350 Ventil 18 /2012/ 5 DNEVI STROJNIŠTVA Uvod Področje strojništva že dolgo ni več vezano le na mehanske konstrukci- je in naprave, kot je bilo to morda v preteklosti in izhaja iz prevoda an- gleške besede mechanical engine- ering. Dandanes raziskave in razvoj na področju strojništva ponujajo odgovore na številna vprašanja iz mehanike, energetike, naprednih izdelovalnih tehnologij, snovanja in oblikovanja izdelkov, vodenja pro- cesov, okoljevarstva, prometa, inže- nirske reologije, tribologije in nano- tehnolgije, zapletenih mehatronskih sistemov in tehniške sinergetike. Predstavitev rezultatov znanstve- noraziskovalnega dela in področij, s katerimi se na fakulteti ukvarja- mo, tako industrijskemu okolju kot širši javnosti je izrednega pomena za uveljavitev področja strojništva v družbi. Sporočilo, ki ga želimo pre- nesti v širši prostor, je, da je študij strojništva na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani študij sedanjosti in priho- dnosti, ki generira in nudi potrebna znanja za kreiranje odgovorov na hitro se spreminjajoče potrebe mo- derne industrije in globalnega oko- lja, v katerem živimo. Prireditev Dnevi strojništva je samo ena od aktivnosti v okviru promo- cije študija strojništva ter znanj in kompetenc, ki jih študentje pridobi- jo med študijem. Namen prireditve, ki postaja tradicionalna, je širokemu občinstvu, predvsem osnovnošol- cem in srednješolcem, na poljuden in privlačen način s praktičnimi in interaktivnimi delavnicami predsta- viti področja strojništva ter poudariti pomen in aktualnost strojništva v da- našnjem času. V okviru letošnje pri- reditve, ki je potekala od 24. do 30. septembra, je bilo pripravljenih 30 delavnic. V petih dneh si je prireditev ogledalo več kot 2100 udeležencev, in sicer 1067 osnovnošolcev, 684 srednješolcev ter 95 spremljevalnega osebja. V nedeljo, ki je namenjena pretežno družinskim obiskom, si je prireditev ogledalo 258 obiskovalcev. Čas letošnje prireditve je sovpadal tudi z obiskom komisije za medna- Rekordno število obiskovalcev prire- ditve Dnevi strojništva v Tehniškem muzeju v Bistri Edvard GOVEKAR V zadnjem tednu septembra je v Tehniškem muzeju Slovenije v Bistri pri Vrhniki že tretjič zaporedoma potekala prireditev Dnevi strojništva. Namen prireditve je širokemu občinstvu, predvsem mladini osnovnih in srednjih šol, na poljuden način s privlačnimi ter praktičnimi delavnicami predstaviti področja strojništva in poudariti pomen in aktualnost študija strojništva v današnjem času. Prireditve, ki jo je organiziralo osebje muzeja skupaj z laboratoriji Fakultete za strojništvo v Ljubljani, se je udeležilo rekordno število preko 2100 obiskovalcev. Prof. dr. Edvard Govekar, univ. dipl. inž., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo Osnovno- in srednješolci pred vhodom v Tehniški muzej v Bistri 351 Ventil 18 /2012/ 5 rodno ASIIN-akreditacijo študijskih programov prve in druge stopnje študija na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani. Šestčlanska komisija iz Nemčije si je z zanimanjem ogledala prireditev in prisluhnila razlagam, pri katerih so v večini sodelovali kar sami študentje fakultete in kreatorji delav- nic. Člani niso skrivali navdušenja in pohval nad prikazanimi vsebinami. V nadaljevanju so na kratko pred- stavljene vsebine nekaterih letos nanovo pripravljenih delavnic, s katerimi so se imeli priložnost se- znaniti obiskovalci prireditve Dne- vi strojništva. Predstavitve vsebine vseh delavnic so radovednemu bralcu na voljo na spletnih straneh Fakultete za strojništvo v Ljubljani. Če smo z Dnevi strojništva vzbudili zanimanje ali pa celo pripomogli k lažji odločitvi za študij na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani, je