Automatyka 4/2021 by Ł-PIAP

TEMAT NUMERU Technologie wytwarzania przyrostowego CENA 15,00 ZŁ (W TYM 8 % VAT)

ROZMOWA 24

SPRZĘT I APARATURA 44

PRAWO I NORMY 61

Maciej Cader Łukasiewicz – PIAP

Systemy fotowoltaiczne

Ulga na działalność B+R

AUTOMATYKA ISSN 2392-1056

INDEKS 403024

AUTOMATYKAONLINE.PL

4/2021

NIC NAS NIE OGRANICZA

Badania

Projektowanie

Inżynieria odwrotna

Obliczenia

Twoje potrzeby to nasze wyzwania Wytwarzanie

Doradztwo

Szkolenia

Drukarki 3D

PIAP design Laboratorium Szybkiego Prototypowania i Obliczeń Numerycznych Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa e-mail: design@piap.lukasiewicz.gov.pl I www.design.piap.pl

Pełne wsparcie eksperckie od pomysłu do produkcji

Dotacje oraz refundacja kosztów poniesionych na prace B+R D K reowanie pomysłów ukierunkowanych na pozyskanie dotacji D P ozyskiwanie i rozliczanie funduszy polskich oraz europejskich na rozwój firmy w zakresie produktów i usług D Realizacja projektów B+R oraz badań aplikacyjnych refundowanych przez dotacje zewnętrzne

Szkolenia, studia przypadków i warsztaty D Studia przypadków w zakresie projektowania oraz doboru optymalnej technologii wytwarzania D S zkolenia w zakresie projektowania oraz wykorzystania druku 3D w zakresie efektywnego wykorzystania potencjału D Doradztwo przemysłowego druku 3D oraz skanowania 3D w firmie jako narzędzi do redukcji kosztów produkcji i utrzymania ruchu

Projektowanie oraz inżynieria odwrotna D Kompleksowa realizacja projektów od analizy koncepcji produktu, przez prototypowanie, aż po skalowalną produkcję D B ezkontaktowa kontrola wymiarowa i geometryczna wyrobów, partii produkcyjnych oraz zamienników D Tworzenie dokumentacji 3D z wykorzystaniem technik skanowania części rzeczywistych, również zużytych

Symulacje komputerowe i optymalizacja D Kompleksowa komputerowa analiza zachowania części w odwzorowanych warunkach rzeczywistych D Redukcja zużycia materiałów oraz masy części przy zachowaniu ich założonej wytrzymałości i funkcjonalności DO ptymalizacja części zgodnie z wymaganiami dotyczącymi ich pracy oraz funkcjonalności

Elastyczna produkcja - przemysłowy druk 3D D W ytwarzanie modeli, prototypów, narzędzi oraz produktów końcowych z szerokiej gamy materiałów D Produkcja zindywidualizowana i małoseryjna oraz przygotowanie do produkcji wielkoseryjnej – dobór odpowiednich technik wytwarzania DP rojektowanie przemysłowych drukarek 3D z myślą o potrzebach firmy

OD REDAKCJI

Szanowni Państwo, Drodzy Czytelnicy, Z wolna pojawia się światełko w tunelu – trwają szczepienia przeciwko COVID-19 w różnych grupach wiekowych i zawodowych. Mimo to wciąż grożą nam kolejne szczyty zakażeń, zachorowań. Wydaje się, że również przez najbliższe tygodnie, a może nawet miesiące, wysiłki będą koncentrować się na tym, aby chronić zdrowie naszych bliskich. Nie wiemy dziś ani my, ani nikt, kiedy nasze życie wróci do pełnej normalności. Z zasmuceniem obserwujemy przekładane po raz kolejny konferencje, targi, seminaria. Po raz kolejny zmieniony został termin XXVI Międzynarodowych Targów Automatyki i Pomiarów AUTOMATICON – wierzymy, że w styczniu 2022 r. targi już odbędą się. Zapraszamy do zapoznania się ze stałymi formatami. Obydwa materiały redakcyjne – Temat numeru oraz Przegląd sprzętu i aparatury – podejmują tematykę bardzo na czasie. Omawiane rozwiązania z obszaru wytwarzania przyrostowego wpisują się doskonale w ideę Przemysłu 4.0. Natomiast tematyka rozwiązań zeroemisyjnych i fotowoltaiki wpisuje się w obszar istotnych działań związanych z ochroną środowiska.

Szczególnie polecamy rozmowę, tym razem na temat projektowania z uwzględnieniem obliczeń numerycznych, badań materiałowych oraz technologii przyrostowych – ten tercet otwiera nowe możliwości w przemyśle i nie tylko. O korzyściach tego połączenia, udanym mariażu technologii addytywnych ze sztuczną inteligencją, a także o tym, jak druk 3D może wspierać utrzymanie ruchu rozmawiamy z dr. inż. Maciejem Caderem, zastępcą dyrektora ds. badawczych w Łukasiewicz – PIAP. Stałym Czytelnikom działu Prawo i normy polecamy dwa artykuły. Pierwszy z nich omawia sposoby unikania problemów przy wdrażaniu automatyki i robotyki. W drugim przybliżono tematykę ulgi podatkowej na działalność badawczo-rozwojową. Gorąco zapraszam do lektury!

AUTOMATYKA

Wymagasz nieprzerwanej produkcji?

% & ' ( ' )# ' * ! "

! " # # $ " # % & & ' ( )

# ) " # " & (

) * # "$ " $ !

