Odlewnictwo uważane jest za najtańszą i najwydajniejszą technologię kształtowania elementów metalowych o pożądanym kształcie i właściwościach. Metoda ta polega na wypełnieniu ciekłym stopem metalowym formy odlewniczej, w której wcześniej został odwzorowany wyrób.
Technologia odlewania stosowana jest do wytwarzania elementów funkcjonalnych wykorzystywanych w przemyśle ciężkim, motoryzacyjnym, lotniczym, maszynowym, elektronicznym, ale także do wykonywania wyrobów artystycznych. Oprócz elementów typowo funkcjonalnych, takich jak np. tłoki silnika, wirniki lub korpusy turbin czy lemieszy do pługa, metodą odlewania wytwarzane są także dzieła plastyczne w postaci pomników, medali, statuetek lub płaskorzeźb.
Wg danych GUS za 2020 rok rynek usług wykonywania odlewów z metali w Polsce jest wart ponad 2 miliardy złotych rocznie. Materiał oraz zużycie energii stanowi 58% kosztów wykonania odlewów. Jest to potężny rynek, gdzie każda drobna innowacja może przynieść bardzo duże zyski. Z tego powodu ekonomizacja oraz ekologiczne podejście do technologii odlewniczych są głównymi tematami badawczymi podejmowanymi w Centrum Technologii Odlewania Łukasiewicz – Krakowskiego Instytutu Technologicznego.
Fot.: dr Jadwiga Kamińska -Kierownik Centrum
Technologii Odlewania w Łukasiewicz – Krakowskim Instytucie Technologicznym.
Rozmawiamy z dr inż. Jadwigą Kamińską, która pełni obowiązki Kierownika Centrum Technologii Odlewania w Łukasiewicz – Krakowskim Instytucie Technologicznym.
Czym, na co dzień zajmuje się Kobieta w tym pozornie męskim świecie odlewnictwa?
J.K.: Stereotypy dotyczące osób zatrudnionych w przemyśle ciężkim ulegają systematycznej zmianie. Obserwowany jest coraz większy udział Kobiet zatrudnianych w odlewniach.
Wbrew pozorom praca kobiety, w warunkach Instytutu, nie różni się znacząco od pracy wykonywanej przez mężczyzn. Praca naukowca polega, w dużej mierze, również na pracy „czysto fizycznej”, takiej jak wykonywanie form odlewniczych, ich wybijanie, oczyszczanie odlewów czy regeneracja zużytej masy formierskiej. Nawet pełnienie funkcji Kierownika Centrum nie zwalanie mnie z konieczności wykonywania tych czynności. Daje to jednak możliwość bycia blisko technologii, które staramy się unowocześniać.
Jakie najważniejsze problemy technologiczne w odlewnictwie są do rozwiązania?
J.K.: Dwa główne zagadnienia podejmowane w zakresie technologii odlewniczych dotyczą ochrony środowiska oraz automatyzacji procesów.
Odlewnie generują odpady, emitują zanieczyszczenia pyłowo-gazowe, przez co mogą stanowić zagrożenie zarówno dla zdrowia pracowników jak i dla środowiska. W krajach UE wdrażane są obostrzenia dotyczące przestrzegania przepisów ochrony środowiska, dlatego coraz częściej poszukiwane przez odlewnie są proekologiczne procesy i technologie.
Odlewniom stawiane są coraz większe wymagania co do jakości otrzymywanych odlewów, w tym wysokiej dokładności wymiarowej i gładkości powierzchni przy jednoczesnym eliminowaniu wad odlewniczych. Wymaga to ciągłej adaptacji technologicznej i dlatego Przemysł 4.0 szybko zyskuje na znaczeniu także w przemyśle odlewniczym. Automatyzacja, czy robotyzacja obejmuje wysoce zdigitalizowane i zintegrowane operacje odlewnicze, które mogą reagować na stale rosnące wymagania technologiczne, produkcyjne i rynkowe.
Które z tych zagadnień są obecnie przedmiotem projektów realizowanych w Instytucie?
J.K.: Z analizy tematów projektów realizowanych w Centrum Technologii Odlewania jasno wynika, że wpisują się one w powyższe trendy.
Pracownicy Instytutu realizują projekty dotyczące wdrożenia w odlewniach proekologicznych materiałów na formy, nowoczesnych technologii uszlachetniania stopów, zagospodarowania odpadów poprodukcyjnych z odlewni, jak również pochodzących z innych gałęzi przemysłu, automatyzacji i robotyzacji procesów technologicznych. Nasi naukowcy są również zaangażowani w opracowanie innowacyjnych rozwiązań dla wielu dziedzin przemysłu, jak np. budowa autonomicznego agrobota do zbioru pieczarek, opracowanie nowej generacji elektrycznych układów napędowych czy wytworzenie części odlewanych dla polskiej marki samochodów elektrycznych Izera.
