piątek, 16 października, 2026
Godzinnik.pl Biznes Naukowcy z Lublina opracowali sprężyny nawet o 70 proc. lżejsze od stalowych....

Naukowcy z Lublina opracowali sprężyny nawet o 70 proc. lżejsze od stalowych. Seria pilotażowa trafia na testy do firm

Data publikacji:

Stalową sprężynę można zastąpić nawet o 70 proc. lżejszą konstrukcją kompozytową, której właściwości da się dostosować do konkretnego zastosowania. Taką technologię opracował zespół z Politechniki Lubelskiej. Sprężyny mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w motoryzacji i elektromobilności, ale także m.in. w maszynach wibracyjnych. Rozwiązanie ma już za sobą pierwszą komercjalizację, a seria pilotażowa trafi teraz na testy w rzeczywistych warunkach.

– Nasze rozwiązanie wyłamuje się z tradycyjnych schematów geometrycznych. Dzięki zastosowaniu materiałów kompozytowych, czyli nie stali, jesteśmy w stanie modyfikować właściwości, istotnie redukując masę tego rozwiązania, nawet do 70 proc. w porównaniu do stalowych odpowiedników tych sprężyn. Zachowujemy właściwości oraz możliwość ich zmiany, od redukcji sztywności po jej wzrost, od redukcji maksymalnego odkształcenia po jego wzrost – mówi agencji Newseria dr hab. inż. Patryk Jakubczak, profesor Politechniki Lubelskiej.

Zespół z Politechniki Lubelskiej opracował sprężynę wykonaną w całości z kompozytów polimerowych wzmacnianych włóknami węglowymi, szklanymi lub aramidowymi. Nie jest to jednak odpowiednik klasycznej sprężyny śrubowej czy piórowej wykonany z innego materiału. Konstrukcja ma inny kształt i wykorzystuje właściwości kompozytu poprzez pracę w płaszczyźnie i kontrolowane wyboczenie.

Dzięki odpowiedniemu ułożeniu warstw i włókien kompozytu można już na etapie projektowania określić, jak sprężyna będzie pracować: jakiej siły będzie wymagać jej ugięcie i jak bardzo będzie mogła się odkształcić. Można też kształtować zależność między siłą a odkształceniem, m.in. uzyskując progresywną charakterystykę pracy. Pozwala to dostosować parametry sprężyny do konkretnego zastosowania. Kompozyt jest odporny na korozję, ma właściwości izolacyjne i jest obojętny na działanie pola magnetycznego.

– Sprężyny kompozytowe mogą znaleźć zastosowanie przede wszystkim w przemyśle motoryzacyjnym, w rowerach, w sektorze e-mobility, gdzie redukcja masy ma duże znaczenie, ale także możliwość dostrojenia właściwości – wskazuje dr hab. inż. Patryk Jakubczak. – W toku prac okazało się, że sprężyny kompozytowe mogą znaleźć duże zastosowanie w przemyśle maszynowym, szczególnie w obszarze maszyn wibrujących, takich jak dozowniki, przenośniki czy stoły wibracyjne.

Potencjalnym obszarem zastosowania są również wózki inwalidzkie, w tym elektryczne, w których redukcja masy musi iść w parze z zachowaniem parametrów odpowiadających za komfort użytkowania. W maszynach wibracyjnych niska masa kompozytu oznacza z kolei mniejszą bezwładność sprężyny. Materiał ma też dobre właściwości tłumienia drgań.

Prace nad zastępowaniem stalowych sprężyn kompozytowymi są prowadzone od kilkudziesięciu lat. Już w 1982 roku SAE opisywało kompozytową sprężynę piórową Liteflex o masie 3,6 kg, która zastąpiła stalowy element ważący 18,6 kg. Przed wdrożeniem konstrukcja przeszła 58 mln cykli w laboratoryjnych testach zmęczeniowych oraz ponad 5 mln km testów w pojazdach.

Sprężyny kompozytowe są już dostępne na rynku, m.in. w Stanach Zjednoczonych i Niemczech. Jak wskazuje naukowiec, w dostępnych tam rozwiązaniach konkurencyjnych stosowany jest zamknięty katalog sprężyn o zdefiniowanych parametrach, do których trzeba dostosować maszynę. Zespół z Politechniki Lubelskiej chce odwrócić ten proces – projektować właściwości sprężyny pod wymagania konkretnego urządzenia.

– Nasza innowacja w tym obszarze polega na możliwości kształtowania tych właściwości zgodnie z wymaganiami i oczekiwaniami konstruktorów maszyn, ponieważ każda maszyna jest zastosowana do konkretnej linii produkcyjnej, która ma swoje unikalne cechy, takie jak masa, wymagana częstotliwość, liczba podpór czy ograniczenia geometrii. My możemy kształtować te właściwości i dostarczać takie rozwiązanie, które będzie maksymalnie efektywne w danej aplikacji – podkreśla profesor Politechniki Lubelskiej.