+ + )

, . 05-090 Raszyn Contact Center 1 234 66 .77 37 88 : 234 66 .77 37 86 ; <

SPIS TREŚCI REDAKTOR NACZELNA Małgorzata Kaliczyńska tel. 22 874 01 46 malgorzata.kaliczynska@piap.lukasiewicz.gov.pl REDAKCJA MERYTORYCZNA Małgorzata Kaliczyńska REDAKCJA TEMATYCZNA Sylwia Batorska WSPÓŁPRACA REDAKCYJNA Marcin Bieńkowski, Jolanta Górska-Szkaradek, Agnieszka Staniszewska, Damian Żabicki SEKRETARZ REDAKCJI Urszula Chojnacka tel. 22 874 01 85 urszula.chojnacka@piap.lukasiewicz.gov.pl MARKETING I REKLAMA Jolanta Górska-Szkaradek – menedżer tel. 22 874 01 91 jolanta.gorska-szkaradek@piap.lukasiewicz.gov.pl

Z BRANŻY

PRODUKTY

ROZMOWA 24

Druk 3D – wsparcie inteligentnej i elastycznej produkcji Rozmowa z dr. inż. Maciejem Caderem, zastępcą dyrektora ds. badawczych w Łukasiewicz – PIAP

TEMAT NUMERU Metody wytwarzania przyrostowego

Uwolnić wyobraźnię

TruPrint – druk 3D elementów metalowych

Wysokowydajne tworzywa sztuczne rewolucjonizują przemysł

Inteligentna produkcja addytywna

Druk 3D w aspekcie zalet i opłacalności

Sylwia Batorska tel. 22 874 00 60 sylwia.batorska@piap.lukasiewicz.gov.pl PRENUMERATA I KOLPORTAŻ Elżbieta Walczak tel. 22 874 03 51 elzbieta.walczak@piap.lukasiewicz.gov.pl SKŁAD I REDAKCJA TECHNICZNA Ewa Markowska KOREKTA Ewa Markowska, Elżbieta Walczak DRUK Zakłady Graficzne „Taurus” Roszkowscy Sp. z o.o. Nakład: 4000 egzemplarzy REDAKCJA Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa tel. 22 874 01 46, fax 22 874 02 20 automatyka@piap.lukasiewicz.gov.pl www.AutomatykaOnline.pl WYDAWCA Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa Szczegółowe warunki prenumeraty wraz z cennikiem dostępne są na stronie automatykaonline.pl/prenumerata.

DRUK 3D – WSPARCIE INTELIGENTNEJ I ELASTYCZNEJ PRODUKCJI Projektowanie z uwzględnieniem obliczeń numerycznych, badania materiałowe oraz technologie przyrostowe – ten tercet otwiera nowe możliwości w przemyśle i nie tylko. O korzyściach z tego połączenia, udanym mariażu technologii addytywnych ze sztuczną inteligencją, a także o tym, jak druk 3D może wspierać utrzymanie ruchu rozmawiamy z dr. inż. Maciejem Caderem, zastępcą dyrektora ds. badawczych w Łukasiewicz – PIAP

Redakcja zastrzega sobie prawo do skracania i modyfikacji nadesłanych materiałów oraz nie ponosi odpowiedzialności za treść reklam i materiałów

promocyjnych.

AUTOMATYKA

SPIS TREŚCI

METODY WYTWARZANIA PRZYROSTOWEGO Nieustanny rozwój technologiczny wpływa na metody produkcji stosowane w zakładach przemysłowych. Techniki wytwarzania stosowane w przemyśle muszą być ciągle weryfikowane, modyfikowane i dostosowywane do aktualnego stanu wiedzy oraz optymalizowane ze względu na koszty oraz poświęcany czas. Niezwykle istotne jest również minimalizowanie ilości ograniczeń wynikających ze stosowania danej metody. Wybrane metody wytwarzania muszą być w pełni dostosowane do faktycznych potrzeb produkcyjnych.

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY Systemy fotowoltaiczne

Jak wybrać optymalne rozwiązanie?

Na drodze do zeroemisyjności

APLIKACJE

Perfekcyjna symulacja 3D 54 Sunreef Yachts projektuje z aplikacjami Dassault Systèmes

PRAWO I NORMY Jak unikać konfliktów przy wdrażaniu automatyki i robotyki? Ulga podatkowa na działalność badawczo-rozwojową

58 61

RYNEK Potrójna współpraca momentu obrotowego, prędkości i precyzji

Siłownik DSNU-S Oszczędność przestrzeni i prosta instalacja

BIBLIOTEKA

WSPÓŁPRACA

LUDZIE Mateusz Olszewski, inżynier ds. ofert technicznych, 70 Emerson Process Management 4/2021

SYSTEMY FOTOWOLTAICZNE Jak wybrać optymalne rozwiązanie? Instalacje fotowoltaiczne już na dobre zadomowiły się w naszym krajobrazie. Najczęściej spotkać je można na dachach jednorodzinnych domów, gdzie, dzięki różnym dostępnym od wielu lat programom dofinansowania, montaż paneli stał się wyjątkowo opłacalny. Teraz po zieloną, słoneczną energię coraz częściej zaczynają sięgać firmy i przedsiębiorstwa, które chcą obniżyć koszty swojej działalności.

