Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Przyjazne dla środowiska odlewnicze masy formierskie i rdzeniowe
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
ZSDA-3-0222-s
Wydział:
Szkoła Doktorska AGH
Poziom studiów:
Studia III stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Szkoła Doktorska AGH
Semestr:
0
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
dr hab. inż. Major-Gabryś Katarzyna (katmg@agh.edu.pl)
Dyscypliny:
inżynieria materiałowa
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Ze względu na różnorodność stosowanych stopów odlewniczych, technologii wytwarzania odlewów, ich zróżnicowaną masę i wymagania odnośnie do jakości, konieczne jest stosowanie różnorodnych mas formierskich i rdzeniowych. W ostatnich latach czynnikiem dominującym w rozwoju technologii mas formierskich i rdzeniowych staje się konieczność przestrzegania wysokich wymagań w zakresie ochrony środowiska. Dokonuje się to nawet kosztem obniżenia właściwości technologicznych mas.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Tendencje rozwojowe dyscypliny lub dyscyplin naukowych, w których odbywa się kształcenie z naciskiem na rozwój technologii przyjaznych dla środowiska. SDA3A_W02 Aktywność na zajęciach,
Prezentacja
Umiejętności: potrafi
M_U001 Upowszechniać wyniki działalności naukowej, także w formach popularnych SDA3A_U04, SDA3A_U03 Aktywność na zajęciach,
Prezentacja
M_U002 upowszechniać wyniki działalności naukowej, także w formach popularnych; aktywnie uczestniczyć w międzynarodowym środowisku naukowym; inicjować debatę i uczestniczyć w dyskursie naukowym. SDA3A_U04, SDA3A_U03, SDA3A_U02
Kompetencje społeczne: jest gotów do
M_K001 krytycznej oceny dorobku w ramach danej dyscypliny naukowej, krytycznej oceny własnego wkładu w rozwój dyscypliny, uznawania znaczenia wiedzy w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych. SDA3A_K01 Prezentacja,
Aktywność na zajęciach
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
15 0 0 0 0 0 15 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Tendencje rozwojowe dyscypliny lub dyscyplin naukowych, w których odbywa się kształcenie z naciskiem na rozwój technologii przyjaznych dla środowiska. - - - - - + - - - - -
Umiejętności
M_U001 Upowszechniać wyniki działalności naukowej, także w formach popularnych - - - - - + - - - - -
M_U002 upowszechniać wyniki działalności naukowej, także w formach popularnych; aktywnie uczestniczyć w międzynarodowym środowisku naukowym; inicjować debatę i uczestniczyć w dyskursie naukowym. - - - - - + - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 krytycznej oceny dorobku w ramach danej dyscypliny naukowej, krytycznej oceny własnego wkładu w rozwój dyscypliny, uznawania znaczenia wiedzy w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych. - - - - - + - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 22 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 15 godz
przygotowanie projektu, prezentacji, pracy pisemnej, sprawozdania 4 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 2 godz
Dodatkowe godziny kontaktowe 1 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Zajęcia seminaryjne (15h):
  1. MASY FORMIERSKIE I GENERACJI – MASY WIĄZANE LEPISZCZEM

    Spośród mas I generacji wyróżnia się masy:
    Naturalne,
    Półsyntetyczne,
    Syntetyczne,
    Gliniaste.
    Masy naturalne, półsyntetyczne i gliniaste zawierają lepiszcze głównie w postaci illitu i kaolinitu. Jednak największe praktyczne znaczenie mają masy syntetyczne, zawierające jako lepiszcze bentonit, którego głównym składnikiem jest montmorylonit. Są one i w dającej się przewidzieć przyszłości pozostaną podstawowym tworzywem dla wykonywania jednorazowych form odlewniczych. Aktualnie około 70% światowej produkcji odlewów ze stopów żelaza wykonywanych jest w masach z bentonitem.

  2. SZKODLIWOŚĆ OSNOWY

    Osnowę piaskową mas syntetycznych stanowią głownie piaski kwarcowe. Dla odpowiedzialnych odlewów stosuje się również osnowy wysoko ogniotrwałe. Należą do nich między innymi piaski: cyrkonowe, chromitowe, magnezytowe, oliwinowe, mullitowe i inne. Największy jednak udział w produkcji odlewniczych form i rdzeni ma osnowa z piasku kwarcowego. Zobowiązuje to do zwrócenia dużej uwagi na szkodliwość wolnej krystalicznej krzemionki (SiO2). Pył kwarcowy, a przede wszystkim pył respirabilny (frakcja pyłu przenikająca do pęcherzyków płucnych), jest przyczyną pylicy krzemowej płuc (krzemica, silikoza). Zapylenie atmosfery następuje przede wszystkim podczas transportu pneumatycznego (szczególnie wysokociśnieniowego), przesypywania i mieszania suchej osnowy kwarcowej, a także podczas regeneracji osnowy piaskowej ze zużytych mas formierskich metodami suchymi, szczególnie pneumatycznymi i mechanicznymi.

