Fot. 1. Por. mgr inż. Bartłomiej Sarzyński
Druk 3D zmienia sposób projektowania i produkcji, otwierając nowe możliwości w inżynierii. Por. mgr inż. Bartłomiej Sarzyński z Wydziału Inżynierii Mechanicznej WAT, ramach cyklu #młodziinnoWATorzy opowiada o swojej drodze naukowej i badaniach nad innowacyjnymi połączeniami stożkowymi wytwarzanymi technologią przyrostową. Wyniki jego prac mogą się przyczynić do poprawy wytrzymałości elementów, skrócenia czasu produkcji i zmniejszenia ilości odpadów.
Skąd wzięła się twoja pasja do mechaniki?
Od dziecka miałem styczność z różnego rodzaju maszynami, szczególnie rolniczymi. W domu rodzinnym awariami trzeba było zajmować się samodzielnie, co rozbudziło we mnie ciekawość i zamiłowanie do konstrukcji maszyn. Już wtedy demontowałem różne podzespoły, próbując zrozumieć, jak działają.
Od początku chciałeś studiować w WAT?
Przede wszystkim chciałem być żołnierzem. W WAT mogłem nie tylko nosić mundur, lecz także zostać inżynierem. Wybrałem kierunek mechanika i budowa maszyn na Wydziale Inżynierii Mechanicznej WAT. Opcją rezerwową były studia cywilne, ale na szczęście nie było potrzeby skorzystania z niej. To był rok 2017.
Czy coś cię zaskoczyło?
Początki były niełatwe. Studia wojskowe to nie tylko nauka, ale też dbanie o sprawność fizyczną i przyzwyczajenie się do wielu rygorów związanych z charakterem wykonywanej służby.
Czy już wtedy miałeś sprecyzowany plan na swoją karierę zawodową?
Na pierwszym roku jeszcze nie wiedziałem za bardzo, co chcę robić. Dopiero na drugim zacząłem myśleć o karierze naukowej. Impulsem było wstąpienie do Koła Naukowego Zmęczenia Konstrukcji i Komputerowego Wspomagania Projektowania, które zajmowało się technikami przyrostowymi. Tam zobaczyłem, na czym polega wytwarzanie przyrostowe, potocznie nazywane drukiem 3D.
Los zdecydował?
Raczej pomógł w podjęciu decyzji i wskazał nowe ścieżki rozwoju. Punktem zwrotnym okazała się pandemia COVID-19. Mój wydział we współpracy z Wydziałem Mechatroniki, Uzbrojenia i Lotnictwa WAT zaczął drukować przyłbice ochronne. Zaangażowałem się w ten projekt, ponieważ chciałem pomóc ludziom. Była to dla mnie również odskocznia od pandemicznych obostrzeń, zrobiłem coś pożytecznego, zamiast siedzieć zamknięty w czterech ścianach.
Przyłbice składały się z drukowanego elementu, cienkiej pleksi i gumki. Nauczyłem się wtedy obsługiwać drukarkę 3D i zdobyłem wiedzę praktyczną na temat technik przyrostowych. Najważniejsze dla mojej przyszłości było to, że nawiązałem współpracę ze wspaniałymi naukowcami i powoli zacząłem brać udział w ich badaniach.
W jaki sposób wykorzystałeś zdobyte doświadczenie?
Pod kierunkiem dr. inż. Krzysztofa Grzelaka, który jest opiekunem Koła Naukowego Zmęczenia Konstrukcji i Komputerowego Wspomagania Projektowania zrealizowałem oraz napisałem pracę inżynierską, a następnie magisterską. Pierwsza dotyczyła możliwości zastosowania techniki SLM (ang. Selective Laser Melting) w naprawach elementów sprzętu inżynieryjnego, natomiast w drugiej zajmowałem się badaniem właściwości wytrzymałościowych struktur komórkowych wytworzonych techniką SLM.
Po ukończeniu studiów musiałeś zrealizować swoje zobowiązania wobec wojska?
Przez półtora roku po promocji łączyłem służbę w batalionie szkolnym jako dowódca plutonu z pracą nad doktoratem. Po godzinach, czasami do późnego wieczora, pracowałem nad badaniami i artykułami. Na szczęście zespół, z którym współpracuję, był bardzo pomocny – nauczyli mnie obsługi sprzętu i technik badawczych, co pozwoliło mi działać bardziej samodzielnie. Teraz kiedy mam więcej czasu, mogę aktywniej uczestniczyć w badaniach praktycznych i rozwijać swoje umiejętności.
Twoje badania prowadzone w ramach doktoratu mają nowatorski charakter. O co w nich chodzi?
Moja praca doktorska dotyczy innowacyjnych połączeń stożkowych wytwarzanych techniką SLM. To podejście ma potencjalne zastosowanie w układach przeniesienia napędu oraz maszynach inżynieryjnych, co jest zgodne z moją wojskową specjalnością.