Z BRANŻY

PRODUKCJA KLASY ŚWIATOWEJ, PRZEMYSŁ 4.0, WCM, LEAN – KONFERENCJA GBI PARTNERS Najlepsze rozwiązania w zakresie Przemysłu 4.0, World Class Manufacturing i koncepcji Lean będą tematem konferencji GBI Partners, która odbędzie się w dniach 26–28 maja 2021 r. w Warszawie oraz w wersji on-line. Wśród poruszanych tematów znajdą się m.in. takie zagadnienia, jak digitalizacja dla wsparcia operatora, strategiczna wartość danych w drodze do Przemysłu 4.0, szkolenie przy użyciu technologii VR jako praktyczny aspekt Przemysłu 4.0, korzyści z zastosowania technologii VR w dobie pandemii i pracy zdalnej, najlepsze rozwiązania Lean w dobie digitalizacji i automatyzacji, utrzymanie efektywności kosztowej w obecnej sytuacji gospodarczej oraz automatyzacja procesu logistycznego na linii ma-

gazyn – produkcja. Elementem spotkania będzie warsztat poświęcony optymalnym narzędziom zwiększającym zaangażowanie pracowników, a dodatkowym bonusem – wirtualna wizyta w zakładzie Kimball Electronics Poland. Konferencja skierowana jest do prezesów i członków zarządów, dyrektorów fabryk i zakładów, dyrektorów technicznych i operacyjnych, dyrektorów ds. produkcji, jakości, logistyki i utrzymania ruchu, koordynatorów WCM i innych osób zainteresowanych doskonaleniem procesów produkcyjnych. Zainteresowani mogą zgłaszać chęć udziału pod numerem telefonu 22 458 66 10. !

PANDEMIA SPRZYMIERZEŃCEM CYBERPRZESTĘPCÓW Wybuch pandemii COVID-19 spowodował wzrost ryzyka wystąpienia cyberataków. Potwierdzają to dane firmy doradczej KPMG. 51 % badanych firm przyznało, że konieczność organizacji pracy w trybie zdalnym była wyzwaniem w kontekście zapewnienia bezpieczeństwa, ponieważ zwiększyła podatność na wystąpienie cyberataków. Pozytywnym efektem pandemii COVID-19 jest wzrost cyfrowych inicjatyw podejmowanych przez blisko 60 % ankietowanych. W co czwartej firmie zwiększono wydatki na zapewnienie bezpieczeństwa. Ubiegły rok był bardziej niebezpieczny pod względem prób cyberataków w porównaniu z 2019 r. 64 % badanych organizacji odnotowało przynajmniej jeden cyberincydent, a 19 % zaobserwowało wzrost liczby prób takich ataków. Częściej obserwowały je średnie firmy niż duże przedsiębiorstwa, zatrudniające powyżej 250 pracowników.

Zdaniem firm biorących udział w badaniu największe ryzyko stanowi malware, czyli wyciek danych za pośrednictwem złośliwego oprogramowania oraz phishing – wyłudzanie danych uwierzytelniających oraz wyciek danych w wyniku kradzieży czy zgubienia nośników lub urządzeń mobilnych. Jako najmniej ryzykowne cyberzagrożenia organizacje wymieniają przede wszystkim włamania do urządzeń mobilnych, ataki wykorzystujące błędy w aplikacjach oraz ataki na sieci bezprzewodowe.

INNOWACJE JAKO REMEDIUM NA KRYZYSOWE SYTUACJE Przedsiębiorstwa przemysłowe postrzegają wdrażanie innowacji jako sposób na osiągnięcie wzrostu efektywności i elastyczności produkcji (89,1 %), zwiększenie konkurencyjności (87,7 %), a także utrzymanie dobrej pozycji na rynku (79,1 %). To wyniki badania „Digitalizacja polskich przedsiębiorstw przemysłowych w dobie pandemii”, przeprowadzonego na zlecenie Inicjatywy Przyszłość Polskiego Przemysłu Autodesk. W ramach wprowadzania innowacji ponad 50 % polskich firm przemysłowych utrzymało albo przyspieszyło inwestycje w cyfryzację, mimo niepew-

ności związanej z pandemią COVID-19. Co więcej, 9 % firm zainwestowało w rozwiązania Przemysłu 4.0, mimo że przed wybuchem pandemii tego nie planowały. 60 % respondentów pozytywnie ocenia aktualną sytuację finansową swojej firmy, a w opinii 90 % dotychczas wprowadzone rozwiązania Przemysłu 4.0 okazały się przydatne w kryzysie. Wśród polskich firm największą popularnością spośród technologii czwartej rewolucji przemysłowej cieszą się takie rozwiązania, jak system do zarządzania dokumentacją PDM (68,1 %), oprogramowanie ERP służące do planowania zasobów przedsiębiorstwa (68,1 %), automatyzacja linii produkcyjnej (57,4 %) oraz system zarządzania cyklem życia produktu PLM (57,1 %). "#

AUTOMATYKA

Z BRANŻY

W WIELKOPOLSCE POWSTANIE JEDNA Z NAJWIĘKSZYCH FARM FOTOWOLTAICZNYCH W POLSCE Spółka PAK PCE Fotowoltaika zbuduje w Wielkopolsce farmę fotowoltaiczną Brudzew o mocy 70 MWp. Jedna z największych tego typu inwestycji Polsce ma zostać zakończona w IV kwartale 2021 r. Szacowany wolumen produkcji w pierwszym roku działalności farmy wyniesie 68 000 MWh. Wyprodukowana energia będzie sprzedawana po stałej cenie, indeksowanej począwszy od 2023 r. o roczny wskaźnik inflacji. Łączna szacowana suma przychodów ze sprzedaży energii w skali 15 lat wyniesie około 300 mln zł. Farma powstanie na terenie po odkrywkowej eksploatacji węgla brunatnego, a budowa zostanie sfinansowana kredytem inwestycyjnym o wartości 138 mln zł, którego udzieli konsorcjum banków: PKO Bank Polski wraz

z Pekao SA i mBankiem. – Konsekwentnie realizujemy politykę finansowania Odnawialnych Źródeł Energii i zwiększamy zaangażowanie w zieloną transformację polskiego systemu energetycznego – mówi Ilona Wołyniec, dyrektor Pionu Relacji z Klientami Strategicznymi i Finansowania Projektów w PKO Banku Polskim. W lutym 2021 r. bank w konsorcjum z dwoma innymi instytucjami podpisał umowę o wartości 479 mln złotych na sfinansowanie portfela OZE należącego do Qair, niezależnego producenta energii odnawialnej. Finansowanie zostanie przeznaczone na budowę czterech farm wiatrowych i 29 fotowoltaicznych o łącznej mocy 106 MW. " $ %