bil na- men prireditve v celoti izpolnjen. Prisrčno vabljeni na ogled zanimivih delavnic v okviru prireditve Dnevi strojništva tudi v prihodnjem letu, ki bodo s še bolj zanimivimi vsebi- nami že četrič zapored potekali v zadnjem tednu septembra v Tehni- škem muzeju Slovenije v Bistri. DNEVI STROJNIŠTVA Člani akreditacijske komisije ASIIN so z zanimanjem prisluhnili razlagi štu- dentov Fakultetete za strojništvo Biodinamični testirni sistem za merjenje vnosa vibracij v roko Pri delu z ročnim orodjem se pre- našajo vibracije iz orodja v uporab- nikovo roko, kar ob daljši izposta- vljenosti povzroči otopele prste in dlan, dolgoročno pa lahko privede do nastanka vibracijskih bolezni ter resnih poškodb roke. Prikazan je bil vibromehanski sistem z vgrajenimi merilniki vibracij, ki omogočajo si- mulacijo in raziskave prenosa vibra- cij od izvora v roko uporabnika. Na podlagi zajetih podatkov je mo- goče sklepati o vibracijski obreme- njenosti roke, kar omogoča razvoj ustrezne vibracijske zaščite v obliki antivibracijske rokavice. Obiskovalci so lahko sami preizkusili vpliv pre- nosa vibracij na roko in delovanje zaščitnih rokavic. Virtualni simulator varjenja Gibanje rok pri varjenju je zelo po- dobno kot pri kirurških operacijah in ima ključno vlogo za izdelavo ka- kovostnih varov. Razvoj simulatorjev varjenja je rezultat potreb po zniže- vanju stroškov za usposabljanje varil- cev, pomanjkanje varilnega osebja in osebja za učenje specialnih vrst var- jenja. Predstavljeni simulator omo- goča izvedbo virtualnega ročnega obločnega varjenja, varjenja TIG ter varjenja MIG/MAG, nadgrajujejo pa ga simulacije varjenja različnih mate- rialov, tudi titana. Prednost učenja na virtualnih simulatorjih je tudi v takoj- šnjem prikazu napačnega položaja gorilnika, oddaljenosti ali hitrosti var- jenja, kar omogoča hitro učenje na osnovi analize in popravljanja napak. Z uporabo virtualnega simulatorja so se lahko obiskovalci preizkusili v po- stopkih spajanja in spoznali zahtev- nost postopka varjenja. Hranilnik toplote Zaradi časovne neusklajenosti med razpoložljivim virom energije za ogre- vanje in rabo toplote za pripravo tople sanitarne vode ali ogrevanja imajo pri ogrevalnih sistemih na biomaso in so- larnih ogrevalnih sistemih pomembno vlogo hranilniki ali zalogovniki toplo- Predstavitev nekaterih delavnic, ki so potekale v sklopu Dnevov strojništva Številni so se preizkusili v spretnosti spajanja na varilnem simulatorju 352 Ventil 18 /2012/ 5 DNEVI STROJNIŠTVA te. V hranilnik toplote shranimo toplo- to v obliki povečane notranje energije za čas, ko jo potrebujemo. V primeru senzibilnih hranilnikov toplote ima- jo prednost hranilniki s temperatur- nim razslojevanjem, saj omogočajo učinkovitejše delovanje ogrevalnega sistema. V zgornjem delu hranilnika se sanitarna voda hitro segreje, niž- ja temperatura na dnu hranilnika pa omogoča, da čim več energije shrani- mo v hranilniku. Obiskovalci so si na eksperimentu poleg delovanja hranil- nikov toplote s pomočjo infrardeče termografije lahko ogledali princip temperaturnega razslojevanja. Stroj za obdelavo izvrtin v oblogah fuzijskega reaktorja ITER Preskrba z energijo je eden od ključnih izzivov človeštva. Mednarodna skupnost je pred leti strnila moči s ciljem poiskati čisti vir energije, ki bi zadostoval za vse večje potrebe sveta po električni energiji. Med bolj obetavne tehnologije proizvodnje električne energije sodi tudi atomska fuzija, ki temelji na zlivanju vodikovih in helijevih atomov. To je fizikalni proces, ki se dogaja na soncu in je ravno obraten procesu v jedrskih reaktorjih, kjer atomi razpadajo na manjše. Ker pri fuziji nastopajo lahki atomski elementi, ki jih je v okolju v izobilju in niso