piątek, 9 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

Zamówił laserowy pistolet do żywopłotu, dostał zabawkę na wodę. Tysiące Polaków nabrało się na sklepy widmo

Tysiące klientów skuszonych reklamami w mediach społecznościowych zamówiło produkty, które okazały się bezwartościowymi podróbkami. Paczki wysyłane są spod Wrocławia, a proceder trwa nieprzerwanie od końca 2024 roku. Podpowiadamy, jak rozpoznać sklep widmo.

Po godzinie 22 alkoholu nie kupisz już w sklepie ani na stacji. Nocna prohibicja obejmie całą Polskę

Zakaz sprzedaży alkoholu w sklepach i na stacjach paliw między 22 a 6, całkowity zakaz reklamy, także piwa, oraz obowiązkowa kontrola wieku kupujących. Nowe przepisy mają objąć całą Polskę od 1 stycznia 2027 roku. Sprawdzamy, co dokładnie się zmieni.

Parasol stanie się obowiązkowym dodatkiem. Pogoda na weekend bez złudzeń, jesień rozkręca się na dobre

Weekend 10-11 października upłynie pod znakiem typowo jesiennej aury. IMGW zapowiada duże zachmurzenie, przelotne opady w całym kraju i maksymalnie 13-15 stopni, a porywisty wiatr sprawi, że odczuwalnie będzie jeszcze chłodniej.

Huk zrywał ludzi na równe nogi. Z domu w Miłkowie-Kolonii zostały gruzy, pod nimi strażacy znaleźli ciało 75-latka

Potężna eksplozja doszczętnie zniszczyła dom jednorodzinny w Miłkowie-Kolonii na Lubelszczyźnie. Po kilku godzinach przeszukiwania gruzowiska strażacy odnaleźli ciało 75-letniego mężczyzny. Wstępne ustalenia wskazują na wybuch gazu.

Na okładkach jej książek jest tylko jedno zdanie. Anne Carson z literackim Noblem, wiadomość zastała ją na Islandii

Literacka Nagroda Nobla 2026 trafiła do Anne Carson. Kanadyjska poetka i filolożka klasyczna została doceniona za twórczość, która w dialogu z antykiem tworzy zupełnie nowe formy literackie. Wiadomość o nagrodzie zastała ją na Islandii.

Plotki o „krwawym piątku” sparaliżowały szkoły. Policja po nocnej weryfikacji: nic nie wskazuje, by wyzwanie istniało

Po dwóch atakach w szkołach w sieci wybuchła panika wokół rzekomego internetowego wyzwania. Policja po całonocnej weryfikacji uspokaja, że nic nie wskazuje na jego istnienie, ale przy placówkach pojawiły się patrole, a część szkół na Mazowszu jest dziś zamknięta.

Coraz większe ekonomiczne skutki bliskowschodniego konfliktu. Europosłowie żądają pilnego wsparcia dla krajów arabskich

Konflikt na Bliskim Wschodzie uderza w kluczowe szlaki dostaw ropy i transportu towarów do Europy. Zakłócenia obejmują cieśninę Ormuz, infrastrukturę przesyłową w Arabii Saudyjskiej oraz żeglugę przez Morze Czerwone.

Zakażenie RSV i pneumokokami w tym samym czasie śmiertelnym zagrożeniem dla seniorów. Mogą się chronić dzięki szczepieniom

W sezonie infekcyjnym jednocześnie krążą wirusy grypy, RSV czy SARS-CoV-2. Do tego dochodzą pneumokoki, które przy osłabieniu organizmu mogą działać bardziej inwazyjnie.

Ekosystem start-upów w Polsce się rozwija, ale potrzebuje kolejnego impulsu. Kluczowe finansowanie i globalna ekspansja

Polski ekosystem start-upów i scale-upów stale się rozwija, chociaż nadal pozostaje poniżej średniego unijnego poziomu.

Polska franczyza fitness buduje regionalną potęgę. Sieć Xtreme Fitness Gyms otwiera dwusetny klub i wchodzi na rynki zagraniczne

W 2025 roku europejska branża fitness liczyła 75,5 mln członków, o 5,8 proc. więcej niż rok wcześniej. Jednocześnie liczba siłowni wzrosła do ok. 65,7 tys., głównie dzięki ekspansji dużych sieci – wynika z raportu Deloitte’a i EuropeActive.

Sylwia Chutnik: Bez stabilizacji finansowej czujemy się wiecznie w potrzasku. Mój zawód to nieustanne czekanie na przelew

Pisarze Sylwia Chutnik i Wojciech Chmielarz podkreślają, że pieniądze to coś znacznie więcej niż tylko liczby na koncie. Finansowa niezależność to fundament, bez którego trudno żyć na własnych zasadach.

Sezon na grypę wystartował, a szczepionka wygląda w tym roku inaczej. Dorośli przyjmą ją za darmo w aptece

Październik to początek sezonu infekcyjnego i najlepszy moment na szczepienie przeciw grypie. W tym sezonie do aptek trafiły nowe, trójwalentne szczepionki, a każdy dorosły może przyjąć je bezpłatnie bez recepty.

O TYM SIĘ MÓWI

Zamówił laserowy pistolet do żywopłotu, dostał zabawkę na wodę. Tysiące Polaków nabrało się na sklepy widmo

Tysiące klientów skuszonych reklamami w mediach społecznościowych zamówiło produkty, które okazały się bezwartościowymi podróbkami. Paczki wysyłane są spod Wrocławia, a proceder trwa nieprzerwanie od końca 2024 roku. Podpowiadamy, jak rozpoznać sklep widmo.

Po godzinie 22 alkoholu nie kupisz już w sklepie ani na stacji. Nocna prohibicja obejmie całą Polskę

Zakaz sprzedaży alkoholu w sklepach i na stacjach paliw między 22 a 6, całkowity zakaz reklamy, także piwa, oraz obowiązkowa kontrola wieku kupujących. Nowe przepisy mają objąć całą Polskę od 1 stycznia 2027 roku. Sprawdzamy, co dokładnie się zmieni.

Parasol stanie się obowiązkowym dodatkiem. Pogoda na weekend bez złudzeń, jesień rozkręca się na dobre

Weekend 10-11 października upłynie pod znakiem typowo jesiennej aury. IMGW zapowiada duże zachmurzenie, przelotne opady w całym kraju i maksymalnie 13-15 stopni, a porywisty wiatr sprawi, że odczuwalnie będzie jeszcze chłodniej.