ANKIETY ROBOTICS4EU PROJEKT – INICJATYWA SKIEROWANA DO SPOŁECZNOŚCI ROBOTYCZNEJ W ramach europejskiego projektu Robotics4EU opublikowano dwie ankiety wspierające jego realizację. Celem rozpoczętego w styczniu 2021 r. trzyletniego projektu, finansowanego w ramach programu Komisji Europejskiej Horyzont 2020, jest pobudzenie wdrażania robotyki w Europie na szerszą skalę. Szczególny nacisk jest położony na wsparcie rozwoju robotyki w czterech obszarach: przegląd i konserwacja infrastruktury, tzw. zwinna produkcja (agile manufacturing), opieka zdrowotna i branża rolno-spożywcza. Dwa badania, pomyślane jako podstawa fundamentalnych prac w ramach Robotics4EU, są skierowane do osób działających w obszarze robotyki – decydentów i programistów. Zebrane dane posłużą do zidentyfikowania największych wy-

zwań, wąskich gardeł i potrzeb oraz będą wsparciem we wdrażaniu zasad odpowiedzialnej robotyki. Robotics4EU to odpowiedź Komisji Europejskiej na rosnące znaczenie robotyki we współczesnej gospodarce. Poza przyczynieniem się do przyspieszenia jej rozwoju, ma także podnieść świadomość nietechnologicznych aspektów robotyki, takich jak etyka, kwestie prawne, społeczno-ekonomiczne itp. Ankiety są dostępne pod linkami www.research.net/r/robotics4EU (dla decydentów) i www.research.net/r/3VQ6VXL (dla programistów). $ &'(

PROSTE SPOSOBY WDRAŻANIA AUTOMATYZACJI W FABRYKACH Automatyzacja jest jednym z głównych czynników zapewniających wydajność i oszczędność kosztów, większą elastyczność i precyzję w produkcji, a także wzrost poziomu bezpieczeństwa i zysków. Zautomatyzowane maszyny są już powszechnie używane do różnych zastosowań – od montażu po pakowanie i kontrolę – w większości fabryk. Firma konsultingowa Mordor Intelligence prognozuje, że rynek robotyki wyceniony w 2019 r. na 39,72 mld dolarów osiągnie CAGR (skumulowany roczny wskaźnik wzrostu) na poziomie 25,38 % w okresie od 2020 r. do 2025 r. W przeszłości roboty i zautomatyzowane maszyny były postrzegane jako aktywa kapitałowe, charakteryzujące się wysokimi nakładami i powolnym zwrotem z inwestycji, jednak oczekuje się, że dalszy 4/2021

wzrost będzie generowany nie przez duże, kosztowne roboty, lecz mniejsze roboty współpracujące. W skali globalnej siła robocza akceptuje automatyzację, a 72 % pracowników postrzega ją jako technologię, która pomoże im lepiej wykonywać pracę. Jednym z prostych sposobów rozpoczęcia przygody z automatyzacją są zautomatyzowane aplikacje typu pick & place. Zastosowanie standardowych materiałów i mocowań eliminuje potrzebę stosowania specjalnych nakrętek i śrub, znacznie skracając czas potrzebny na ich wykonanie i wdrożenie. Nie ma potrzeby płacenia dodatkowo za skonstruowanie danej maszyny, ponieważ klienci otrzymują od producentów i dostawców – takich jak np. firma norelem, która opracowała własną maszynę typu pick & place z wykorzystaniem standardowych komponentów – modele CAD, materiały i instrukcje montażu.

Z BRANŻY

POLSKIE FIRMY OTWARTE NA NOWE MOŻLIWOŚCI CYFROWE Pandemia spowodowała opóźnienia w wydatkach w obszarze IT, a wiele polskich firm musiało dostosować swoje strategie, aby osiągnąć cele biznesowe. Firma IDC, na zlecenie Equinix – globalnego dostawcy infrastruktury cyfrowej – przygotowała raport opisujący trendy cyfryzacyjne w Polsce. Zwraca on jednocześnie uwagę na rozwiązania, które powinny przyjąć firmy, żeby dostosować swój proces transformacji cyfrowej i infrastrukturę do nowych wyzwań w świetle pandemii COVID-19. Badanie „Cyfrowy biznes wymaga cyfrowej platformy” wykazało, że przedsiębiorstwa w Polsce są otwarte na różne modele dostarczania przy tworzeniu nowych platform cyfrowych. Obejmuje to zasoby w zewnętrznych centrach danych i chmurze publicznej w różnych lokalizacjach, od rdzenia po brzeg sieci.

Mimo ekonomicznych wyzwań związanych z pandemią, obecnie większość firm planuje utrzymać lub zwiększyć budżety IT przeznaczone na chmurę publiczną lub prywatną, usługi zarządzane i usługi centrów danych. – Raport IDC podkreśla, jak szybko pandemia zmieniła priorytety polskiego biznesu. Jak pokazuje badanie, ponad dwie trzecie polskich firm mocno wierzy we wdrażanie zaawansowanych technologii, co stanowi wyższy wynik niż średnia dla Europy. Nasz rozwój na polskim rynku, w tym otwarcie centrum danych WA3 w Warszawie w ubiegłym roku, sprawia, że Equinix jeszcze lepiej niż kiedykolwiek wcześniej pomaga klientom i wspiera ich w realizacji inicjatyw cyfrowych – mówi Robert Busz, dyrektor zarządzający Equinix Polska. ) *

