Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Przemysłowe technologie materiałów kompozytowych
Course of study:
2018/2019
Code:
CIM-2-118-BK-s
Faculty of:
Materials Science and Ceramics
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Biomateriały i kompozyty
Field of study:
Materials Science
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
prof. dr hab. inż. Chłopek Jan (chlopek@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Szatkowski Piotr (pszatko@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Ma świadomość wpływu inżynieriimateriałowej na rozwój nowoczesnych technologii naturalnych i syntetycznych materiałów kompozytowych IM2A_K06 Activity during classes
M_K002 Ma świadomość możliwościkomercjalizacji: nowych technologii,materiałów bądź produktówbazujących na nowoczesnychnaturalnych i syntetycznych materiałach kompozytowych IM2A_K03, IM2A_K02 Activity during classes
Skills
M_U001 Umie dobrać metodę badawczą W zależności od rodzaju komponentu/ dodatku w materiale kompozytowym oraz jest w stanie wnioskować o właściwościach materiału na podstawie wyników badań tego materiału IM2A_U06, IM2A_U08 Project
M_U002 Umie przeprowadzić analizę danych literaturowych i praktycznych (patenty) i na tej podstawie wskazać dalsze kierunki rozwoju naturalnych materiałów kompozytowych IM2A_U01, IM2A_U03, IM2A_U04 Project
M_U003 Umie zaprojektować i wytworzyć materiał kompozytowy przeznaczony do konkretnego zastosowania konstrukcyjnego lub funkcjonalnego w zależności od danych potrzeb, umie określić jego pożądany kształt i anizotropie oraz dobrać metodę wytwarzania IM2A_U16, IM2A_U11 Project
M_U004 Potrafi przewidywać, zaprojektować i rozwiązywać problemy techniczne pojawiające się w trakcie procesu technologicznego wytwarzania i utylizowania materiałów kompozytowych IM2A_U17, IM2A_U12, IM2A_U13 Project
M_U005 Potrafi przygotować projekt doboru surowców (wybór modyfikatora), linii technologicznej, gotowego wyrobu materiału kompozytowego do konkretnego zastosowania, wykorzystując wiedzę z zakresu inżynierii materiałowej oraz dostępną literaturę IM2A_U17, IM2A_U09, IM2A_U16, IM2A_U13 Project
Knowledge
M_W001 Zna metody otrzymywania materiałów kompozytowych IM2A_W14, IM2A_W09 Test
M_W002 Zna metody badawcze przydatne w charakteryzowaniu materiałów kompozytowych. Rozumie znaczenie doboru odpowiednich komponentów, i metod badawczych pod kątem aplikacji materiału w zależności od przeznaczenia elementu IM2A_W14, IM2A_W08, IM2A_W09 Test
M_W003 Zna ideę, podział i zakres stosowalności materiałów kompozytowych. Zna metody otrzymywania materiałów kompozytowych z modyfikatorami IM2A_W14, IM2A_W15 Test
M_W004 Rozumie zjawiska umacniające kompozyt, zna reguły pozwalające na zaprojektowanie kompozytów z naturalnymi i syntetycznymi modyfikatorami IM2A_W16, IM2A_W18 Test
M_W005 Umie rozróżnić i zakwalifikować odpady powstające w wyniku zużycia się materiałów, rozumie ideę kompostowania, degradacji, recyklingu naturalnych i syntetycznych kompozytów IM2A_W16 Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Ma świadomość wpływu inżynieriimateriałowej na rozwój nowoczesnych technologii naturalnych i syntetycznych materiałów kompozytowych - - - - - + - - - - -
M_K002 Ma świadomość możliwościkomercjalizacji: nowych technologii,materiałów bądź produktówbazujących na nowoczesnychnaturalnych i syntetycznych materiałach kompozytowych - - - - - + - - - - -
Skills
M_U001 Umie dobrać metodę badawczą W zależności od rodzaju komponentu/ dodatku w materiale kompozytowym oraz jest w stanie wnioskować o właściwościach materiału na podstawie wyników badań tego materiału - - - - - + - - - - -
M_U002 Umie przeprowadzić analizę danych literaturowych i praktycznych (patenty) i na tej podstawie wskazać dalsze kierunki rozwoju naturalnych materiałów kompozytowych - - - - - + - - - - -
M_U003 Umie zaprojektować i wytworzyć materiał kompozytowy przeznaczony do konkretnego zastosowania konstrukcyjnego lub funkcjonalnego w zależności od danych potrzeb, umie określić jego pożądany kształt i anizotropie oraz dobrać metodę wytwarzania - - - - - + - - - - -
M_U004 Potrafi przewidywać, zaprojektować i rozwiązywać problemy techniczne pojawiające się w trakcie procesu technologicznego wytwarzania i utylizowania materiałów kompozytowych - - - - - + - - - - -
M_U005 Potrafi przygotować projekt doboru surowców (wybór modyfikatora), linii technologicznej, gotowego wyrobu materiału kompozytowego do konkretnego zastosowania, wykorzystując wiedzę z zakresu inżynierii materiałowej oraz dostępną literaturę - - - - - + - - - - -
Knowledge
M_W001 Zna metody otrzymywania materiałów kompozytowych + - - - - + - - - - -
M_W002 Zna metody badawcze przydatne w charakteryzowaniu materiałów kompozytowych. Rozumie znaczenie doboru odpowiednich komponentów, i metod badawczych pod kątem aplikacji materiału w zależności od przeznaczenia elementu + - - - - + - - - - -
M_W003 Zna ideę, podział i zakres stosowalności materiałów kompozytowych. Zna metody otrzymywania materiałów kompozytowych z modyfikatorami + - - - - + - - - - -
M_W004 Rozumie zjawiska umacniające kompozyt, zna reguły pozwalające na zaprojektowanie kompozytów z naturalnymi i syntetycznymi modyfikatorami + - - - - + - - - - -
M_W005 Umie rozróżnić i zakwalifikować odpady powstające w wyniku zużycia się materiałów, rozumie ideę kompostowania, degradacji, recyklingu naturalnych i syntetycznych kompozytów + - - - - + - - - - -
Module content
Lectures:

