Hexagon PMM-G 50.30.20 — 50 ton ultraprecyzji na 12 poduszkach powietrznych
Imponującą charakterystykę ma druga z maszyn współrzędnościowych nowego laboratorium – PMM-G 50.30.20 do pomiarów elementów wielkogabarytowych o przestrzeni pomiarowej 5m x 3m x 2m. Ważąca ponad 50 ton maszyna została umieszczona na 12 poduszkach powietrznych czyli wibroizolatorach pneumatycznych dla zapewnienia odpowiedniej izolacji przed drganiami. Pracuje w pomieszczeniu wyposażonym w system klimatyzacji, stabilizujący temperaturę w centralnym punkcie przestrzeni pomiarowej maszyny na poziomie 20 ± 0,2°C, co dla tak dużej przestrzeni pomiarowej maszyny jest niespotykane w skali europejskiej. – Będzie służyć do pomiaru elementów wielkogabarytowych z przemysłu lotniczego, zbrojeniowego, kosmicznego, samochodowego, energetycznego, maszynowego, itp. z wartościami niepewności pomiaru mniejszymi od 1 μm – wymienia prof. Adam Gąska. – Po osiągnięciu pełnej gotowości pomiarowej błędy dopuszczalne maszyny będą określone równaniem nie gorszym niż MPE = 0,5 + L/400 μm (gdzie L to mierzona długość wyrażona w mm) dla całego zakresu pomiarowego maszyny. Nie ma na świecie maszyny współrzędnościowej o takim równaniu błędów dopuszczalnych – mówi prof. Adam Gąska.
Nanomaszyna NMM-1 – bezbłędny maluch do wyrafinowanych technologii
Trzeci nabytek nowego laboratorium – przy poprzednich – jest jak biżuteryjny drobiazg. Przestrzeń pomiarowa maszyny nanometrycznej NMM-1 zawiera się w granicach: 25mm x 25mm x 7 mn. Na powierzchni, odpowiadającej wielkości znaczka pocztowego, można wykonywać pomiary z dokładnością nawet sto razy większą niż w przypadku dwu wcześniej opisanych maszyn. NMM-1 umożliwia realizację wzorcowań przy niepewnościach zbliżających się nawet do jednego nanometra, czyli milionowej części milimetra! To absolutny szczyt w dziedzinie precyzji pomiarów. – Nanomaszyna pomiarowa o takiej konfiguracji nie jest dostępna w skali krajowej, w skali międzynarodowej badania z zastosowaniem nanomaszyn współrzędnościowych prowadzone są w nielicznych, najlepiej rozwiniętych ośrodkach naukowych, m.in. w: NPL w Wielkiej Brytanii; PTB, Niemcy; Federal Institute of Metrology (METAS), Szwajcaria; TU Illmenau, Niemcy; University of Nottingham w Wielkiej Brytanii. Dołączamy więc do bardzo elitarnego grona – wskazuje prof. Adam Gąska. Specjalna konstrukcja maszyny umożliwia wyeliminowanie niemalże do zera błędów Abbe’go oraz błędów geometrycznych urządzenia, rozdzielczość urządzenia jest równa 0,1 nanometra, a rozdzielczość interferometrów wykorzystywanych jako wzorce przemieszczenia maszyny współrzędnościowej jest równa 0,02 nanometra. To ponad milion razy mniej niż średnica ludzkiego włosa!
Najmniejsza z maszyn (producent SIOS Messtechnik GmbH) jest wyposażona w trzy sensory: głowicę stykową skanującą, głowicę optyczną (LaserFocus) oraz głowicę sił atomowych (AFM). Znajduje zastosowanie do mierzenia cienkich warstw, którymi pokrywa się różne urządzenia, np. panele fotowoltaiczne. Jest także przydatna w superprecyzyjnej optyce, np. do mierzenia soczewek. Tak zaawansowany sprzęt jak NMM-1 jest też wykorzystywany w produkcji mikroprocesorów najwyższej klasy, takich, których nie wytwarza się jeszcze w Polsce. Prof. Jerzy Sładek uważa, że dysponując wyposażeniem Laboratorium Metrologii Współrzędnościowej PK, Polska mogłaby pokusić się o uruchomienie produkcji wybranych procesorów i systemów optyki precyzyjnej.