NOWY DYREKTOR DS. TECHNOLOGII W SPÓŁCE INTIVE Firma intive, specjalizująca się w rozwiązaniach cyfrowych, powołała Thomasa Kräutera na stanowisko dyrektora ds. technologii grupy. Ekspert ds. transformacji cyfrowej jest związany ze spółką od 2017 r. i ma ponad 16-letnie doświadczenie zawodowe w branży IT. Przed dołączeniem do intive kierował zespołami produktowymi w firmie Bosch Siemens Hausgeräte (BSH), będącej największym europejskim producentem sprzętu AGD. W intive korzystał dotąd ze swojego doświadczenia technologicznego jako główny inżynier oprogramowania i architekt rozwiązań w projektach dla branży motoryzacyjnej, konsumenckiej oraz sektora biotechnologii i mediów. W nowej roli Thomas Kräuter będzie odpowiedzialny za dopasowanie zakresu usług firmy do potrzeb obecnych i przyszłych klientów intive, wypracowanie długoterminowego

planu technologicznego i identyfikację najbardziej obiecujących trendów w obrębie głównych jednostek biznesowych firmy. Jako członek zespołu sprzedażowego będzie wspierał rozwój firmy w branży motoryzacyjnej, najnowszych technologii, mediów i komunikacji, fintech, handlu detalicznego i produktów cyfrowych. Firma intive, zgodnie ze swoją flagową ofertą usług skoncentrowanych na kilku kluczowych branżach, bazuje na połączeniu designu i inżynierii, przy wykorzystaniu możliwości, jakich dostarcza chmura. +

ETTEPLAN HOWTO – CYFROWA USŁUGA DO TWORZENIA I ROZPOWSZECHNIANIA INFORMACJI TECHNICZNEJ Firma Etteplan zaoferowała opartą na chmurze usługę Etteplan HowTo do tworzenia bezpiecznego hostingu i wielokanałowej dystrybucji informacji technicznej na potrzeby przemysłu. Cyfrowa informacja techniczna dostępna on-line na żądanie ma zwiększyć produktywność inżynierów, techników i ekspertów pracujących przy dokonywaniu instalacji, przeglądów itp. Usługa pozwala znacząco skrócić czas wyszukiwania kluczowych informacji. – Etteplan HowTo jest wynikiem nowoczesnego sposobu myślenia i inwestycji w rozłożenie na czynniki pierwsze procesu tworzenia i użytkowania informacji technicznej, a następnie ponownego ich złożenia w całość procesu, z wykorzysta10

niem profesjonalnych informacji technicznych. Głównym celem było zwiększenie efektywności tworzenia, tłumaczenia, ponownego użycia i dystrybucji informacji – wyjaśnia Mikael Vatn, Senior Vice President, Technical Documentation Solutions, Etteplan. Dystrybucja informacji technicznych oparta na chmurze jest krokiem naprzód w udoskonalaniu bezpieczeństwa pracy, bo instrukcje są zawsze łatwo dostępne i aktualne. Przy skomplikowanych operacjach łatwe do zrozumienia instrukcje zapewniają poprawne ich przeprowadzenie. Etteplan dostarcza rozwiązania dla oprogramowania, systemów wbudowanych, urządzeń przemysłowych i inżynieryjnych oraz w zakresie dokumentacji technicznej dla światowych liderów branży przemysłowej. Więcej informacji można znaleźć na www.etteplan.com/HowTo. '

AUTOMATYKA

Z BRANŻY

DASSAULT SYSTÈMES WSPÓŁZAŁOŻYCIELEM EUROPEJSKIEJ KOALICJI NA RZECZ EKOLOGICZNEJ CYFRYZACJI Firma Dassault Systèmes dołączyła do grona współzałożycieli Europejskiej Koalicji na Rzecz Ekologicznej Cyfryzacji. Misją organizacji, która skupia największe firmy technologiczne, jest wsparcie ekologicznej cyfryzacji gospodarki w skali światowej. Koalicja została powołana 19 marca 2021 r. na unijnej konferencji Digital Day 2021. – Zrównoważoną innowacyjność można osiągnąć jedynie dzięki wykorzystaniu rozwiązań wirtualnych, które sprzyjają tworzeniu nowych materiałów, produktów i procesów, nie tylko pozwalających zmniejszyć ślad węglowy, ale także zorientowanych na rozwój gospodarki o obiegu zamkniętym. Dzięki współpracy z innymi

sektorami w ramach koalicji możemy podejmować działania stymulujące innowacyjność oraz zwiększające udział naszych klientów w przemianach na rzecz lepszego świata – mówi Bernard Charlès, wiceprezes i dyrektor generalny Dassault Systèmes. Zaangażowanie Dassault Systèmes w cele organizacji jest zbieżne ze strategią zrównoważonego rozwoju na rok 2025, przyjętą przez firmę. Europejska Koalicja na Rzecz Ekologicznej Cyfryzacji będzie inwestować w rozwój oraz wdrażanie rozwiązań przyjaznych środowisku w różnych sektorach gospodarki. Jej działania obejmą opracowywanie bazujących na standardach metodologii oceny wpływu takich rozwiązań oraz współpracę międzysektorową mającą na celu stworzenie wytycznych w zakresie wdrożeń. , # - .%

TETRA PAK I ROCKWELL AUTOMATION – WSPÓŁPRACA DLA ZWIĘKSZENIA WYDAJNOŚCI PRODUKCJI Firmy Tetra Pak i Rockwell Automation ogłosiły strategiczną współpracę w zakresie produkcji serów i proszków spożywczych. Rozwiązania Rockwell Automation, które zostaną wdrożone, mają za zadanie ograniczyć zmienność oraz poprawić spójność jakości, jednocześnie zapewniając zrównoważoną i opłacalną produkcję w środowisku silnie sterowanym popytem. Współpraca zaowocowała już opracowaniem i wdrożeniem rozwiązania Powder Plant Booster, które będzie elementem systemu sterowania predykcyjnego (MPC) firmy Rockwell Automation oraz technologii Pavilion8 i PlantPAx MPC. Rozwiązanie z komplementarnym oprogramowaniem Pavilion8 jest platformą do modelowania procesów oraz zaawansowanej kontroli i optymalizacji. Integruje się z dowolnym systemem sterowania, zapewniając ciągły wgląd w czasie rzeczywistym w diagnostykę i zaawansowane sterowanie. Firma

