W dniach 9-10 czerwca 2025 w Krakowie miała miejsce Konferencja ALUMINIUM 2025 zorganizowana przez Polskie Stowarzyszenie Aluminium. Partnerem naukowym Wydarzenia był nasz Wydział reprezentowany przez Profesor Beatę Smyrak – Prodziekana WMN ds. Współpracy i Rozwoju, Profesora Dariusz Leśniaka i Doktora Jacka Madurę. Profesor Dariusz Leśniak brał udział w panelu dyskusyjnym „Wyzwania technologiczne i biznesowe w branży aluminium”.
Z perspektywy środowiska akademickiego była to nie tylko okazja do wymiany doświadczeń z liderami rynku, ale także forum refleksji nad kierunkiem rozwoju sektora metali nieżelaznych w Polsce i Europie. Dyskusje połączone z prezentacjami wyników badań przez przedstawicieli przemysłu pokazały jak ważne jest dziś współdziałanie nauki i biznesu w odpowiedzi na rosnące wyzwania technologiczne, środowiskowe i rynkowe.
Poniżej publikujemy relację Pana Profesora Dariusz Leśniaka na temat Konferencji ALUMINIUM 2025:
(cyt.)
„W dniu 9 czerwca 2025 roku miałem zaszczyt wziąć udział w panelu dyskusyjnym „Wyzwania technologiczne i biznesowe w branży budowlanej” i reprezentować Wydział Metali Nieżelaznych AGH podczas konferencji „ALUMINIUM 2025” organizowanej w Krakowie przez Polskie Stowarzyszenie Aluminium.
Poniżej kilka wątków przeprowadzonej na panelu dyskusji. Trzy najważniejsze wyzwania technologiczne w branży wyciskanych profili aluminiowych dla współczesnego zrównoważonego budownictwa to:
niskoemisyjny proces produkcyjny wyciskanych profili aluminiowych, transformacja cyfrowa procesu produkcyjnego w kierunku przemysłu 4.0, zapewnienie wysokiej jakości wyciskanych profili aluminiowych z niskim śladem węglowym.W pierwszym przypadku chodzi o redukcję zużycia energii na wszystkich etapach produkcji profilu aluminiowego począwszy od przetopu aluminium na bazie złomu, poprzez procesy nagrzewania wlewków i matryc, aż po procesy wyciskania oraz procesy obróbki cieplnej, mechanicznej i powierzchniowej. W drugim przypadku mówimy o cyfryzacji, automatyzacji i robotyzacji procesu produkcyjnego wyciskania profili aluminiowych, w szczególności o rozwiązaniach cyfrowych gospodarki obiegu matryc – znakowaniu matryc, skanowaniu kodów matryc, mapowaniu operacji technologicznych, automatyzacji kontroli matryc po azotowaniu, automatyzacji inspekcji wymiarowej profili i matryc, robotyzacji czynności międzyoperacyjnych np. zrobotyzowanych układarkach profili, robotach spawających itd. W trzecim przypadku chodzi o zapewnienie odpowiedniej jakości wyciskanych profili pochodzących z wlewków z przetopu złomu bo mówi się w branży, że ta jakość może być trochę niższa. W szczególności istotna jest tu jakość struktury materiału w wyciskanym profilu z recyklingu, która przekłada się na jakość powierzchni wyrobu, a wiemy że w nowoczesnym budownictwie walory estetyczne profili aluminiowych są równie ważne jak wytrzymałość, lekkość czy odporność na korozję.
Dla przykładu powiem, że obecnie pracujemy nad wspólnym referatem firmy Aliplast Extrusion z Lublina i Wydziału Metali Nieżelaznych AGH z Krakowa na konferencję WPC25, która odbędzie się w tym roku we wrześniu w Zakopanem. Robimy właśnie analizę porównawczą jakości powierzchni profili pochodzących z wlewków z przetopu oraz wlewków z małą zawartością złomu. Analizujemy wielkość ziarna, grubość obwódki krystalicznej, czy obecność piasku i pasów termicznych na powierzchni profili. Oczywiście przetop aluminium ze złomu jest kierunkiem oczywistym, ale wyzwaniem jest zachowanie odpowiedniej jakości tych profili. Jestem bardzo ciekawy wyników tych badań, które będą zaprezentowane na Konferencji WPC25 organizowanej przez Wydział Metali Nieżelaznych AGH.
Oczywiście wszyscy znamy znakomite właściwości aluminium takie jak: lekkość połączoną z wytrzymałością, odporność na korozję, podatność do formowania, czy możliwość ponownego wykorzystania-recykling. Z punktu widzenia zrównoważonego budownictwa powinniśmy jednak patrzeć na funkcje jakie profile aluminiowe mają spełniać w konkretnym systemie architektonicznym. Ponieważ budownictwo odpowiada za 40% światowego zużycia energii i emisji CO2 to najważniejszą właściwością budowlanego systemu aluminiowego musi być odpowiednia termika – wysoka izolacyjność termiczna prowadząca do minimalizacji strat ciepła. Mówimy tutaj oczywiście o aluminiowych systemach okienno-drzwiowych, fasadowych, ścianach osłonowych - łamaczach światła, czy aluminiowych okładzin elewacyjnych. I druga istotna funkcja wynikająca z możliwości praktycznie nieskończonego przetwarzania-recyklingu to gospodarka obiegu zamkniętego i wydłużenie cyklu życia produktu.
