W Polsce powstaje Narodowa Sieć Metrologii Współrzędnościowej - Politechnika Krakowska liderem projektu

Polska dołącza do światowej czołówki pomiarów współrzędnościowych

Głównym celem projektu „NSMT - Narodowa Sieć Metrologii Współrzędnościowej” jest utworzenie w Polsce wyspecjalizowanej infrastruktury badawczej dla rozwoju metrologii współrzędnościowej. To obszar nauki, zajmujący się pomiarem i obrazowaniem 3D wszelkich obiektów geometrycznych. Narodowa Sieć Metrologii Współrzędnościowej  pozwoli na wykonywanie w Polsce pomiarów geometrii struktur wewnętrznych oraz zewnętrznych obiektów mierzonych w skalach od nano do wielkogabarytowych (w zakresie od 10^-9 m do 10² m)  z najwyższą możliwą technicznie dokładnością. - Takie pomiary wykonuje się w zaledwie kilku ośrodkach świata, przy czym możliwości aparaturowe polskiej sieci uczynią ją najnowocześniejszym ośrodkiem, o najszerszym zakresie badawczym -  mówi prof. Jerzy A. Sładek, dziekan Wydziału Mechanicznego PK, pomysłodawca Narodowej Sieci Metrologii Współrzędnościowej. Ważnym zadaniem NMSET będzie  też wzorcowanie systemów współrzędnościowych stosowanych w przemyśle i instytutach badawczych. Teraz akredytację laboratorium wzorcującego ma (od 10 lat) Laboratorium Metrologii Współrzędnościowej Politechniki Krakowskiej, lider projektu. W najbliższym czasie uzyskają ją także laboratoria pozostałych uczelni sieci.

Opracowywanie koncepcji pomiarów i zapewnienie dla nich odpowiedniej aparatury,  opracowywanie nowych metod korekcji błędów pomiarowych, ocena niepewności pomiarów, wzorcowanie,  sprawdzanie systemów pomiarowych i wzorców – to zadania, które realizować będą zespoły badawcze w ramach NSMET. – Precyzyjny pomiar i obrazowanie obiektów przestrzennych, w tym ich wielkości geometrycznych np. odległości, wymiarów, kształtów, relacji geometrycznych takich jak prostopadłość, równoległość, kąty, ma kluczowe znaczenie w wielu dziedzinach nauki i gałęziach przemysłu  –  mówi dr hab.  inż. Adam Gąska, prof. Politechniki Krakowskiej, kierownik projektu NSMET. Dokładne pomiary dają  m.in. odpowiedź na pytanie czy części składowe skomplikowanych mechanizmów, wykorzystywanych w przemyśle,  zostały wytworzone i zmontowane w taki sposób, jak to założono na etapie projektowania. - Bez dokładnych pomiarów niemożliwe byłoby bezpieczne i zgodne z planem działanie tych mechanizmów oraz postęp związany z ich udoskonalaniem - wyjaśnia naukowiec z PK.

Laboratorium Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych w Krakowie

Wart ponad 46,5 mln zł projekt NSMET jest realizowany w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój (działanie 4.2 „Rozwój nowoczesnej infrastruktury badawczej sektora nauki”). Właśnie się rozpoczął, potrwa do końca 2022 r. Cztery uczelnie otrzymają na jego realizację dofinansowanie w wysokości ponad 33,2 mln zł, z czego najwięcej trafi do Politechniki Krakowskiej (blisko 17 mln zł), lidera konsorcjum. Dzięki tym środkom w Krakowie zostanie doposażone działające już na Wydziale Mechanicznym PK Laboratorium Metrologii Współrzędnościowej, tu powstanie też unikatowe w skali globalnej Laboratorium Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych.

Specjalny obiekt  o powierzchni użytkowej ok. 600 m kw. powstanie w ciągu 2 lat na terenie kampusu PK w krakowskich Czyżynach. Będzie stanowił swoistą obudowę dla instalowanych maszyn pomiarowych, zapewniając im odpowiednią stabilność termiczną oraz izolację drgań i ruchów ziemi. To wymagać będzie m.in. zaprojektowania specjalistycznych systemów klimatyzacji oraz fundamentowania. 

W krakowskich laboratoriach wykonywane będą pomiary tomograficzne w skali nano oraz mikro obiektów technicznych oraz topografii ich powierzchni. Będą też realizowane pomiary multisensoryczne części maszyn oraz pomiary wielkogabarytowe z wykorzystaniem systemów laser tracer i laser tracker.  –  Na Politechnice  Krakowskiej  będzie można prowadzić nowatorskie badania systemów i technologii pomiarów przestrzennych m.in. dla potrzeb Przemysłu 4.0, mechatroniki, tribologii, zaawansowanych technik wytwarzania, fotoniki, optoelektroniki, energetyki odnawialnej, medycyny czy bioinżynierii.  - wymienia prof. Jerzy A. Sładek. Jak dodaje, w nowym obiekcie będzie można także mierzyć części maszyn i układów dla przemysłu, m.in.:  samochodowego, lotniczego, energetycznego, maszynowego, AGD oraz medycyny, fotowoltaiki, technologii światłowodowych, bioinżynierii, produkcji materiałów kompozytowych i nanomateriałów. Takie badania mogą mieć bezpośredni wpływ na jakość życia ludzkiego. – Rozwój nowoczesnych środków transportu, konstrukcji, metod wytwarzania czy zwiększenie dokładności metod diagnostycznych stosowanych w medycynie, lepsze poznanie materiałów stosowanych w inżynierii biomedycznej, poprawa sprawności urządzeń generujących „zieloną” energię, zmniejszenie poziomu zanieczyszczeń emitowanych przez pojazdy z silnikami spalinowymi – to wszystko palące problemy współczesności, w których rozwiązywaniu specjalizuje się Wydział Mechaniczny, a laboratoria sieci NSMET zasadniczo rozszerzą nasz potencjał badawczy. Pozwolą też na świadczenie usług pomiarowych dla przemysłu w skali Unii Europejskiej – podkreśla prof. Sładek.