Rockwell Automation wykazała, że aplikacje oparte na technologii Pavilion8 zapewniają redukcję zmienności jakości produktu nawet o 60 %, redukcję produktów spoza specyfikacji nawet o 75 % oraz poprawę przepustowości i zmniejszenie zużycia energii na jednostkę produktu do 9%. Dzięki współpracy firma Tetra Pak może obecnie oferować klientom z branży odparowania i suszenia rozpyłowego sprawdzone rozwiązania w zakresie zaawansowanej kontroli procesu i predykcyjnego sterowania modelowego. $ *

"# %

CYFROWY KANAŁ SPRZEDAŻY DLA BRANŻY PRODUKCYJNEJ Spółka IndustryArena GmbH, prowadząca specjalistyczny portal dla branży wytwórczej w Europie, uruchamia sklep internetowy. Platforma ma ponad 535 000 zarejestrowanych użytkowników, co czyni ją największym portalem internetowym dla branży produkcyjnej. Stwarza to idealne warunki dla firm do poszerzania zasięgu. – Klienci B2B byli aktywni cyfrowo na długo przed COVID-19, a decydenci od lat szukają w Internecie informacji, rozwiązań, produktów i dostawców. E-commerce ma duży potencjał w tym obszarze, dlatego otwieramy własny sklep internetowy, starając się sprostać rosnącym wymaganiom klientów B2B. Pozwala nam to połączyć content marketing i sprzedaż na centralnej platformie –

4/2021

wyjaśnia Frank Nolden, dyrektor zarządzający IndustryArena. Klienci B2B z branży produkcyjnej mają teraz dostęp do łatwego zakupu szerokiego asortymentu – od wysokiej jakości narzędzi skrawających, przez uchwyty narzędziowe, wiertarskie i tokarskie, a także narzędzia ręczne i akcesoria. Na webshop.industryarena.com można znaleźć ponad 200 000 pozycji około 1000 marek, które są podzielone na 15 grup produktowych, m.in. środki ochrony pracy, sprzęt budowlany, technologie pomiarowe i powierzchniowe, narzędzia do wkręcania oraz sprzęt do spawania i mocowania. W ofercie są m.in. rozwiązania takich firm, jak Bosch, AEG i Kärcher. " $ %

Z BRANŻY

JOERG THEIS NOWYM PREZESEM B&R Od 1 kwietnia 2021 r. Joerg Theis pełni funkcję prezesa Dywizji Automatyki Maszyn ABB (B&R). Zastąpił na tym stanowisku Clemensa Sagera, który zarządzał nią tymczasowo od 1 stycznia 2021 r. Theis jest związany z ABB od 23 lat. – Zalety Joerga to imponujące globalne doświadczenie w automatyzacji i usługach cyfrowych oraz silny duch przedsiębiorczości. Dzięki dużej wiedzy branżowej i udokumentowanym osiągnięciom w strategicznym rozwoju biznesu będzie on szefem, który zapewni firmie B&R wzrost i zyski, umożliwi kontynuację dotychczasowej, pomyślnej strategii zorientowanej na klientów

i innowacje, a przy tym dostarczy nowych bodźców naszej ekspansji geograficznej i asortymentowej – uważa Sami Atiya, prezes Robotyki i Automatyki Dyskretnej ABB. Joerg Theis ma duże doświadczenie w automatyzacji procesów i zakładów z branży dóbr konsumpcyjnych, farmaceutycznej, żywności i napojów czy motoryzacji – głównie w zakresie rozwoju oferty usług cyfrowych. – To dla mnie zaszczyt móc kierować Dywizją Automatyzacji Maszyn ABB, przyczyniać się wraz z całym kierownictwem do dalszego rozwoju zorientowanej na klientów strategii firmy B&R i jej ogromnego dorobku w zakresie innowacji. Cieszy mnie myśl, że wraz z całym zespołem będziemy razem pisać kolejny rozdział historii sukcesu firmy – mówi Joerg Theis. /$

ZIELONA I CYFROWA TRANSFORMACJA DANFOSS Zielone centra danych to kolejny krok Danfoss na drodze do neutralności klimatycznej. W przyszłym roku główna siedziba firmy ma być w pełni neutralna emisyjnie, a w 2024 r. jej centra danych będą dostarczać 25 % energii cieplnej potrzebnej do ogrzania siedziby, dzięki wykorzystaniu ciepła odpadowego. – Wykorzystując najnowsze technologie z dziedziny chłodnictwa i odzysku ciepła, przekształcamy centra danych z konsumentów energii w źródła zrównoważonej energii – mówi Jürgen Fischer, szef segmentu Danfoss Climate Solutions. Przykładem tej koncepcji jest siedziba Danfoss w duńskim Nordborg, która już w 2015 r. była ogrzewana w 100 % ciepłem wytwarzanym z paliw kopalnych, a w przyszłym roku będzie całkowicie neutralna emisyjnie.

