Kolejne, liczne projekty realizowane na naszym Wydziale będą pojawiać się sukcesywnie – strona w budowie.
INNOWACYJNY SYSTEM DIAGNOSTYKI I MONITORINGU ELEMENTÓW BETONOWYCH WYKONANYCH W TECHNOLOGII DRUKU 3D Z WYKORZYSTANIEM ZINTEGROWANYCH CZUJNIKÓW ŚWIATŁOWODOWYCH DFOwych DFO
dr inż. Tomasz Howiacki
Wartość projektu: 1 798 400,00 zł
Projekt finansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu Lider XV.
Informacje ogólne
Druk przestrzenny z betonu. Trójwymiarowy druk z betonu 3DPC (ang. 3D printed concrete) to stosunkowo nowy obszar w budownictwie i architekturze, o bardzo dużym stopniu innowacyjności i potencjale rozwoju. W ogólności technologia ta polega na wytwarzaniu przestrzennych elementów betonowych (architektonicznych lub konstrukcyjnych) na podstawie zbudowanego modelu komputerowego. Do podstawowych zalet tej technologii zaliczyć należy możliwość tworzenia elementów o skomplikowanych strukturach i nietypowej geometrii, oraz możliwość prefabrykacji i automatyzacji procesu produkcji. Należy także podkreślić korzystny wpływ na aspekty ekonomiczne i środowiskowe, takie jak optymalizacja materiałowa (precyzyjne dawkowanie betonu), redukcja kosztów (zwłaszcza w przypadku niestandardowych elementów) oraz redukcja odpadów (w porównaniu z tradycyjnymi metodami budowy). Dzięki temu druk 3D ma istotny potencjał ograniczenia śladu węglowego, zwłaszcza uwzględniając zastosowanie lokalnych i/lub recyklingowych materiałów. Do najważniejszych wyzwań zaliczyć można konieczność poprawy właściwości materiałowych (np. betony wysokiej wytrzymałości), zastosowanie zbrojenia przenoszącego odkształcenia rozciągające, a także skalowanie całego systemu na potrzeby drukowania całych budynków i obiektów inżynieryjnych. Trwają prace nad oceną efektywności zbrojenia rozproszonego, a także nad opracowaniem technologii zbrojenia z wykorzystaniem włókien ciągłych aplikowanych w procesie produkcji. Jednak żadne z powyższych wyzwań nie może zostać zrealizowane bez odpowiedniej wiedzy pozyskanej w wyniku pomiarów i badań prototypowych elementów pracujących w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Dlatego wyodrębnić można oddzielną grupę zagadnień wymagających rozwiązania, w postaci dedykowanych metod kontroli, diagnostyki i monitoringu elementów betonowych wyprodukowanych w technologii 3DPC.
Pomiary światłowodowe DFOS. Weryfikacja stanu technicznego i nośności elementów betonowych z druku 3D może odbywać się z wykorzystaniem konwencjonalnych, niszczących badań wytrzymałościowych, ale także z wykorzystaniem nowoczesnych technik nieniszczących, np. metod akustycznych, ultradźwiękowych, cyfrowej korelacji obrazu czy tensometrii elektrooporowej. Ograniczeniem tej ostatniej, podobnie jak wszystkich klasycznych czujników odkształceń, jest wykonywanie pomiaru tylko w wybranym miejscu na konstrukcji. Z kolei korelacja obrazu umożliwia objęcie analizą całych elementów lub wybranych ich części, jednak może służyć jedynie powierzchniowym pomiarom prowadzonym w krótkim okresie czasu lub w warunkach laboratoryjnych. Zupełnie nową jakość w analizie pracy elementów betonowych wykonanych w druku 3D może wnieść technika pomiarów światłowodowych DFOS (ang. distributed fibre optic sensing). To obecnie jedna z najbardziej innowacyjnych i najszybciej rozwijających się technik diagnostycznych stosowanych m.in. w zagadnieniach inżynierii lądowej. Jej podstawową cechą, a jednocześnie zaletą względem konwencjonalnych metod punktowych, jest możliwość realizowania geometrycznie ciągłych pomiarów na całej długości włókna pomiarowego. Przykładowo, na odcinkach rzędu 100 m, możliwy jest pomiar odkształceń osiowych z rozdzielczością przestrzenną równą 1 mm, co oznacza aż 1000 punktów pomiarowych na jednym metrze czujnika. Dzięki temu w sposób bezpośredni diagnozować można lokalne defekty konstrukcyjne takie jak np. ubytki w strukturze betonu czy zarysowania. Należy podkreślić możliwość pomiarów różnych wielkości fizycznych, w tym odkształceń i temperatur, a także możliwość zatapiania czujników bezpośrednio w betonie, dzięki czemu stają się one integralną częścią danego elementu w całym okresie jego eksploatacji. W takim przypadku tworzone mogą być prefabrykowane, inteligentne elementy wyposażone w auto-diagnostyczny system czujników światłowodowych na wzór układu nerwowego człowieka. Wyzwaniem przy stosowaniu techniki DFOS jest zawsze konieczność indywidualnego zaprojektowania parametrów systemu w zależności od zastosowania. W szczególności zwracać należy uwagę na charakterystyki czujników optycznych, sposoby ich instalacji, a także algorytmy przetwarzania i interpretacji danych pomiarowych.