Unikatowe maszyny pomiarowe

Laboratoria Ultraprecyzyjnych Pomiarów Współrzędnościowych oraz Metrologii Współrzędnościowej PK wyposażone zostaną w unikatową aparaturę, umożliwiającą wykonywanie najdokładniejszych pomiarów w różnych skalach. – Biorąc pod uwagę kompleksowość planowanego wyposażenia, jego najnowocześniejszy i najdokładniejszy z obecnie dostępnych charakter, nasze laboratorium dołączą do światowej czołówki i będą dysponowały takimi możliwościami w zakresie infrastruktury badawczej jak wiodące laboratoria metrologiczne przy Krajowych Instytutach Metrologicznych w Niemczech (PTB), w Wielkiej Brytanii (NPL) oraz w Stanach Zjednoczonych (NIST) – podkreśla prof. Adam Gąska. W Krakowie działać będą m.in.: jedyna taka na świecie maszyna współrzędnościowa do pomiarów elementów wielkogabarytowych (o równaniu błędów granicznych docelowo nie gorszym niż MPE = 0,5 + L/400 μm, gdzie L to mierzona długość wyrażona w mm dla całego zakresu pomiarowego) czy maszyna multisensoryczna o referencyjnej dokładności, najdokładniejsza maszyna współrzędnościowa na świecie.

Multiskalowe Laboratorium Współrzędnościowej Techniki Pomiarowej w Poznaniu

W ramach Narodowej Sieci Metrologii Współrzędnościowej w Poznaniu powstanie Multiskalowe Laboratorium Współrzędnościowej Techniki Pomiarowej, którego bazą będą zmodernizowane pomieszczenia Centrum Mechatroniki, Biomechaniki i Nanoinżynierii Politechniki Poznańskiej.  Z kolei naukowcy z Politechniki Warszawskiej i Świętokrzyskiej uczestniczyć będą w realizacji badań z zaplanowanej agendy, korzystając ze wspólnej infrastruktury NSMET.

Wszystkie jednostki NSMET będą ściśle współpracować z Głównym Urzędem Miar, stanowiąc istotne wzmocnienie naukowe i ważne ogniowo w łańcuchu wzorcowań pomiarów geometrycznych.

Oferta dla nauki, dydaktyki i biznesu

Dzięki unikatowej aparaturze badawczej uczelni tworzących sieć ich oferta dla nauki i biznesu będzie niezwykle szeroka. Obejmie m.in.: wzorcowania i współrzędnościowe pomiary przemysłowe od mikro i nano do makro wymiarów, w tym pomiary struktur wewnętrznych oraz parametrów topografii powierzchni; wzorcowanie maszyn i systemów współrzędnościowych oraz wzorców dla krajowych laboratoriów badawczych i przemysłowych na światowym poziomie; opracowywanie metod korekcji błędów oraz poprawy dokładności pomiarów współrzędnościowych; opracowywanie nowych koncepcji wzorcowań – określanie struktur wzorców przestrzennych (3D) i wolumetrycznych; stały nadzór nad dokładnością systemów pomiarowych w celu utrzymania stabilnej jakości produkcji i badań; pomiary i analizy narzędzi obróbczych (kontrola bezpośrednio po wykonaniu, jak również ocena ich stanu zużycia podczas pracy). 

Nowe laboratoria i aparatura pomiarowa pozwolą także studentom  czterech politechnik zdobywać najbardziej aktualną wiedzę z zakresu metrologii współrzędnościowej. Uczestnicy projektu NSMET planują zbudowanie krajowej bazy badawczej dla rozwoju metrologii współrzędnościowej – stworzenie warunków do prowadzenia badań przez młodych pracowników oraz staży dla doktorantów.

Kierownikiem projektu NSMET jest dr hab. inż. Adam Gąska, prof. Politechniki Krakowskiej z Laboratorium Metrologii Współrzędnościowej Wydziału Mechanicznego. Uczelnie wchodzące w skład konsorcjum reprezentują: prof. dr hab. inż. Michał Wieczorowski i dr hab. inż. Bartosz Gapiński (Politechnika Poznańska), dr hab. inż. Krzysztof Stępień, prof. PŚk i prof. dr hab. inż. Stanisław Adamczak (Politechnika Świętokrzyska), dr inż. Tomasz Kowaluk oraz prof. dr hab. inż. Adam Woźniak (Politechnika Warszawska).

Małgorzata Syrda-Śliwa
Rzecznik Prasowy Politechniki Krakowskiej

fot. archiwum PK

Przesłano: 02.02.2021