Centrum danych będzie lokalizowane w sąsiedztwie obiektów, w których istnieje możliwość wykorzystania powstałego ciepła odpadowego. Będzie to możliwe dzięki zastosowaniu systemów bezolejowych pomp ciepła, które przekształcą centrum danych w źródło energii. Nadwyżka ciepła będzie mogła być następnie przesłana do okolicznych budynków. – Centra danych przyszłości będą hybrydowe – będą łączyć to, co najlepsze w dwóch obszarach: chmur oraz fizycznych centrów danych. Będą również przesyłać nadwyżkę ciepła do sieci energetycznych w okolicy – podsumowuje Sune T. Baastrup, CIO w Danfoss. ,

W CHORZOWIE ZOSTANIE URUCHOMIONA FABRYKA URZĄDZEŃ I SYSTEMÓW DO AUTOMATYZACJI MAGAZYNÓW Firma Honeywell otworzy w Chorzowie swoją nową fabrykę. W zakładzie, którego uruchomienie jest planowane na kwiecień 2021 r., będą produkowane innowacyjne systemy służące automatyzacji magazynów, wykorzystywane przez firmy z branży logistycznej dla poprawy precyzji, efektywności i zdolności przeładunkowej paczek w centrach dystrybucji i magazynach. Wśród nich znajdą się taśmociągi, systemy sortowania, paletyzatory i roboty, zautomatyzowane systemy magazynowania i wyszukiwania, a także systemy podnoszenia kierowane dźwiękiem lub światłem. Fabryka o powierzchni 27 000 m2, w której znajdzie zatrudnienie ponad 100 osób, będzie drugim dużym obiektem Honeywell na Śląsku. W 2019 r. w Katowicach utworzono Centrum Obsługi Klienta Honeywell na Europę, które obecnie

zatrudnia 300 ekspertów w zakresie obsługi klienta oraz wsparcia technicznego i administracyjnego. Inwestycja w Chorzowie to kolejny element rozwoju działalności Honeywell w obszarze automatyzacji magazynów poza Ameryką Północną. Zakład umożliwi rozbudowę lokalnego łańcucha produkcji i dostaw firmy, dzięki czemu klienci Honeywell z branży logistycznej w Europie i Ameryce Północnej będą mogli szybciej rozwijać swoją działalność biznesową na terenie Europy. 0 *

AUTOMATYKA

Z BRANŻY

BEZPŁATNY SERWIS E-LEARNINGOWY DLA PRZEDSIĘBIORCÓW

FIRMA ITM_TALKS – DRUK 3D W UJĘCIU NAUKOWYM I BIZNESOWYM

Platforma Przemysłu Przyszłości, organizacja skupiająca się na rozwoju Przemysłu 4.0 w Polsce, uruchomiła bezpłatny serwis internetowy, dostępny dla wszystkich zainteresowanych poszerzaniem kompetencji w zakresie transformacji cyfrowej. Na platformie elearning.przemyslprzyszlosci.gov.pl na początek zaoferowano cztery szkolenia, w tym moduł wprowadzający w zagadnienia nowoczesnego przemysłu. Udostępnione zostaną także specjalistyczne kursy z zakresu cyberbezpieczeństwa, sztucznej inteligencji oraz komunikacji w fabryce przyszłości. Twórcy serwisu zapowiadają do końca roku uruchomienie łącznie 10 szkoleń, m.in. z obszarów nowych modeli biznesowych i robotyzacji przemysłu. – E-learning Przemysłu Przyszłości to sieciowa przestrzeń edukacyjna, która nieodpłatnie daje przedsiębiorcom i ich pracownikom możliwość poszerzania wiedzy w zakresie Przemysłu 4.0 – mówi Aleksandra Ścibich-Kopiec, prezes Platformy Przemysłu Przyszłości. Udział w szkoleniu wprowadzającym nie wymaga logowania, ale moduły tematyczne dostępne będą po darmowej rejestracji w serwisie. Autorami treści są eksperci współpracujący z organizacją, a każde szkolenie ma opiekuna merytorycznego i zespół redakcyjny. Poszczególne kursy – poza tym, że przekazują wiedzę – udostępniają także quizy pozwalające ocenić postępy w edukacji.

Pandemia i wyzwania z nią związane sprawiły, że druk 3D szerzej wkroczył do publicznej dyskusji. O potencjale wytwarzania przyrostowego w szerokim kontekście dyskutowali uczestnicy czwartej edycji ITM_talks, wśród których znaleźli się naukowcy i praktycy rynku. – Pole do odkryć w druku 3D jest ogromne, zarówno jeśli chodzi o inżynierię procesu, jak i nowe technologie, nowe materiały i ich hybrydy, a także hybrydowe technologie, łączące technologie przyrostowe z ubytkowymi – podkreśla dr inż. Marcin Królikowski, adiunkt na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie. Rozmawiano także o druku 3D w relacji z wytwarzaniem ubytkowym. – Druk 3D mógłby iść wzorem CNC w większą dynamikę i zaimplementowanie napędów indukcyjnych, powszechnie stosowanych np. w cięciu laserem. Oczywiście technologia druku 3D musi jeszcze zdążyć za tymi napędami w osiąganiu wyższych dokładności. Z pewnością automatyzacja procesu drukowania mogłaby pomóc też w osiągnięciu lepszego poziomu kosztowego tej technologii – podkreśla Radomir Ochocki, dyrektor zarządzający firmy igus. Spotkania z serii ITM_talks stanowią zapowiedź nadchodzących targów ITM Industry Europe, Modernlog oraz 3D Solutions, które odbędą się na terenie MTP w terminie 31.08–3.09.2021 r.