Więcej: https://www.linkedin.com/company/diamon3d/
Bezpośredni kontakt do Kierownika: tomasz.howiacki@pk.edu.pl
„IMPK –ZRÓWNOWAŻONE MATERIAŁY I TECHNOLOGIE BUDOWLANE” (ANG. SUSTAINABLE BUILDING MATERIALS AND TECHNOLOGIES)
dr hab. inż. Izabela Hager, prof. PK
Wartość projektu: 299 810,00 zł
Finansowanie z FERS – Fundusze Europejskie dla Rozwoju Społecznego – “Wsparcie tworzenia i realizacji międzynarodowych programów kształcenia” – 98 934 944,42 zł Beneficjent Narodowa Agencja Wymiany Akademickiej NAWA.
Informacje ogólne
Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki realizuje projekt w ramach programu NAWA SPINAKER – Intensywne Międzynarodowe Programy Kształcenia (IMPK).
Głównym celem projektu jest opracowanie i realizacja intensywnego, hybrydowego programu kształcenia – szkoły letniej w języku angielskim, skierowanej do studentów, doktorantów i kadry akademickiej z uczelni zagranicznych. W ramach Projektu SPINAKER IMPK Zrównoważone materiały i technologie budowlane – nastąpi opracowanie i realizacja intensywnych międzynarodowych form kształcenia – szkoły letniej w zakresie zrównoważonych materiałów i technologii budowlanych prowadzonej w języku angielskim dla osób studiujących, doktorantek, doktorantów i kadry akademickiej z zagranicy realizowanej na Politechnice Krakowska.
Działania: w pierwszym etapie zaplanowano opracowanie materiałów do realizacji zajęć dydaktycznych oraz uzupełnienie kompetencji kadry dydaktycznej (szkolenia specjalistyczne dla 2 osób oraz rozwinięcie kompetencji językowych dla 9 osób).
Zaplanowano program szkoły składający się z 60 godzin zajęć realizowanych w formie hybrydowej, który obejmował będzie 9 mikrokursów z następujących zakresów:
1) Geopolimery – 8 h (4h wykład i 4 h laboratoria)
2) Zastosowanie VR/AR w budownictwie – 8 h (4h wykład i 4 h laboratoria)
3) Druk 3D cementów/betonów – 8 h (4h wykład i 4 h laboratoria)
4) Projektowanie betonów wysokowartościowych i ultrawysokowartościowych – 4h (wykład) WIL
5) Materiały mineralne wzmacniane włóknami – właściwości, zastosowanie i projektowanie – 8 h (4h wykład i 4 h laboratoria)
6) Beton samozagęszczalny – właściwości, zastosowanie i projektowanie – 8h (4h wykład i 4 h laboratoria)
7) Badanie zachowania ogniowego materiałów budowlanych – 4h (wykład)
8) Konstrukcje z betonu cementowego i geopolimerowego – badania nieniszczące 6h (4h wykład i 2 h laboratoria)
9) Badanie procesów starzenia materiałów budowlanych 6h (4h wykład i 2 h laboratoria)
Efekty– Projekt przyczyni się do osiągnięcia średnio- i długoterminowych celów uczestniczących Wydziałów, jak i Politechnik Krakowskiej w zakresie umiędzynarodowienia, wyznaczonych w obecnej perspektywie przez Strategie Rozwoju. W szczególności szczególności przyczyni się do:
1) Zwiększenia rozpoznawalności, w szczególności wśród młodych naukowców, ośrodka jako zajmującego się tematyką tematyką inżynierii materiałów budowlanych, również jako produktów zgodnych z filozofią zrównoważonego rozwoju, w tym Gospodarki o Obiegu Zamkniętym. Większa rozpoznawalność w długiej perspektywie ułatwi aplikacje o prestiżowe granty badawcze oraz nawiązywanie kontaktów z partnerami przemysłowymi, w tym z zagranicy.