Przedmiot obejmuje wykłady (14h), w tym przy udziale gości z przemysłu i seminaria z częścią laboratoryjną (14h). Zakres przedmiotu obejmuje następujące zagadnienia:

1.Przygotowanie merytoryczne do projektu obliczeniowo-technologicznego wybranego elementu z materiału kompozytowego. Projekt rury kompozytowej oraz sandwicha. Zapoznanie się z metodami łączenia kompozytów.
2.Wykład gościa z przemysłu na temat kompozytów o osnowach termoplastycznych, przetwórstwa polimerów na filamenty do druku 3D. Problemy, technologie, kierunki rozwoju.
3.Wykład gościa z przemysłu na temat kompozytów o osnowach elastomerowych, na przykładzie firmy produkującej ogumienie samochodowe. Problemy, technologie, kierunki rozwoju, opisy linii produkcyjnych.
4 i 5. Zajęcia w laboratorium, wykonanie próbek kompozytów o określonym kształcie wg. projektów studentów.
6 i 7. Zajęcia w laboratorium, łączenie i dobór kompozytów wg wytycznych i projektów wykonanych wcześniej przez studentów.
8.Wykład gościa z przemysłu na temat kompozytów o osnowach epoksydowych na przykładzie wiodącej firmy produkującej butle ciśnieniowe z materiałów kompozytowych.
9.Wykład gościa z przemysłu na temat produkcji, organizacji pracy, możliwości rozwojowych materiałów kompozytowych w przemyśle samochodowym.
10. Wykład gościa z przemysłu na temat kompozytów dla lotnictwa i kosmosu. Problemy, technologie, kierunki rozwoju.
11. i 12. Badania wytworzonych kompozytów i elementów kompozytowych, ocena właściwości mechanicznych i strukturalnych.
13. i 14. Metody badań materiałów kompozytowych zawierających naturalne fazy modyfikujące. Różnice pomiędzy konwencjonalnymi metodami łączenia materiałów.
15. Podsumowanie części laboratoryjnej, porównanie wyników, dyskusja, wyciągnięcie wniosków.

Seminar classes:

Zajęcia podzielone są na dwie części. Cześć pierwsza dotyczy omówienia projektów elementów użytkowych życia codziennego wytworzonych z materiałów kompozytowych konstrukcyjnych i funkcjonalnych. Projekt będzie polegał na rozwiązaniu problemów wyboru materiału, surowców, struktury, metody wytwarzania, oczekiwanych właściwości, oszacowaniu kosztów produktu, recyklingu lub utylizacji zużytego elementu. Studenci opracują projekt w formie raportu pisemnego oraz w formie prezentacji ustnej i ta część poddana jest grupowej dyskusji. W części drugiej Studenci wytwarzają swój własny kompozyt, badają i sprawdzają jego właściwości.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 60 h
Module ECTS credits 2 ECTS
Examination or Final test 2 h
Participation in lectures 15 h
Participation in seminar classes 15 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Completion of a project 10 h
Preparation for classes 8 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Ocena na zaliczenie przedmiotu będzie wypadkową oceny z kolokwium (50%) i projektu (50%) w którego skład wchodzi wykonanie elementów, po wcześniejszym ich przeliczeniu, sprawozdanie, oraz prezentacja wyników. W ocenie końcowej może zostać wzięta pod uwagę aktywność, która może poprawić ocenę o pół stopnia.