- Reklama -

Zespół zbudował już demonstratory i przetestował je w warunkach laboratoryjnych. Teraz prowadzi badania pod kątem konkretnych zastosowań. Nie w każdym urządzeniu stalową sprężynę można bezpośrednio zastąpić kompozytową. W niektórych przypadkach wymaga to dodatkowych obliczeń oraz zmian w sposobie jej montażu i mocowania.

Łatwiej jest w przypadku urządzeń projektowanych od podstaw. Wtedy konstruktorzy mogą od razu uwzględnić parametry i sposób działania kompozytowej sprężyny. Zespół ma już za sobą pierwszą komercjalizację technologii. Przygotowuje też serię sprężyn dla kolejnej firmy, która przetestuje je w rzeczywistych warunkach. Od wyników prób zależy, czy przed kolejnymi wdrożeniami potrzebne będą zmiany w konstrukcji.

– Cała technologia jest w pewien sposób unikalna, ponieważ wywodzi się z technologii, które dawniej na Politechnice Lubelskiej w Katedrze Inżynierii Materiałowej rozwijaliśmy dla sektora lotniczego. Okazało się, że właściwości są tak unikalne, a jakość mikrostruktury tych kompozytów jest na tyle powtarzalna i kontrolowana w procesie, że z powodzeniem możemy stosować te rozwiązania na masową skalę również w innych gałęziach przemysłu – mówi naukowiec.

Innowacyjność projektu polega na przeniesieniu technologii stosowanej dotąd w branżach wymagających najwyższych standardów jakości i bezpieczeństwa – takich jak lotnictwo – do szerszego kontekstu przemysłowego i użytkowego. Zespół rozwija ścieżkę komercjalizacji technologii w ramach programu PRIME Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. Projekt „Sprężyny kompozytowe do zastosowań w pojazdach mechanicznych” otrzymał 313,9 tys. zł dofinansowania z programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki. PRIME nie finansuje kolejnych badań laboratoryjnych, lecz pomaga naukowcom m.in. w badaniu rynku, rozmowach z potencjalnymi odbiorcami i przygotowaniu technologii do komercjalizacji.

– Wyzwaniem jest przekonanie rynku do tego rozwiązania, ponieważ sprężyny stalowe są znane bardzo długo, są skuteczne, działają efektywnie, ale nie jest powiedziane, że to jest już jedyne rozwiązanie, które można zastosować i którego można spróbować. Potrzebujemy partnera biznesowego, któremu nie możemy nic zagwarantować, ale możemy wspólnie prowadzić badania B+R. Oczywiście wymaga to zaangażowania z naszej strony, ale także ze strony partnera biznesowego i trudno jest w toku bieżącej działalności gospodarczej pozwolić sobie na zużywanie roboczogodzin, materiałów, na eksperymentowanie – wskazuje prof. Patryk Jakubczak.


Źródło: Newseria

NAJNOWSZE INFORMACJE

Daria Ładocha: Mimo wielu nowości polska kuchnia zawsze się obroni. W moim domu pomidorówka zdecydowanie wygrywa z zupami tajskimi

Prezenterka z jednej strony pozostaje przywiązana do klasycznych polskich potraw i świątecznych zwyczajów, a z drugiej – chętnie sięga po smaki charakterystyczne dla innych kultur.

Ruch zagraniczny na Mazowszu rośnie w ekspresowym tempie. Turystów nie wystraszyła nawet bliskość wojny

W 2025 roku z bazy noclegowej na Mazowszu skorzystało ponad 7,7 mln turystów, co oznacza wzrost o ponad 12 proc. w porównaniu do 2024 roku. Tym samym region stał się krajowym liderem turystyki.

Ministerstwo Cyfryzacji zapowiada kontrole w firmach dotyczące ochrony danych osobowych. Mogą się posypać wielomilionowe kary

Polska dąży do wzmocnienia ochrony danych osobowych obywateli w związku z kolejnymi incydentami ich wycieków. Rząd przyjął już projekt ustawy o sprawiedliwym dostępie do danych i ich wykorzystywaniu, która implementuje unijne rozporządzenie Data Act.

Wnuczka Anny Politkowskiej: Ludzie w Rosji chcą uciekać przed represjami, ale znaleźli się w pułapce bez wyjścia

Sytuacja rosyjskich opozycjonistów jest coraz gorsza. Parlament Europejski, który potępił ostatnie wybory do Dumy Państwowej i uznał ją za nielegalny organ ustawodawczy, zwrócił uwagę na to, że krytycy reżimu zostali uwięzieni, zamordowani lub zmuszeni do…

Branża kosmetyczna mierzy się z nadmiernymi regulacjami. Coraz więcej kosztuje ją dostosowanie się do nowych wymogów

Polski rynek kosmetyczny wzrósł w 2025 roku o 9,3 proc., niemal dwukrotnie szybciej niż cały rynek unijny. Polska jest dziś piątym największym graczem w UE i ósmym eksporterem kosmetyków na świecie.