2) Przygotowania profesjonalnych mikrokursów w języku angielskim da możliwość wprowadzenia ich na trwałe do oferty Politechniki jako odrębne szkolenia lub moduły połączone w całość, jak np. rozszerzenie oferty przedmiotów w języku angielskim dla studentek/ów programu ERASMUS oraz wymiany bilateralnej.
3) Podniesienia kompetencji poszczególnych osób biorących udział w projekcie, przyczyni się nie tylko do rozwoju ich kariery, ale również do budowania rozpoznawalności uczelni jako ośrodka wiodącego w zakresie badań nad materiałami dla gospodarki obiegu zamkniętego i zwiększenia rozpoznawalności Krakowa jako silnego ośrodka akademickiego. Zachęcenie do wyboru Politechniki Krakowskiej jako ośrodka na staże czy częściowe kształcenie.
4) Budowania marki uczelni jako partnera w sieciach międzynarodowych i uczelni otwartej na współpracę zagraniczną. Podniesienia jakości prowadzonego kształcenia, poprzez poprawę znajomości języka angielskiego wśród kadry (częstsze korzystanie z nowej literatury anglojęzycznej oraz kontakty międzynarodowe).
5) Rozwój umiejętności związanych ze współpracą w środowisku międzynarodowym, w tym prowadzeniu zajęć dydaktycznych w języku angielskim.
Aktualności w projekcie
10.12.2025 – Nabór na Szkołę Letnią – pdf
W grudniu 2024 r. rozstrzygnięto konkursy w ramach programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG) 2021-2027
Nasza uczelnia jest jednym z głównych naukowych beneficjentów. Na 566 złożonych wniosków tylko 51 uzyskało dofinansowania, z czego 3 należą do Politechniki Krakowskiej i w każdym z tych trzech swój udział mają naukowcy z Wydziału Inżynierii Lądowej.
Pierwszy z nich to konsorcjum SHM System sp. z o.o. sp. kom. (lider), Politechniki Krakowskiej i Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie pn. „Ciągły geometrycznie czujnik temperatury, odkształceń i kształtu (Distributed Temperature, Elongation and Shape Sensor = DTES Sensor)”. Wartość zadań realizowanych przez zespół PK w ramach projektu to prawie 7 mln zł. W zespole znajduje się 14 osób głownie z Katedry Dróg, Kolei i Inżynierii Ruchu Wydziału Inżynierii Lądowej PK. Kluczowy personel B+R projektu stanowią: dr hab. inż. Juliusz Sołkowski, prof. PK (ekspert ds. dróg kolejowych, stref przejściowych i toru bezstykowego), dr hab. Piotr Kozioł, prof. PK (ekspert ds. modelowania analitycznego, dynamiki dróg szynowych i metod obliczeniowych w mechanice), dr inż. Filip Janowiec (ekspert ds. projektowania i utrzymania infrastruktury kolejowej). Kierownikiem części B+R w ramach projektu jest prof. dr hab. inż. Arkadiusz Kwiecień z Katedry Mechaniki Budowli i Materiałów WIL PK.
Projekt o nazwie „MDT – Opracowanie systemu zasilania modeli transportowych zbiorami danych z sieci komórkowej” realizowany będzie w konsorcjum Politechniki Krakowskiej z operatorem sieci komórkowej Orange Polska. Ze strony PK we współpracę zaangażowani są: dr hab. inż. Jacek Chmielewski, prof. PK, autor pomysłu i koncepcji innowacyjnego podejścia do tworzenia modeli transportowych, kierownik badawczo-rozwojowy projektu, a także dr hab. inż. Mariusz Kieć, prof. PK (Katedra Dróg, Kolei i Inżynierii Ruchu WIL PK). Udział WIL PK to 4,3 mln zł.
Dzięki środkom z programu FENG Politechnika Krakowska zrealizuje wraz z firmą HENKOR projekt pn. „Prace rozwojowe w zakresie opracowania innowacyjnego systemu kominowego BRATA ECO oraz wdrożenie wyników tych badań we własnej działalności gospodarczej firmy HENKOR.” pod kierownictwem B+R dr hab. inż. Bożeny Tyliszczak, prof. PK z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Fizyki. Zespół badawczy utworzyli pracownicy z WIL PK dr inż. Maciej Gruszczyński i dr hab. inż. Małgorzata Fedorczak-Cisak, specjalizujący się w technologii betonu oraz nowoczesnych materiałach budowlanych oraz dr hab. inż. Alicja Kowalska-Koczwara, prof. PK (ekspertka w zakresie mechaniki budowli i materiałów). Udział WIL PK to ponad 2,5 mln zł.