Dla przykładu powiem, że Wydział Metali Nieżelaznych AGH opracował autorski system osłonowy aluminiowych łamaczy światła połączonych z panelami fotowoltaicznymi oraz uproszczony system aluminiowych okładzin elewacyjnych z innowacyjnym systemem szybkiego montażu/demontażu oraz podwyższonym okresem trwałości. W temacie odchudzania konstrukcji i zmniejszania kosztów chciałbym przywołać współpracę Wydziału Metali Nieżelaznych AGH z firmą Vitrintec gdzie zaprojektowaliśmy i wdrożyliśmy do produkcji odchudzony, lekki wysokowytrzymały system aluminiowych torów jezdnych pod mobilne ścianki działowe. Oczywiście zachowując funkcjonalność systemu udało się zredukować o 25 % masę konstrukcji toru jezdnego (ok. 1,5 kg na 1mb toru jezdnego) poprzez redukcję grubości ścianek w zakresie 0,5-1 mm. Oczywiście mniejsza nośność konstrukcji musiała zostać zbalansowana wyższą wytrzymałością zastosowanego stopu. Przeszliśmy ze stopu 6063 na stop 6005A do wytrzymałości na rozciąganie na poziomie 260 MPa. Trzeba też tutaj powiedzieć, że dla stopu o tak dużej zawartości składników stopowych pewnym wyzwaniem technologicznym było uzyskanie wysokiej jakości powierzchni profilu. Trzeba tutaj bardzo uważać i odpowiednio balansować pomiędzy wytrzymałością a jakością powierzchni profilu. Zatem w pewnych przypadkach gdzie trzeba stosować stopy o wysokiej zawartości składników stopowych odchudzanie konstrukcji może okazać się nieopłacalne czy wręcz niemożliwe.
Innowacje procesowe powinny skupiać się wokół bezemisyjnej produkcji profili aluminiowych czy transformacji cyfrowej, natomiast innowacje produktowe wokół ulepszonej jakości profili z niskim śladem węglowym czy pasywnych energetycznie systemów architektonicznych. W pierwszym przypadku Wydział Metali Nieżelaznych AGH opracował wraz z firmą Alusupplies i przetestował w warunkach przemysłowych tzw. inteligentne pierścienie matrycowe smart die rings. Są to specjalne obejmy, w którym nagrzewa się matryce w których żłobieniach znajdują się elementy pomiaru temperatury z wyjściem sygnału do sterownika pieca i sygnalizacją gotowości matrycy do pracy. Takie rozwiązanie prowadzi do kontrolowanego precyzyjnego nagrzewania matryc ze skutkiem w postaci kilkukrotnego skrócenia czasu nagrzewania oraz 5-10 % obniżenia zużycia energii w 1 cyklu nagrzewania. Ponadto zapobiega się wystąpieniu efektu przegrzewania matryc ze skutkiem w postaci lepszej jakości powierzchni wyciskanych profili aluminiowych. Myślę, że smart die rings w przeciągu kilku lat będą produkowane na skalę przemysłową i oferowane prasowniom aluminium.
Jeśli chodzi o innowację produktową to mamy opracowane profile ze stopu serii 6xxx z dodatkiem Cu o ponadstandardowej wytrzymałości na rozciąganie wskutek wprowadzenia odkształcenia dynamicznego na zimno do procesu prostowania profili aluminiowych po wyciskaniu z przesycaniem na wybiegu prasy a przed finalnym starzeniem. Korzystne zmiany w strukturze materiału prowadzą do około 20 % wzrostu wytrzymałości na rozciąganie profili aluminiowych w stosunku do prostowania statycznego. Zostało to zweryfikowane na prototypie urządzenia do dynamicznego prostowania w warunkach pół-przemysłowych. Wyniki te są bardzo obiecujące. Należałoby teraz kontynuować badania już w skali przemysłowej na profilach niskoemisyjnych z niskim śladem węglowym. Może znajdzie się prasowania która chciałaby zagospodarować ten temat? Inne innowacje w naszej ofercie to profile o ponadstandardowej dokładności wymiarowej dzięki korekcji on-line profili na wybiegu prasy z wykorzystaniem wizyjnych systemów pomiarowych, czy dzięki specjalnym insertom matrycowym ze stali specjalnych produkowanych w technologii druku 3D. Mamy tez patent na konstrukcje matrycy minimalizującej pasy termiczne na powierzchni profili.
Zapraszamy do współpracy z Wydziałem Metali Nieżelaznych AGH!” (cyt.)