Telefon wciąż zablokowany, w sieci mnożą się fałszywe tropy. Prokuratura o „dużym problemie” w sprawie Emilii Koprowskiej

Od zaginięcia Emilii Koprowskiej po festiwalu w Darłowie minęło ponad sześć tygodni. Prokuratura w Koszalinie przyznaje, że śledztwo spowalniają nieprawdziwe informacje z internetu, a telefonu 37-latki wciąż nie udało się odblokować. Przypominamy, co wiadomo i jak pomóc w poszukiwaniach.

Pielęgniarki pod kroplówkami, jedna osoba straciła przytomność. Głodówka w szpitalu w Sanoku trwa już tydzień

W szpitalu w Sanoku głoduje około 50 pracowników. Mają jeden postulat: odwołanie dyrektorki. Szpital ma ponad 220 mln zł długu, a załoga od sierpnia dostaje 70 proc. pensji. Ponad 7 godzin rozmów nie przyniosło przełomu. Wyjaśniamy, o co toczy się spór i co mówią obie strony.

Parafianie bronią proboszcza, kuria odpowiada: wyjaśnienia są niepełne. O co chodzi w sporze w Grojcu?

Ks. Józef Zborek przez 29 lat był proboszczem w Grojcu pod Oświęcimiem. Kuria odwołała go za nieprawidłowości przy intencjach mszalnych i spalenie ksiąg, ksiądz mówi, że decyzji nie rozumie. Parafianie protestują. Wyjaśniamy, co mówią obie strony i jakie zasady obowiązują w Kościele.

Najmłodszy zatrzymany ma 11 lat. Fala gróźb wobec szkół nie słabnie, prokuratura mówi jasno: to nie są żarty

Na Lubelszczyźnie zatrzymano 11 osób w wieku od 11 do 21 lat, w Małopolsce 14-latek groził śmiercią koleżankom. W całym kraju policja ma już 183 zatrzymanych. Wyjaśniamy, co grozi za groźby w sieci, także nieletnim, i jak rozmawiać z dzieckiem o tym, co się dzieje.

Ponad 500 zwierząt i pięć osób z zarzutami. Co się dzieje w prywatnym zoo pod Mieroszowem?

Policja i prokuratura weszły do prywatnego ZOO Łączna pod Mieroszowem. Pięć osób usłyszało zarzuty znęcania się nad co najmniej 561 zwierzętami, część zwierząt pojechała do Holandii. Właściciele odpierają zarzuty, a mieszkańcy blokowali transporty. Wyjaśniamy, co wiadomo.

Dwie ciężarówki zderzyły się przed świtem. Nie żyje kierowca, krajowa dziewiątka pod Radomiem zablokowana

W czwartek o świcie w Krzyżanowicach pod Iłżą zderzyły się dwie ciężarówki. Kierowca Volvo zginął na miejscu, 44-latek prowadzący Renault trafił do szpitala. DK9 jest zablokowana, policja wyznaczyła objazdy. Sprawdź, którędy jechać i dlaczego ten odcinek budzi niepokój kierowców.

Sztuczna inteligencja i roboty wchodzą do laboratoriów farmaceutycznych. O sukcesie leków nadal będą decydować ludzie

Laboratoria kontroli jakości (QC) stopniowo przechodzą w kierunku środowiska opartego na sztucznej inteligencji, robotyce, automatyzacji czy też chmurze obliczeniowej – takie wnioski płyną z raportu Deloitte’a „Pharma’s QC lab of the future”.

O TYM SIĘ MÓWI

Daria Ładocha: Mimo wielu nowości polska kuchnia zawsze się obroni. W moim domu pomidorówka zdecydowanie wygrywa z zupami tajskimi

Prezenterka z jednej strony pozostaje przywiązana do klasycznych polskich potraw i świątecznych zwyczajów, a z drugiej – chętnie sięga po smaki charakterystyczne dla innych kultur.

Ruch zagraniczny na Mazowszu rośnie w ekspresowym tempie. Turystów nie wystraszyła nawet bliskość wojny

W 2025 roku z bazy noclegowej na Mazowszu skorzystało ponad 7,7 mln turystów, co oznacza wzrost o ponad 12 proc. w porównaniu do 2024 roku. Tym samym region stał się krajowym liderem turystyki.

Ministerstwo Cyfryzacji zapowiada kontrole w firmach dotyczące ochrony danych osobowych. Mogą się posypać wielomilionowe kary

Polska dąży do wzmocnienia ochrony danych osobowych obywateli w związku z kolejnymi incydentami ich wycieków. Rząd przyjął już projekt ustawy o sprawiedliwym dostępie do danych i ich wykorzystywaniu, która implementuje unijne rozporządzenie Data Act.