  3. MASY FORMIERSKIE II GENERACJI – MASY WIĄZANE SPOIWAMI

    Masy formierskie II generacji, czyli masy wiązane spoiwami mają największe zastosowanie w procesach odlewniczych. Wynika to z ich wysokich właściwości technologicznych, ale także z ich uniwersalności. Mogą one być stosowane zarówno do produkcji form jak i rdzeni.
    Najnowsze trendy w produkcji odlewów, które mają na celu zmniejszenie masy odlewów poprzez zwiększenie ich dokładności wymiarowej i ciężarowej, zakładają konstrukcje form złożonych z pakietów rdzeniowych. Tendencja ta powoduje znaczący wzrost zapotrzebowania na masy rdzeniowe wykonane z mas II generacji.
    Stosowane w tych technologiach spoiwa to głównie spoiwa organiczne (oparte o żywice syntetyczne), a także spoiwa nieorganiczne, takie jak uwodniony krzemian sodu.
    Istotą problemu jest jednak fakt, że technologicznie doskonałe spoiwa oparte o żywice syntetyczne charakteryzują się szkodliwym oddziaływaniem na środowisko. Natomiast ekologiczne spoiwa nieorganiczne charakteryzują się złą wybijalnością i małą zdolnością do regeneracji mechanicznej.

  4. MASY FORMIERSKIE III GENERACJI – MASY WIĄZANE CZYNNIKAMI FIZYCZNYMI

    III generacja mas formierskich obejmuje masy bez materiałów wiążących, nazywane także masami wiązanymi czynnikami fizycznymi. Do tej grupy mas należą: dwuskładnikowe masy zamrożone (składające się z osnowy zamrożonej i wody ) forma magnetyczna (metoda Wittmosera) , proces podciśnieniowy (proces V). W masach tych została wprowadzona zasada, że masa jest tym lepsza im mniej zawiera materiału wiążącego.

  5. MASY FORMIERSKIE IV GENERACJI – MASY WIĄZANE BIOMATERIAŁAMI

    Spoiwa organiczne na bazie żywic syntetycznych charakteryzują się dobrymi właściwościami technologicznymi, ale też powodują dużą emisję szkodliwych substancji. Dlatego też, współczesne badania naukowe dążą do stopniowego zastępowania spoiw otrzymywanych z surowców petrochemicznych – biokompozytami polimerowymi, pochodzącymi ze źródeł odnawialnych. Jest to spójne z koncepcją zrównoważonego rozwoju, będącą jednym z priorytetów polityki Unii Europejskiej. Mimo wielu zalet, rynek biopolimerów i biokompozytów jest stosunkowo mały w porównaniu do rynku materiałów petrochemicznych. Prognozuje się jednak, ze w ciągu najbliższych lat polimery biodegradowalne obejmą ok. 10% światowego rynku poliolefin używanych w rolnictwie oraz na opakowania. Wzrost produkcji polimerów pochodzenia naturalnego będzie możliwy dzięki udoskonaleniu procesów produkcji, a co za tym idzie, obniżeniu cen biomateriałów.

  6. MASY SOLNE

    Zastosowanie w odlewnictwie rdzeni solnych nie jest zagadnieniem nowym. Już w latach 70-tych ubiegłego stulecia rdzenie te stosowano do odtwarzania kanałów o małych średnicach (np. kanałów olejowych w tłokach silników dieslowskich). Z czasem technologia ta znalazła zastosowanie przede wszystkim w wielkoseryjnej produkcji odlewów ze stopów aluminium (chłodzące kanały tłoków silnikowych) wykonywane przez odlewanie grawitacyjne oraz niskociśnieniowe.

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Zajęcia seminaryjne: Samodzielne studiowanie literatury; przygotowanie i wygłoszenie prezentacji; udział w dyskusji.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Przygotowanie i wygłoszenie prezentacji z wybranego i uzgodnionego z prowadzącym zakresu tematycznego.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Zajęcia seminaryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: – Obecność obowiązkowa: Tak – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Aktywność na zajęciach – obecność 50% i przygotowanie i wygłoszenie prezentacji 50%.

