wtorek, 8 września, 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

Wyrzucili komodę, w szufladzie były oszczędności życia. Niezwykły finał poszukiwań pod Szczecinem

Para z Warzymic koło Szczecina podczas sprzątania wyrzuciła komodę, zapominając o 42 tysiącach euro ukrytych w szufladzie. Mebel zniknął ze śmietnika po kilku godzinach. Po czterech dniach dramatycznych poszukiwań pieniądze wróciły do właścicieli.

Ostatnie dni ciepła, potem gwałtowne tąpnięcie. Temperatura spadnie nawet o 15 stopni

Wtorek i środa przyniosą jeszcze letnie ciepło, miejscami nawet 30 stopni. Od czwartku czeka nas jednak gwałtowna zmiana: ulewy, burze i spadek temperatury lokalnie aż o 15 stopni w ciągu jednego dnia.

Chciał śmierci pięciu osób, w tym sędziego i policjantek. „Cena nie gra roli” – wstrząsające kulisy sprawy ze Śląska

54-letni biznesmen z Dąbrowy Górniczej miał zlecić zabójstwo pięciu osób, wśród nich byłej żony, jej krewnego, dwóch policjantek i sędziego. Zbrodnię udaremnili funkcjonariusze CBŚP. Mężczyźnie grozi dożywocie.

Cyberataki i sabotaż realnym zagrożeniem dla infrastruktury krytycznej. Bez szkolenia kadr Polsce grozi paraliż kluczowych sektorów

Cyberataki i sabotaż skierowane w stronę infrastruktury krytycznej są poważnym zagrożeniem dla bezpieczeństwa Polski. Zdaniem ekspertów incydenty cybernetyczne mogą doprowadzić do całkowitego paraliżu najważniejszych obszarów działalności...

Zbliża się sezon zakażeń RSV. Polska wciąż nie zapewnia powszechnej ochrony dla niemowląt

RSV jest jedną z najczęstszych przyczyn hospitalizacji niemowląt w Polsce, choć ciężki przebieg zakażenia może wystąpić także u dzieci urodzonych o czasie i wcześniej całkowicie zdrowych. W...

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

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...

„Proszę o ożywienie męża. Z góry dziękuję”. Ten poruszający trend podbija polski internet

W internetowych grupach poświęconych sztucznej inteligencji Polacy masowo proszą o „ożywienie" zdjęć zmarłych bliskich. Krótkie animacje, na których babcia znów się uśmiecha, dla jednych są wzruszającą pamiątką, dla innych niebezpieczną pułapką w żałobie.

336,16 zł miesięcznie na prąd bez względu na dochody. Wielu uprawnionych wciąż nie wie o tym dodatku

Ryczałt energetyczny to 336,16 zł miesięcznie na pokrycie kosztów prądu, gazu i ogrzewania. Świadczenie nie zależy od dochodów ani od wysokości rachunków, a mimo to część uprawnionych seniorów wciąż po nie nie sięga. Wyjaśniamy, komu przysługuje i jak złożyć wniosek.

Przez 15 lat był nieuchwytny. Zdradziło go DNA krewnego, który chciał tylko poznać swoich przodków

Zabójstwo 13-letniej Izy z Gdyni przez 15 lat pozostawało niewyjaśnione, mimo przesłuchania ponad 800 świadków i pobrania DNA od 685 osób. Przełom przyniosła genealogia genetyczna, zastosowana w polskim śledztwie po raz pierwszy w historii.

Trzylatek zabrał kluczyki, uruchomił audi i odjechał. Niecodzienna interwencja na Śląsku

W Lędzinach na Śląsku trzyletni chłopiec zabrał rodzicom kluczyki, samodzielnie uruchomił audi z manualną skrzynią biegów i przejechał około 20 metrów, po czym uderzył w przydrożną skrzynkę techniczną. Dziecku nic się nie stało, ale sprawą zajmie się sąd rodzinny.

Taco Bell wraca do Polski po 33 latach. Pierwsze restauracje otworzą się jeszcze w tym roku

Amerykańska sieć Taco Bell wraca do Polski po ponad trzech dekadach. Grupa AmRest zapowiada otwarcie pierwszych restauracji jeszcze w czwartym kwartale tego roku, a w ciągu trzech lat sieć ma być obecna w największych polskich miastach.

Grzybiarze ruszyli do lasów, a tam nowy gość zza oceanu. „Amerykanin” pojawia się coraz częściej

W polskich lasach trwa apogeum grzybobrania. Obok borowików i koźlarzy grzybiarze coraz częściej znajdują złotoborowika wysmukłego, przybysza z Ameryki Północnej, którego zbieracze ochrzcili mianem "Amerykanina". Grzyb jest jadalny i do złudzenia przypomina prawdziwka.

O TYM SIĘ MÓWI

Wyrzucili komodę, w szufladzie były oszczędności życia. Niezwykły finał poszukiwań pod Szczecinem

Para z Warzymic koło Szczecina podczas sprzątania wyrzuciła komodę, zapominając o 42 tysiącach euro ukrytych w szufladzie. Mebel zniknął ze śmietnika po kilku godzinach. Po czterech dniach dramatycznych poszukiwań pieniądze wróciły do właścicieli.

Ostatnie dni ciepła, potem gwałtowne tąpnięcie. Temperatura spadnie nawet o 15 stopni

Wtorek i środa przyniosą jeszcze letnie ciepło, miejscami nawet 30 stopni. Od czwartku czeka nas jednak gwałtowna zmiana: ulewy, burze i spadek temperatury lokalnie aż o 15 stopni w ciągu jednego dnia.

Chciał śmierci pięciu osób, w tym sędziego i policjantek. „Cena nie gra roli” – wstrząsające kulisy sprawy ze Śląska

54-letni biznesmen z Dąbrowy Górniczej miał zlecić zabójstwo pięciu osób, wśród nich byłej żony, jej krewnego, dwóch policjantek i sędziego. Zbrodnię udaremnili funkcjonariusze CBŚP. Mężczyźnie grozi dożywocie.