radioaktivni, bi bilo takšno pridobivanje energije čisto in poceni. Razvoj omenjene tehnologije je napredoval že tako daleč, da v Franciji poteka gradnja eksperimentalnega reaktorja ITER, ki bo sposoben vzdrževati stanje zlivanja jeder dalj časa in iz sproščene energije proizvajati elektriko. Pri izdelavi tako kompleksnega sistema se pojavljajo številne težave, med katerimi je tudi natančna izdelava izvrtin v notranjo oblogo reaktorja, ki je izpostavljena izredno visokim temperaturam. Na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani smo v sklopu tega projekta uspeli z idejo za natančno izdelavo omenjenih izvrtin. V okviru prireditve se je bilo moč sezaniti z idejo jedrske fuzije pri proizvodnji električne energije. Obiskovalcem je bil na ogled tudi sistem, ki se uspešno uporablja pri izdelavi izvrtin v reaktorskem delu naprave. Tribologija, mazanje in nanotehnologija Trenje je pogosto zaželen, še pogo- steje pa neželen pojav. V praksi se vsi mehanski sistemi soočajo s problemi trenja in obrabe strojnih elementov. Poleg razvoja maziv, načrtovanja po- vršin za zagotavljanje nizkega trenja in obrabe pri različnih pogojih delovanja mehanskih sistemov se je v zadnjem desetletju za izboljšanje protiobrabne obstojnosti strojnih elementov zelo razširila uporaba naprednih materia- lov, npr. trdih protiobrabnih prevlek z nizkim trenjem, lasersko strukturira- nih površin s prilagojeno topografijo, nanostrukturnih materialov itd. Veli- ko najnovejših znanstvenih raziskav v industriji poteka tudi na področju mazanja z manjšimi količinami mazi- va, mazanja z okolju prijaznimi ma- zivi, mazanja z uporabo nanodelcev itd. Zelo zanimivo je povsem novo področje, ki se tovrstnih problemov loteva na nanonivoju, to je nanotri- bologija, ki probleme trenja in obra- be obravnava na nivoju molekularnih interakcij in na osnovi atomskih sil. Meritev porabe goriva in izpustov onesnažil Okoljevarstvo postaja eden po- membnejših vidikov pri razvoju no- vih izboljšav obstoječih produktov in tehnologij. Tudi v avtomobilski industriji med vse pomembnejše tehnične podatke sodi podatek o porabi goriva, izpustu CO 2 in drugih reguliranih onesnažil, ki obsegajo dušikove okside, ogljikov mono- ksid in nezgorele ogljikovodike. Te podatke pridobijo tako, da vozi- lo opremijo z merilno opremo za merjenje sestave izpušnih plinov, nato pa vozijo po predpisanem ci- klu. Merilna oprema analizira vzorec izpušnih plinov in določi njegovo kemijsko sestavo. Iz sestave in pre- toka izpušnih plinov nato določijo količino zgorelega goriva (porabo goriva) ter količino nastalih onesna- žil. Izpust CO 2 je neposredno pove- zan s količino zgorelega goriva, saj gorivo zgoreva skoraj popolno, in je človeku manj nevaren od drugih reguliranih onesnažil. V okviru Dne- vov strojništva je bilo predstavljeno vozilo z merilno opremo za merje- nje onesnažil. Obiskovalci so imeli priložnost primerjati sestavo izpu- šnih plinov starejšega in sodobnega hibridnega vozila ter spoznati pred- nosti sodobnih pogonskih agrega- tov. Napredne tehnologije odrezavanja Odrezavanje je ena od najpogosteje uporabljenih tehnologij v kovinsko- predelovalni industriji. Odprta so številna vprašaja s področja okolju prijaznih hladilno-mazalnih sred- Strojništvo je lahko tudi zabavno 353 Ventil 18 /2012/ 5 DNEVI STROJNIŠTVA stev, izdelave mikroizdelkov in hitre izdelave prosto oblikovanih površin. Možna rešitev za izvedbo okolju pri- jaznega mazanja in hlajenja je teh- nologija kriogenega odrezavanja, ki temelji na uporabi tekočega dušika. Dovod dušika v rezalno cono je bil razvit na Fakulteti za strojništvo in predstavlja eno od obetavnih alter- nativ mazanja. Odgovor na potrebo po mikroiz- delkih ponuja