Prerequisites and additional requirements:

Wiedza z zakresu budowy i właściwości materiałów z grupy materiałów kompozytowych o osnowach polimerowych. Tradycyjne metody badawcze służące charakterystyce podstawowych grup materiałowych, a szczególnie naturalnych materiałów kompozytowych. Metody projektowania materiałów oraz wyznaczania kształtu.

Recommended literature and teaching resources:

1 M. Rajczyk, B. Stachecki, “Współczesne materiały kompozytowe. Wybrane kierunki rozwoju nowych technologii.”, Budownictwo o zoptymalizowanym potencjale energetycznym, Politechnika Częstochowska
2 J. German, “Podstawy mechaniki kompozytów włóknistych", Politechnika Krakowska, Kraków, 2001.
3 I. Hyla, “ Krzepnięcie metali i stopów: rodział – Własności kompozytów i przykłady ich praktycznego wykorzystania w technice”, Polska Akademia Nauk, Katowice, 1984.
4 M. Ashby, “Dobór materiałów w projektowaniu inżynierskim”. Wydawnictwa Naukowo – Techniczne, Warszawa, 1998.
5 L. Murr, “Examples of Natural Composites and Composite Structures”, Springer, 2014.
6 A. Boczkowska, J. Kapuściński, K. Puciłowski, S. Wojciechowski, “Kompozyty”, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2000.
7 H. Dąbrowski, “Wstęp do mechaniki materiałów kompozytowych”,Wydawnictwo Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1989.
8 J. Bieniaś, “Struktura i właściwości materiałów kompozytowych”, Politechnika Lubelska, Lublin
9 W. Królikowski, “Polimerowe kompozyty konstrukcyjne”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2012.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Regeneration efficiency of composites containing two-sized capillaries. Gumula, T. and Szatkowski, P Polymer Composites ; ISSN 0272-8397. — 2016 vol. 37 iss. 4, s. 1223–1230

Mechanical and thermal properties of carbon-nanotube-reinforced self-healing polyurethanes. Piotr SZATKOWSKI, Kinga PIELICHOWSKA, Stanisław BŁAŻEWICZ // Journal of Materials Science ; ISSN 0022-2461. — 2017 vol. 52 iss. 20, s. 12221–12234. — Bibliogr. s. 12233–12234,

The influence of chain extender on properties of polyurethane-based phase change materials modified with graphene / Kinga PIELICHOWSKA, Michał Nowak, Piotr SZATKOWSKI, Beata MACHERZYŃSKA // Applied Energy ; ISSN 0306-2619. — 2016 vol. 162, s. 1024-1033.

Comparative study of the structure and microstructure of PAN-based nano- and micro-carbon fibers / Patrycja Musioł, Piotr SZATKOWSKI, Maciej GUBERNAT, Aleksandra Wesełucha-Burczyńska, Stanisław BŁAŻEWICZ // Ceramics International, 2016 vol. 42 iss. 10, s. 11603–11610.

Characteristics of failure mechanisms and shear strength of sandwich composites / Katarzyna GREŃ, Piotr SZATKOWSKI, Jan CHŁOPEK // Composites Theory and Practice . — 2016 vol. 16 nr 4, s. 255–259.

Polyurethane/graphite nano-platelet composites for thermal energy storage / Kinga PIELICHOWSKA, Jakub Bieda, Piotr SZATKOWSKI // Renewable Energy ; ISSN 0960-1481. — 2016 vol. 91, s. 456–465.

Reduced graphene oxide–bismuth oxide composite as electrode material for supercapacitors Mateusz Ciszewski, Andrzej Mianowski, Piotr Szatkowski, Ginter Nawrat, Jakub Adamek / Ionics, February 2015, Volume 21, Issue 2, pp 557-563

Mechanical properties of external polymer-carbon stabilizers for bone fixation / Maciej Ambrozik, Joanna Herman, Piotr SZATKOWSKI, Jan CHŁOPEK // Scientific Journal of Biomedical Engineering & Biomedical Science. — 2017 vol. 1 iss. 1, s. 1–6

Additional information:

None