Ultraprecyzja w specjalnych warunkach
Osiąganie precyzji pomiarów w stopniu gwarantowanym przez trzy nowe maszyny, nie byłoby możliwe bez zapewnienia im odpowiednich warunków pracy. Stabilizację termiczną zapewniają specjalnie zaprojektowane systemy klimatyzacji, utrzymujące stałą temperaturę w przestrzeniach badawczych. Wszystkie urządzenia zostały też zabezpieczone przed drganiami. Są zainstalowane na dedykowanym im betonowych fundamentach, całkowicie odciętych od reszty budynku. Dzięki temu drgania generowane przez inne urządzenia wykorzystywane w LUPW (sprężarka, system klimatyzacji) oraz takie, które mogą dochodzić z zewnątrz (z niedalekiej linii tramwajowej i ruchliwej ulicy) nie przenoszą się na aparaturę pomiarową. Dodatkowo każda z maszyn jest wyposażona we własne systemy izolacji drgań.- specjalne poduszki powietrzne czy – aktywny stolik wibroizolacyjny (jak maszyna NMM-1).
W laboratoriach współrzędnościowych PK będą realizowane usługi komercyjne dla najlepszych firm europejskich i badania naukowe w ramach projektów badawczych organizowanych przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju, Narodowe Centrum Nauki i w ramach programów europejskich. Prof. Sładek ma nadzieję, że powstanie Laboratorium Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych będzie sprzyjać technologicznemu rozwojowi polskiego przemysłu, zwłaszcza branży lotniczej, energetycznej, optycznej, elektronicznej. Projekt otwarty jest na współpracę z innymi instytucjami naukowymi w całym kraju, w tym z Uniwersytetem Jagiellońskim i Akademią Górniczo-Hutniczą. Dla konsorcjantów bardzo ważna jest również współpraca z Głównym Urzędem Miar (a szczególnie Świętokrzyskim Kampusem Laboratoryjnym GUM w Kielcach) oraz Klastrem Metrologicznym.
W realizację projektu LUPW w ramach Narodowej Sieci Metrologii Współrzędnościowej i sprawne przeprowadzenie inwestycji zaangażowany był szeroki zespół pracowników PK. Działali w nim: pracownicy Działu Inwestycji i Remontów oraz Działu Technicznego PK (Anna Dzięciołowska, Barbara Sochańska, Tomasz Ślaga, Jacek Husakowski, Grzegorz Lizończyk, Jakub Rudolf, Andrzej Herod, Piotr Król, Robert Wrona, Bogusław Dzimira), pracownicy Działu Zamówień Publicznych (Zofia Gajewska, Danuta Karlikowska, Sylwia Banach, Roman Juroszek), Zespół ds. Rozliczeń Projektów Międzynarodowych (Ewa Różańska, Kinga Szczepańska, Aneta Dryja), pracownicy administracji Wydziału Mechanicznego PK (Anna Gleń, Łukasz Ślaga, Leszek Hacuś, Beata Kaczmarczyk, Wioletta Pietruszka, Renata Socha, Agnieszka Mościcka) oraz zespół Laboratorium Metrologii Współrzędnościowej (M-10), w tym szczególnie: kierownik projektu prof. Adam Gąska, dr hab. inż. Marcin Krawczyk, a także Sylwia Żuchowska, Wiktor Harmatys, Marcin Krawczyk, Robert Kupiec, Michał Jedynak, Przemysław Zięba, Konrad Kobiela, Maciej Gruza, Karol Stroński, Ksenia Ostrowska, Sylwia Pawlik i pozostali.
W budowie Laboratorium Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych uczestniczyły firmy: OLEXBUD, KMK KLIMA (Aleksander Wojtas), NALBUD, PC System, LOXAN i pozostali. Sprawną współpracę w zakresie dostarczenia wysokiej klasy aparatury naukowej zainstalowanej w LUPW prowadzili z PK: z Hexagona – Ingo Lindner, Alexander Reinus, Szymon Matyjaszek, Sławomir Datoń, z Labsoft – Jakub Banaszek, Adam Rybak, z SIOS – Denis Dontsov, Enrico Langlotz, z ITA – Michał Wieczorowski, Dariusz Brzozowski, Szymon Michalik.
Oprócz Laboratorium Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych Politechniki Krakowskiej w ramach Narodowej Sieci Metrologii Współrzędnościowej przewidziano powstanie na Politechnice Poznańskiej Multiskalowego Laboratorium Współrzędnościowej Techniki Pomiarowej. Specjaliści z pozostałych dwu uczelni, należących do konsorcjum: Politechnika Warszawskiej i Politechniki Świętokrzyskiej, korzystać będą ze wspólnej infrastruktury NSMET.
Otwarciu nowego laboratorium PK towarzyszyła XV Międzynarodowa Konferencja Naukowa pt. „Współrzędnościowa Technika Pomiarowa”, organizowana przez Laboratorium Metrologii Współrzędnościowej Wydziału Mechanicznego Politechniki Krakowskiej m.in. pod patronatem Głównego Urzędu Miar, Komitetu Budowy Maszyn PAN, Polskiej Unii Metrologicznej. Złotym partnerem konferencji jest firma Hexagon.
Informacja prasowa
(lp, mas)