tehnologija mikro- frezanja. Predstavljena je bila pro- blematika ostrine, hrapavosti in obremenitev rezalnega orodja ter vpliv zrnatosti obdelovanca, ki na- stopi pri prehodu v mikrosvet. Za izdelavo izdelkov prostih površin je bila predstavljena uporaba pe- tosnih robotov, katerih kinematika omogoča odrezavanje najrazličnej- ših materialov, kot so: poliuretanske pene, kompozitni materiali, les in kovine. Uporaba robota za frezanje je še posebej zanimiva na podro- čjih, kjer sta potrebni velika prilago- dljivost in odzivnost in so zahteve po tolerancah izdelkov nekoliko bolj ohlapne. 3D-tiskanje Pri tehnologijah 3D-tiskanja v na- sprotju s tehnologijami odrezava- nja dobimo končni izdelek tako, da dodajamo material plast za plastjo. Najprej računalniški (CAD) model izdelka razrežemo na tanke plasti, nato stroj zgradi prvo plast izdelka, na to plast drugo in tako naprej, dokler ni zgrajen celoten izdelek. Največja prednost tehno- logij dodajanja je v tem, da lahko z njimi naredimo izdelek poljubnih oblik. Prvotno so bile tehnologije dodajanja namenjene izdelavi pro- totipov, saj na začetku tehnologije niso omogočale izdelave izdelkov s kvalitetnimi mehanskimi lastnostmi. V zadnjem času pa so tehnologije dodajanja materiala po plasteh na- predovale do te mere, da lahko z njimi izdelujemo končne izdelke iz polimernih materialov in pa tudi iz kovine. Uporablja se več različnih principov dodajanja materiala po plasteh. Leseno kolo Kolo sodi med enega največjih od- kritij v zgodovini človeštva nasploh. Obiskovalcem je bilo predstavljeno kolo, katerega okvir in sama kolesa so narejeni iz masivnega lesa, ve- zanih plošč in furnirjev najvišjega kakovostnega razreda ter ojačani s kompozitnimi materiali (karbonska, steklena in aramidna vlakna). Za zaščito pred vremenskimi vplivi so uporabljeni kakovostni dvokompo- nentni poliuretanski laki in posebne epoksidne smole. Posebnost koles je, da so okviri votli, kar pripomore k nižji teži. Skupna teža sestavljene- ga kolesa znaša malenkost čez 9 kg, kar je primerljivo s cestnimi kolesi. Za varnost poskrbijo vgrajena LED- -svetila. Prikazani so bili tudi izre- dno atraktivni leseni koloseti, ki pa so še v procesu razvoja. Poleg sa- mega tehnološkega dosežka je iz- delano kolo tudi paša za oči z vidika oblikovanja. Tridimenzionalna fotografija V svet filmov, fotografije in pa tudi na področje avtomatskega zbiranju podatkov in meritev vse bolj prodira tretja prostorska dimenzija. Obisko- valcem je bil predstavljen priročen merilnik za tridimenzionalno mer- jenje oblike teles, ki je bil razvit na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani. Merilnik je zasnovan kot dodatek, ki ga pritrdimo na digitalni zrcalno- -refleksni fotoaparat. Potrebno je le še ustrezno nastaviti parametre fotoaparata in že lahko s slikanjem opravljamo 3D-merjenje. Pri tem se površina merjenega telesa osvetli s črtastim svetlobnim vzorcem, za kar poskrbi optika, nameščena pred bliskovko fotoaparata. Slika se nato prenese v računalnik in obdela tako, da pridobimo poleg barve tudi infor- macijo o 3D-obliki telesa. T akšen me- rilnik je zlasti uporaben na področju medicine za merjenje delov telesa, kot so na primer rane, deformacije zaradi poškodb in podobno. Njego- ve odlike so brezdotičnost ter velika hitrost in enostavnost merjenja. Kako izdelek trajno označiti? Lasersko! Označevanje in kodiranje sestavnih komponent in izdelkov je izredne- ga pomena pri postopku izdelave, sledenju in zagotavljanju kakovosti izdelkov. Lasersko označevanje je proces, pri katerem površino izdel- ka označimo s spremembo njene barve ali reliefa. Postopek je brez- dotičen in izredno hiter. Označe- valno orodje je kar laserski žarek, ki ima