Przyspieszona przemiana nanobainityczna w stalach niskostopowych kształtowanych w procesach kucia wieloetapowego / Accelerated nano-bainitic transformation in low-alloy steels processed byincremental forging

W Łukasiewicz – IMN realizowany jest Projekt w ramach konkursu M-ERA.NET 2, z obszaru nauk o materiałach oraz inżynierii materiałowej pt. „Accelerated Nanobainitic Transformation in Low-Alloy Steels Shaped in Multistage Forging Processes” (NanoBainControl). Projekt jest rozwijany we współpracy z zespołami badawczymi z Niemiec i Polski, ze strony polskiej pod kierownictwem dr hab. inż. Magdaleny Barbary Jabłońskiej. Inicjatywa projektu łączy wieloletnią współpracę zespołów z Instytutu Obróbki Plastycznej TU Bergakademie Freiberg, kierowanego przez profesora Ulricha Prahla (koordynatora projektu), Katedry Plastycznej Przeróbki Metali i Metalurgii Ekstrakcyjnej AGH, reprezentowanej w projekcie przez dr hab. inż. Marka Wojtaszka, prof. AGH oraz obecnie doświadczenie badawcze i zaplecze Centrum Zaawansowanych Technologii Materiałowych Łukasiewicz – IMN. Projekt tematycznie dotyczy potencjału nowoczesnych rozwiązań informatycznych i automatyzacji procesów technologicznych w kształtowaniu plastycznym stali. Kluczowym celem NanoBainControl jest stworzenie cyfrowego bliźniaka procesu kucia, który w czasie rzeczywistym w oparciu o zaawansowany system obliczeniowy będzie sterował piecem, manipulatorem robota, prasą do kucia i systemem pomiarowym, umożliwiając produkcję odkuwek o precyzyjnie dobranych wymiarach i mikrostrukturze nanobainitycznej. Przewidywaną korzyścią płynącą z koncepcji, która zostanie opracowana w ramach projektu, jest wyeliminowanie fazy planowania. Harmonogram odkształceń i dogrzewania zostanie określony przez sam system – interakcja proces / system obliczeniowy będzie niezależna. System będzie reagował w taki sposób jak ekspert obserwując cykl produkcyjny, regulując i korygując parametry procesu za pomocą odpowiednich reguł. Po kilku operacjach zostanie wygenerowany cykliczny łańcuch procesów. Opracowana technologia może być bezpośrednio przenoszona do procesu przemysłowego. Dla MŚP, które używają zwykle jednego rodzaju stali, wdrożenie systemu (do ciągnienia, tłoczenia lub kucia matrycowego) w formie mobilnej będzie bardzo korzystne. W próbach produkcyjnych będzie wykonana i zatwierdzona parametryzacja procesu. Następnie system będzie można szybko przenieść na inną linię produkcyjną. Projekt zajął wysokie, czwarte miejsce w konkursie. Realizacja projektu zarówno zwiększa możliwości badawcze Jednostek, jak i wspiera rozwój naukowy członków zespołu. Rezultaty projektu pozwolą na opracowanie nowych rozwiązań, metodologii badawczych i jeszcze bardziej rozszerzą zakres wspólnych prac badawczych i naukowych w obszarze technologii przeróbki plastycznej.

At Łukasiewicz – IMN, a Project within the M-ERA.NET 2 competition, from the area of materials science and engineering entitled. ‘Accelerated Nanobainitic Transformation in Low-Alloy Steels Shaped in Multistage Forging Processes’ (NanoBainControl). The project is being developed in collaboration with research teams from Germany and Poland, on the Polish side under the leadership of Magdalena Barbara Jablonska, PhD, Eng. The project initiative brings together the long-standing cooperation of teams from the Institute of Metal Forming TU Bergakademie Freiberg, headed by Prof. Ulrich Prahl (project coordinator), the Department of Metal Forming and Extractive Metallurgy of the AGH University of Science and Technology, represented in the project by Prof. Marek Wojtaszek, D.Sc. and currently the research experience and facilities of the Łukasiewicz – IMN Centre for Advanced Material Technologies. The project thematically addresses the potential of modern IT solutions and process automation in plastic forming of steel. The key objective of NanoBainControl is to create a digital twin of the forging process, which will control the furnace, robot manipulator, forging press and measurement system in real time based on an advanced computing system, enabling the production of forgings with precise dimensions and nanobainitic microstructure. An expected benefit of the concept to be developed in the project is the elimination of the planning phase. The system itself will determine the deformation and reheating schedule – the interaction between the process and the computer system will be independent. The system will react like an expert, observing the production cycle, adjusting and correcting the process parameters with appropriate rules. After several operations, a cyclic process chain will be generated. The developed technology can be directly transferred to the industrial process. For SMEs that usually use one type of steel, implementing a system (for drawing, stamping or die forging) in mobile form will be very beneficial. The process parameterization is carried out and validated in production trials. The system can then be quickly transferred to another production line. The project was awarded a high fourth place in the competition. The implementation of the project will both increase the research capabilities of the units and support the scientific development of the team members. The results of the project will enable the development of new solutions and research methods, and further expand the scope of joint research and scientific work in the field of metal forming technology.

Projekt realizowany przez konsorcjum w składzie:

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metali Nieżelaznych – Lider

Konsorcjanci:

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Kierownik projektu: dr hab. inż. Magdalena Barbara Jabłońska

Termin realizacji projektu: 26.01.2021-25.05.2025

Całkowity koszt realizacji projektu: 1 005 542,00 zł, w tym dla Łukasiewicz – IMN 534 864,00 zł

Wartość dofinansowania 1 005 542,00 zł, w tym dla Łukasiewicz – IMN 534 864,00 zł

Źródło finansowania: Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Nauki w ramach konkursu „M-ERA.NET 2 Call 2020”