Efekty pracy Pani oraz zespołu, którym Pani kieruje zostały już zapewne niejednokrotnie wdrożone w praktyce przemysłowej. Opowie nam Pani o swoim największym osiągnięciu.
J.K.: Wszystkie realizowane projekty są równie ważne. Z uwagi na to, że dotyczą różnych obszarów tematycznych, nie potrafię wyróżnić żadnego z nich. Przykładowo, celem projektu LIDER VIII było zagospodarowanie krajowych złóż mineralnych (iłów), stanowiących materiał odpadowy generowany podczas wydobycia bazaltu. Kopalina – po odpowiednim przetworzeniu – może stanowić pełnowartościowy składnik bentonitu hybrydowego, stosowanego w produkcji klasycznych mas formierskich. Projekt Szybka Ścieżka, realizowany we współpracy z firmą Limatherm, dotyczył opracowania składu i technologii wykonania rdzeni piaskowych przeznaczonych do odlewnictwa ciśnieniowego.Dwa projekty realizowane z Odlewnią Kutno, INNOMOTO oraz Szybka Ścieżka, dotyczyły odpowiednio opracowania innowacyjnego procesu produkcji odlewów żeliwnych z zastosowaniem inteligentnego systemu informacyjno-decyzyjnego oraz uruchomienia technologii wytwarzania wysoko dokładnych odlewów żeliwnych dla sektora automotive z wykorzystaniem metodyki INDUSTRY 4.0. Z kolei realizowany obecnie projekt RANB, w konsorcjum z Grupą Azoty JRCh oraz przedsiębiorstwem Prec-Odlew, ma na celu wytworzenie polskiej, proekologicznej żywicy furfurylowej, stosowanej w przemyśle odlewniczym jako spoiwo w masach formierskich II generacji. Wszystkie te projekty wychodzą naprzeciw oczekiwaniom przemysłu odlewniczego. Próbujemy, z sukcesem, proponować takie rozwiązania, które będą zarówno ekonomiczne, jak i ekologiczne.
Oprócz wdrożeń, także patenty i liczne nagrody wskazują na wysoką innowacyjność opracowywanych w Łukasiewicz – KIT technologii dla odlewnictwa. Które z nich zasługują na szczególną uwagę?
J.K.: Łukasiewicz – Krakowski Instytut Technologiczny może poszczycić się kilkudziesięcioma patentami i zgłoszeniami patentowymi z zakresu technologii odlewniczych. Nasze osiągnięcia zyskują również uznanie różnych gremiów, które nagradzają zarówno rozwiązania technologiczne, jak i ludzi, którzy stoją za tymi innowacjami.
Najbardziej satysfakcjonujące są nagrody przyznawane przez przedstawicieli przemysłu, jak Złoty Medal Międzynarodowych Targów Poznańskich – Wybór Konsumentów za „Innowacyjny reaktor do wytwarzania żeliwa wysokojakościowego”. Nagroda ta udowadnia, że pomysły rozwijane w jednostkach naukowo-badawczych z powodzeniem mogą zostać wdrożone w produkcji odlewniczej.
22 lipca 2021 podczas Międzynarodowego Forum Gospodarczego odebrałam nagrodę Europejskiego Ośrodka Rozwoju Gospodarki. Przyznany mi tytuł Ambasadora Innowacyjności za zasługi i wybitne zaangażowanie w liczne projekty mające na celu ochronę środowiska i poprawę jakości życia ludzi na całym świecie świadczy o tym, że podążamy we właściwym kierunku. Jestem również laureatką Polskiej Nagrody Inteligentnego Rozwoju, którą przyznano mi trzykrotnie, w kategoriach: Innowacyjny Młody Lider Nauki w roku 2018, Naukowiec Przyszłości w roku 2019 oraz Zasłużony dla Inteligentnego Rozwoju w roku 2020. Te nagrody obrazują konsekwentny i ciągły rozwój mojej kariery naukowej.
Łukasiewicz – Krakowski Instytut Technologiczny, a w nim Pani zespół, może zatem pomóc polskim odlewniom zmodernizować procesy technologiczne i uzyskać zadowalające efekty w postaci wysokiej jakości wyrobu w konkurencyjnej cenie. Jak do Was trafić?
J.K.: Wszystkie opracowywane przez nas technologie, patenty i rozwiązania są dedykowane przemysłowi. Staramy się wychodzić naprzeciw oczekiwaniom potencjalnych odbiorców i rozwiązywać problemy, z którymi borykają się w swojej codzienności.
Na stronie internetowej kit.lukasiewicz.gov.pl znajdują się szczegółowe informacje, jak do nas trafić. Dodatkowo można się z nami kontaktować przez profile na mediach społecznościowych (Facebook, LinkedIn, Twitter).