Chcę opracować połączenie mechaniczne, które będzie wytwarzane przy wykorzystaniu technik przyrostowych. Moja praca zostanie opublikowana w formie monografii naukowej, choć miałem również możliwość stworzenia serii artykułów. Kluczowe było to, aby wyniki mojej pracy nie zostały zmarnowane, dlatego już teraz udało się mi opublikować kilka artykułów, oczywiście przy współpracy z moim promotorem i promotorem pomocniczym.
Czas publikacji ma znaczenie?
Na podstawie przeglądu literatury stwierdziłem, że tego typu rozwiązanie nie było wcześniej stosowane, ale może się to przecież zmienić.
Kluczowym aspektem mojej pracy jest nanoszenie ścieżek laserowego wzmocnienia, które zmieniają strukturę materiału oraz poprawiają właściwości wytrzymałościowe elementów. Badania pokazały, że materiał wytworzony techniką przyrostową zachowuje się inaczej niż konwencjonalny. Na przykład ścieżki laserowe wnikają głębiej w strukturę materiału drukowanego, co przekłada się na większą wytrzymałość i nośność połączeń.
Gdzie można wykorzystać twoje badania?
Opracowane połączenie wykorzystuje się w przenoszeniu napędu, na przykład w wałach stosowanych w różnego rodzaju maszynach i urządzeniach. W przypadku przeciążenia połączenie może pełnić funkcję sprzęgła bezpieczeństwa – po przekroczeniu pewnego momentu obrotowego ulega rozłączeniu, co chroni cały układ.
Największe zalety druku 3D?
Dzięki technologii przyrostowej proces produkcji jednostkowej jest krótszy i generuje mniej odpadów w porównaniu z konwencjonalnymi metodami, takimi jak obróbka skrawaniem. Dodatkowo zmniejsza się liczba potrzebnych maszyn, co przekłada się na oszczędność energii. Co więcej, niewykorzystany materiał w postaci proszku można ponownie użyć. Podczas produkcji jednostkowej zmniejsza to jej koszty, ilość odpadów, jest bardziej ekologicznie i wydajnie.
Jakie swoje sukcesy naukowe uważasz za najważniejsze?
Moja praca inżynierska zajęła trzecie miejsce w konkursie Rektora na najlepszą pracę dyplomową. Otworzyło mi to drzwi do Szkoły Doktorskiej WAT. Mam już kilka publikacji, z czego w przypadku dwóch jestem głównym autorem. To dopiero początek mojej kariery naukowej. Wierzę, że jeszcze dużo dobrego przede mną.
Co robisz poza pracą i badaniami?
Staram się dbać o swoją kondycję fizyczną poprzez bieganie, które polubiłem tak bardzo, że w przeciągu ostatniego roku udało mi się przebiec cztery półmaratony. Poza tym od zawsze lubiłem piłkę nożną, a od niedawna pasjonuję się żużlem. Regularnie bywam w Lublinie, skąd mam blisko do mojego domu rodzinnego. W ostatnim czasie obie dyscypliny odnoszą tu olbrzymie sukcesy. Kiedy mogę, przyjeżdżam na mecz. Fascynuje mnie technologia motocykli żużlowych – to niezwykle zaawansowany sprzęt. Mam nadzieję, że w przyszłości uda mi się zaproponować jakieś innowacyjne rozwiązanie w tej dziedzinie, na przykład drukowane elementy, które poprawią odprowadzanie ciepła z silnika i zwiększą jego trwałość.
Twoje badania mogą mieć szerokie zastosowanie, także poza motoryzacją. Czy planujesz rozwijać temat w przyszłości?
Obecnie skupiam się na poznaniu właściwości materiałów wytwarzanych przyrostowo, co może otworzyć nowe możliwości w różnych dziedzinach. Każdy wynik badań to krok w kierunku stworzenia innowacyjnych elementów o lepszych właściwościach.
Co byś poradził swoim młodszym kolegom i koleżankom?
Moje doświadczenia dowodzą, że warto podejmować wyzwania i wykorzystywać każdą okazję do nauki i rozwoju. Nawet kiedy jest ciężko, nie wolno się poddawać, warto działać, angażować się w nowe inicjatywy, a przede wszystkim rozwijać swoje pasje.
Marcin Wrzos
fot. Katarzyna Puciłowska
źródło: promocja.wat.edu.pl
Artykuł powstał w ramach cyklu #młodziinnoWATorzy, w którym prezentujemy projekty, prace naukowe i dyplomowe, nowoczesne rozwiązania ambitnych studentów Wojskowej Akademii Technicznej, dla których 100% to za mało.
Fot. 2. Por. mgr inż. Bartłomiej Sarzyński
Fot. 3. Komora robocza maszyny SLM 125 HL.
Fot. 4. Stożkowe połączenie wtłaczane wytworzone techniką przyrostową SLM
Fot. 5. Element stożkowego połączenia wtłaczanego wytworzony techniką przyrostową SLM po obróbce wykańczającej