izredno veliko gostoto svetlob- ne moči. Ta se na površini izdelka pretvori v toploto, s katero se se- grevajo, pretaljujejo ali celo odpa- revajo materiali, kot so: les, umetne mase, kovine, steklo itd. Brez težav obdelujemo tudi najtrše materiale, kakršen je diamant. Sistem za ozna- Leseno kolo, paša za oči s tehnološkega in estetskega vidika 354 Ventil 18 /2012/ 5 čevanje je sestavljen iz laserskega izvora, optičnih elementov za obli- kovanje in vodenje žarka ter raču- nalniškega krmilnika, ki omogoča poljubno oblikovanje oznak v obliki napisov, črtnih kod, grafike, foto- grafij itd. Oznake so trajne in od- porne na abrazijo, temperaturo in kisline. Tovrstni postopek označeva- nja je eden najhitrejših in omogoča visoko produktivnost. Predstavljeni laserski sistem za označevanje je razvilo podjetje LPKF Laser & Ele- ktronika d. o. o. in se na Fakulteti za strojništvo uporablja v eksperi- mentalne namene. Obiskovalci so si lahko ogledali lasersko označevanje kovinskih ploščic. Pregledovanje mikrostruktur Mikrostruktura je notranja struktura snovi (kovin in nekovin), ki oprede- ljuje njene lastnosti. Mikrostrukture so sestavljene iz različnih zrn (kot zrna peska, ki se trdno držijo sku- paj) in faz (kot na primer čokoladna zrna v piškotu). Ta notranja mikro- struktura je odvi- sna od kemične sestave kovine in od številnih fak- torjev izdelovalnih tehnologij, kot so litje, preoblikova- nje, valjanje, to- plotna obdelava ... Za pregledovanje mikrostrukture je potrebno iz ko- vinskega izdelka izrezati vzorec. Iz- rezana površina je potem spolirana in jedkana z raz- redčeno kislino. Ta proces nam od- krije mikrostruk- turo, ki jo potem opazujemo z mi- kroskopom pri različnih povečavah. Predstavljen je bil sistem za optič- no opazovanje mikrostrukture, ki omogoča do 1000-kratno poveča- vo. Obiskovalci so spoznali osnovne elemente optičnega mikroskopa in aktivno preizkusili sistem opazova- nja mikrostrukture pri različnih po- večavah. Vodna hidravlična naprava Predpisi o zaščiti naravnega okolja postajajo vedno strožji. Čeprav je uporaba mineralnega hidravličnega olja in drugih naravi škodljivih hi- dravličnih kapljevin zelo razširjena, obstajajo možnosti za njihov na- domestek. Ena boljših rešitev gle- de varovanja okolja in pitnih voda na področju hidravlike je uporaba vode kot hidravlične kapljevine. Z letošnjim demonstracijskim ek- sponatom je bilo pokazano da je mogoče za hidravlično kapljevi- no uporabiti vodo brez dodatkov. Predstavljena je bila nova hidravlič- na naprava, ki smo jo zasnovali in izdelali na Fakulteti za strojništvo v Ljubljani. Vodnohidravlična naprava je sestavljena iz visokotlačne vodne črpalke, vodnega 4/3-potnega ven- tila, vodnega hidravličnega akumu- latorja, vodnega hidravličnega valja in drugih potrebnih sestavin. Pri hidravlični napravi smo za hidravlič- no kapljevino uporabili kar vodo iz vodovodne inštalacije. Napravo so lahko upravljali obiskovalci razsta- ve, na kateri so tekmovali v spretno- sti. Najboljši so bili nagrajeni. Neustavljiva radovednost DNEVI STROJNIŠTVA Informatinsveranstaltung zur Normung im Fachverband Flu- idtechnik – Informacijska prire- ditev o standardizaciji v struktur- nem združenju za fluidno tehniko (VDMA – Fluidtechnik) 19. 02. 2013 Frankfurt, ZRN Informacije: – tel.: +069 – 6603 – 1652 – e-pošta: joern.duerer@vdma.org – internet: www.vdma.org/fluid 4. Fachtagung Hybridantriebe für mobile Arbietsmachinen – 4. strokovno srečanje o hibridnih pogonih za mobilne delovne stroje 20. 02. 2013 Karlsruhe, ZRN Informacije: - Peter-Michael Synek – tel.: +069-6603-1513 – e-pošta: peter.synek@vdma.org – internet: www.vdma.org/fluid Nadaljevanje na strani 417 Znanstvene in strokovne prireditve ■