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

Zapoznanie się z tematyką zajęć, na których student był nieobecny. Zaliczenie tematyki w formie ustnej lub pisemnej – po uzgodnieniu z prowadzącym. Nieobecność nie może przekraczać 20% zajęć.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Obowiązkowa obecność na zajęciach (100%). Przygotowanie i wygłoszenie prezentacji z wybranego i uzgodnionego z prowadzącym zakresu tematycznego.

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

1. Dobosz St.M.: Woda w masach formierskich i rdzeniowych. Wydawnictwo Naukowe „Akapit”, Kraków 2006,
2. Lewandowski J.L.: Tworzywa na formy odlewnicze, Wydawnictwo Naukowe „Akapit”, Kraków 1997,
3. Major-Gabryś K.: Odlewnicze masy formierskie i rdzeniowe przyjazne dla środowiska, Wydawnictwo Archives of Foundry Engineering, Katowice-Gliwice 2016

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

1.
2. Major-Gabryś K.: Odlewnicze masy formierskie i rdzeniowe przyjazne dla środowiska, Wydawnictwo Archives of Foundry Engineering, Katowice-Gliwice 2016,
3. JAKUBSKI J., DOBOSZ St. M. , MAJOR-GABRYŚ K.: Active binder content as a factor of the control system of the moulding sand quality / // Archives of Foundry Engineering / Polish Academy of Sciences. Commission of Foundry Engineering ; ISSN 1897-3310, 2011 vol. 11 iss. 1, s. 49–52,
4. DOBOSZ St.M., Jelinek P., MAJOR-GABRYŚ K.: Author’s researches of improvement of moulding and core sands — Autorskie badania nad doskonaleniem mas formierskich i rdzeniowych, Przegląd Odlewnictwa : miesięcznik naukowo-techniczny / Stowarzyszenie Techniczne Odlewników Polskich, Kraków ; ISSN 0033-2275, 2011 nr 5–6, s. 196–209,
5. MAJOR-GABRYŚ K.,DOBOSZ St.M.: A new ester hardener for moulding sands with water glass having slower activity, Archives of Foundry Engineering / Polish Academy of Sciences. Commission of Foundry Engineering ; ISSN 1897-3310. — Tytuł poprz.: Archiwum Odlewnictwa. — 2009 vol. 9 iss. 4, s. 125–128,
6. MAJOR-GABRYŚ K., DOBOSZ St.M., GRABARCZYK A., Badania laboratoryjne odlewniczych mas formierskich — Moulding sands laboratory tests, Laboratorium (Katowice) : przegląd ogólnopolski ; ISSN 1643-7381. — 2015 nr 11–12, s. 62–64,
7. DOBOSZ St.M., Jelinek P., MAJOR-GABRYŚ K.: Development tendencies of moulding and core sands, China Foundry ; ISSN 1672-6421. — 2011 vol. 8 no. 4, s. 438–446,
8. DOBOSZ St.M., MAJOR-GABRYŚ K., Hosadyna-Kondracka M., JAKUBSKI J.: Impact of furan moulding sands on structure of castings made of spheroid (nodular) cast iron / I // W: Proceedings of the 2015 WFO international forum on Moulding materials and casting technologies : October 25–28, 2015, Changsha, China / WFO Moulding Materials Commission, Foundry Institution of Chinese Mechanical Engineering Society, Productivity Promotion Center of Foundry Industry of China. — [China : s. n.], 2015. — S. 25–32,
9. DOBOSZ St.M., GRABARCZYK A., MAJOR-GABRYŚ K., JAKUBSKI J.: Influence of quartz sand quality on bending strength and thermal deformation of moulding sands with synthetic binders, Archives of Foundry Engineering / Polish Academy of Sciences. Commission of Foundry Engineering ; ISSN 1897-3310, 2015 vol. 15 iss. 2, s. 9–12,
10. GRABARCZYK A., MAJOR-GABRYŚ K., DOBOSZ St.M., Wojczuk M., Superson M.: Kompozycje: uwodniony krzemian sodu – materiał biodegradowalny jako spoiwo mas formierskich — Compositions: hydrated sodium silicate – biodegradable material, as moulding sands binder, Archives of Foundry Engineering / Polish Academy of Sciences. Commission of Foundry Engineering ; ISSN 1897-3310, 2014 vol. 14 spec. iss. 4, s. 37–42.

Informacje dodatkowe:

Zajęcia odbywają się zgodnie z harmonogramem uzgodnionym i przekazanym do wiadomości studentów.