Badania mikrostrukturalne materiałów

Obszar obejmuje zaawansowane, wieloskalowe badania struktury szerokiej gamy materiałów inżynierskich, struktur wytwarzanych addytywnie czy powłok. Wykorzystywane są m.in. techniki mikroskopii cyfrowej, mikroskopii elektronowej wysokiej rozdzielczości (HR-SEM, STEM, FIB, EDS, EBSD), czy tomografia rentgenowska. Badania zorientowane są m.in. na charakteryzację morfologii struktury materiałów, w tym również w ujęciu obrazowania 3D, ilościową analizę składników struktury oraz wyznaczenie mikroporowatości, pęknięć, wtrąceń czy defektów strukturalnych. Badania obejmują korelację mikro- i nanostruktury z historią procesu wytwarzania oraz warunkami eksploatacji. Wyniki badań materiałowych stanowią podstawę do optymalizacji procesów technologicznych oraz oceny niezawodności komponentów w warunkach eksploatacji.

Obszar koncentruje się na eksperymentalnej charakterystyce właściwości materiałów w szerokim zakresie obciążeń mechanicznych, temperatur i środowisk pracy. Obejmuje badania wytrzymałościowe statyczne i zmęczeniowe, udarowe, testy twardości od makro- do skali nano oraz zaawansowane analizy tribologiczne, w tym w warunkach wysokiej temperatury, czy warunkach próżniowych. Istotnym elementem są badania termofizyczne (TMA, DMA, DSC, LFA), umożliwiające ocenę stabilności materiałów i powłok w cyklach cieplnych. Obszar wspiera rozwój materiałów i powłok o podwyższonej trwałości i odporności eksploatacyjnej.

Obszar obejmuje badania i rozwój technologii obróbki plastycznej, wytwarzania addytywnego, precyzyjnej obróbki CNC oraz procesów regeneracji i modyfikacji powierzchni materiałów. Prace badawcze skupiają się na doborze materiałów, optymalizacji parametrów procesowych oraz kontroli jakości geometrycznej i strukturalnej wytwarzanych komponentów. Istotnym kierunkiem są technologie addytywne i powłokowe, dedykowane elementom pracującym w warunkach ekstremalnych obciążeń, m.in. mechanicznych i cieplnych.

Obszar dotyczy eksperymentalnych badań zachowania materiałów i struktur pod wpływem ekstremalnych obciążeń dynamicznych i balistycznych. Wykorzystywane są działa gazowe, stanowiska wysokociśnieniowe, młoty udarowe oraz zaawansowane systemy rejestracji szybkiej (kamery Phantom, FLIR, DIC). Badania umożliwiają identyfikację mechanizmów zniszczenia, propagacji fal naprężeń oraz pochłaniania energii. Obszar stanowi kluczowe zaplecze badawcze dla zastosowań obronnych, lotniczych i kosmicznych oraz walidacji modeli numerycznych zjawisk szybkozmiennych.

Obszar koncentruje się na komputerowym modelowaniu procesów technologicznych, zachowania materiałów oraz zjawisk dynamicznych. Obejmuje symulacje procesów obróbki plastycznej, wytwarzania addytywnego, spajania materiałów, obciążeń balistycznych i innych,  z wykorzystaniem zaawansowanej infrastruktury obliczeniowej. Kluczowym elementem jest walidacja modeli numerycznych na podstawie wyników badań eksperymentalnych. Obszar ten umożliwia skrócenie cyklu B+R, redukcję kosztów prototypowania oraz zwiększenie niezawodności projektowanych rozwiązań.

Obszar kontroli jakości i inżynierii odwrotnej obejmuje precyzyjną ocenę geometryczną i topografii powierzchni elementów wytwarzanych metodami konwencjonalnymi i addytywnymi. Zastosowanie maszyn CMM, skanerów 3D, profilometrów kontaktowych i bezkontaktowych umożliwia kompleksową kontrolę jakości oraz analizę odchyłek geometrycznych. Badania wspierają procesy walidacji technologii, optymalizacji parametrów wytwarzania oraz inżynierii odwrotnej. Obszar pełni istotną rolę w integracji badań eksperymentalnych z projektowaniem i symulacjami numerycznymi.