie z instrukcją prowadzi do nieumyślnego skażenia ludzi, sprzętu i otoczenia, co może mieć tragiczne skutki. Dodatkowym problemem istniejących rozwiązań jest konieczność częstej wymiany złóż i uzupełniania odczynników chemicznych. Stosowane odczynniki są silnymi utleniaczami, co generuje kolejny problem w postaci korozji i ogólnie negatywnego wpływu na trwałość sprzętu, a także są toksyczne dla ludzi, przez co wymagana jest dodatkowa ochrona indywidualna członków obsługi. Projekt zakłada opracowanie technologii przepływowej. Krótki czas od rozpoczęcia pracy do pozyskania wody pitnej jest kluczowy w zastosowaniu wojskowym, zwłaszcza biorąc pod uwagę skrajne warunki (np. na polu walki). Uzyskanie pozytywnych wyników badań i wdrożenie urządzenia w jednostkach wojskowych będzie miało bardzo pozytywny wpływ na środowisko ze względu na zmniejszenie ilości wytwarzanych niebezpiecznych odpadów, które są problematyczne jeżeli chodzi o recykling.

Doktorat wdrożeniowy (2023, VII edycja)

Kierownik projektu: dr hab. inż. Krzysztof Moraczewski, prof. uczelni

Doktorant: Lauren Szymańska

Okres realizacji 2023-2027

Podmiot współpracujący: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników (Toruń)

Dofinansowanie: 316 799,84 zł (projekt finansowany z budżetu państwa)

Temat: Opracowanie technologii otrzymywania innowacyjnego materiału polimerowego o szerokim spektrum działania antybakteryjnego i antygrzybicznego

Opis: Obecnie w UE obserwuje się zwiększone zapotrzebowanie na „zielone” materiały. Problemem jest jednak znalezienie wydajnych, długodziałających, nietoksycznych i konkurencyjnych cenowo dodatków o właściwościach antybakteryjnych lub przeciwgrzybiczych mogących mieć zastosowanie w polimerach. Przedstawione dotychczas w literaturze rozwiązania, dotyczą prawie wyłącznie układów, w których występuje tylko jedna naturalna substancja aktywna biologicznie lub względnie jej połączenie z substancją syntetyczną np. antybiotykiem(zał.5). Tego typu rozwiązania wykazują jedynie ograniczony zakres działania np. tylko na wybrane szczepy bakterii lub grzybów. Brak jest natomiast rozwiązań dotyczących materiałów zawierających mieszaninę kilku aktywnych substancji naturalnych zawartych w polimerze, które mogą oddziaływać jednocześnie na szeroką grupę drobnoustrojów. Głównym założeniem przewidzianych prac badawczych jest zatem znalezienie takiej mieszaniny kilku substancji naturalnych, która przyczyni się do wzmocnienia efektu i rozszerzenia spektrum działania przeciwdrobnoustrojowego. W rezultacie opracowany zostanie nowy i innowacyjny biodegradowalny kompozyt polimerowy o zwiększonej efektywności działania antybiologicznego przy jednoczesnym zachowaniu odpowiednich właściwościach przetwórczych,mechanicznych i cieplnych tego materiału, co zostanie potwierdzone odpowiednimi badaniami. Zastosowanie niskich stężeń poszczególnych składowych układu obniży koszt produkcji, a opracowana technologia z powodzeniem będzie mogła być wdrożona w postaci koncentratu polimerowego lub produkcji gotowych wyrobów tj. folii,pojemników, czy opakowań, czym zainteresowanych jest wiele firm branży polimerowej i medycznej. Realizacja projektu przyczyni się do rozwoju dyscypliny inżynieria materiałowa, wzbogacając jej zakres o wiedzę z zakresu nowych kompozytów, a prowadzone w ramach doktoratu badania będą interdyscyplinarne, obejmując zagadnienia technologii przetwórstwa tworzyw polimerowych oraz mikrobiologii.

Doktorat wdrożeniowy (2023, VII edycja)

Kierownik projektu: dr hab. inż. Izabela Rojek, prof. uczelni

Doktorant: Marcin Tamborski

Okres realizacji 2023-2027

Podmiot współpracujący: Michelin Polska Sp. z.o.o.

Dofinansowanie: 316 799,84 zł (projekt finansowany z budżetu państwa)

Temat: Inteligentny system oceny wizualnej jakości kolcowanych opon samochodowych i predykcji wystąpienia wady w trakcie produkcji

Opis: Dotychczasowy stan wiedzy i doświadczenia w zakresie oceny jakości produktów w przemyśle opierają się głównie na metodach manualnych oraz doświadczeniu pracowników, co może prowadzić do błędów i niepełnej oceny jakości i jest nieefektywne w ramach paradygmatu Przemysłu 4.0, gdzie wymagana jest automatyzacja i informatyzacja procesów, w tym w ramach kontroli technicznej podczas całego procesu produkcyjnego.
Projekt zakłada opracowanie i wdrożenie metodyki oceny wizualnej jakości produktu z wykorzystaniem algorytmów sztucznej inteligencji do rozpoznawania obrazów oraz algorytmu predykcji wystąpienia wady, co pozwoli na bardziej obiektywną i precyzyjną ocenę jakości produktów mające ogromne znaczenie dla rozwoju dziedziny nauk inżynieryjno-technicznych i dyscypliny naukowej inżynieria mechaniczna. Wyniki projektu będą miały także zastosowanie w praktyce, np. w poprawie procesów produkcyjnych i jakości produktów.
Projekt wpisuje się w rozwijane obecnie badania nad szerszym wykorzystaniem etycznej sztucznej inteligencji w przemyśle oraz paradygmaty Przemysłu 4.0 (informatyzacja, kontrola techniczna na wszystkich etapach procesu produkcyjnego) i Przemysłu 5.0 (człowiek i jego środowisko w centrum działań przemysłowych).