% % # 1

# 3

WSPÓŁPRACA FIRM ONROBOT I OMRON

R E K L A M A

Omron Industrial Automation Europe zawarł nową umowę dystrybucyjną z OnRobot, duńskim producentem narzędzi do robotów współpracujących. Pozwoli to firmie Omron na oferowanie klientom w Europie, na Bliskim Wschodzie i w Afryce (EMEA) produktów OnRobot, które można zintegrować z kobotem OMRON TM. Umowa zawarta między firmami zapewni klientom większą elastyczność podczas wdrażania rozwiązań, których dotyczy współpraca. Łatwość integracji produktów OnRobot z kobotem OMRON TM była istotnym aspektem przy podejmowaniu decyzji o zawarciu umowy. Rozwiązanie jednosystemowe One System firmy OnRobot zapewnia ujednolicony interfejs pozwalający na bezproblemową integrację plug & play. 2%

4/2021

Z BRANŻY

DRUGA ROCZNICA POWSTANIA SIECI BADAWCZEJ ŁUKASIEWICZ 1 kwietnia 2021 r. Sieć Badawcza Łukasiewicz, skupiająca 32 polskie instytuty i 8000 pracowników, obchodziła drugie urodziny. Koncentruje się na tworzeniu innowacyjnych rozwiązań dla mikro, małych, średnich i dużych przedsiębiorców oraz start-upów. Efektywny dostęp do wiedzy i kompetencji zapewnia przedsiębiorcom grono ponad 4500 tysiąca naukowców i inżynierów. Kompetencje Łukasiewicza koncentrują się wokół czterech głównych obszarów działalności: transformacja cyfrowa, inteligentna mobilność, zdrowie oraz zrównoważona gospodarka i energia. Celem działania Sieci Badawczej Łukasiewicz jest stworzenie odpowiedzi na wyzwania biznesowe różnego typu i skrócenie drogi między nauką a biznesem. Jego realizacja

jest możliwa dzięki stworzonemu przez SBŁ modelowi „Wyzwanie”. Przedsiębiorcy mogą zgłaszać potrzebę wsparcia w działaniach rynkowych, rozwijaniu działalności itd. i w ciągu kilkunastu dni otrzymują propozycję gotowego rozwiązania wdrożeniowego. Nie ponoszą żadnych kosztów związanych z opracowaniem pomysłu. Problem/wyzwanie biznesowe można zgłaszać przez formularz na stronie https://lukasiewicz.gov.pl/biznes/. W dobie COVID-19 instytuty sieci aktywnie włączyły się do walki ze skutkami pandemii. Służą temu działania obejmujące różne projekty naukowo-badawcze i inżynierskie, realizowane pod wspólnym szyldem #TarczaNaukowa. - 4 * 5# *

20 MLN ZŁ NA CYFROWĄ TRANSFORMACJĘ MŚP Polska Agencja Rozwoju Przedsiębiorczości ogłosiła konkurs, w którym maksymalna kwota grantu to równowartość 800 000 zł. Pilotaż projektu pod nazwą Przemysł 4.0 jest adresowany do małych i średnich przedsiębiorców, którzy prowadzą działalność produkcyjną na terytorium Polski. Celem jest przygotowanie MŚP do wdrożenia kompleksowej transformacji w kierunku Przemysłu 4.0. Warunkiem wzięcia udziału w konkursie jest posiadanie „mapy drogowej”, czyli planu wdrożenia zmian w przedsiębiorstwie w zakresie cyfryzacji, automatyzacji i robotyzacji. Zakres minimalny dokumentu został określony w dokumentacji do naboru. Koszty „mapy drogowej”, mimo że będą musiały być przez przedsiębiorcę poniesione przed złożeniem wniosku, mogą być zrefundowane do wysokości 100 000 zł ze środków grantu. Otrzymane dofinansowanie można przeznaczyć na: usługę polegającą na opracowa-

niu „mapy drogowej”, usługi doradcze związane z jej wdrożeniem, zakup maszyn i urządzeń koniecznych do wprowadzenia w życie wybranego obszaru transformacji, a także nabycie wartości niematerialnych i prawnych w formie patentów, licencji, know-how oraz innych praw własności intelektualnej. Maksymalna wartość dofinansowania projektu wynosi 800 000 zł, a obligatoryjny wkład własny to minimum 15 %. Wnioski można składać od 28 kwietnia do 30 czerwca 2021 r. "$

RENEX – FIRMA NA MEDAL Grupa Renex została nagrodzona w plebiscycie „Przedsiębiorstwo na medal” organizowanym przez Zakład Zarządzania Państwowej Uczelni Zawodowej we Włocławku. Wyróżnienie trafia do firm, które cechuje wysoki stopień innowacyjności, przedsiębiorczości i społecznej odpowiedzialności. Grupa została doceniona za wkład wnoszony w upowszechnianie specjalistycznej wiedzy, a także wsparcie szkoleniowe dla szkół i uczelni technicznych oraz firm z branży elektronicznej w Polsce i Europie Środkowo-Wschodniej. Uwzględniono również wkład

Centrum Technologiczno-Szkoleniowego w opracowywaniu i promocji nowoczesnych technologii w regionie. Renex planuje nawiązać wielopoziomową współpracę z włocławskim podmiotem. Odbyło się pierwsze z cyklu zapowiadanych spotkań przedstawicieli obu stron. Informacje dotyczące wyróżniających się firm będą prezentowane szerokim kręgom tegorocznych maturzystów w toku prowadzonych webinarów. Celem tych działań będzie rozwinięcie świadomości wśród młodych osób odnośnie potencjalnych ścieżek edukacji i kariery w regionie. To już kolejne wyróżnienie dla Grupy Renex w tym roku – wcześniej firma została po raz drugi odznaczona tytułem Gazeli Biznesu oraz nagrodą YAMAHA Best Service Provider Award. $

AUTOMATYKA

Z BRANŻY

CIT – DO KOŃCA CZERWCA Przedsiębiorcy mają w tym roku czas do końca czerwca na rozliczenie ulgi B+R – Ministerstwo Finansów wydłużyło o trzy miesiące termin na składanie zeznań podatkowych dla płatników CIT. Zmiana dotyczy podmiotów, których rok podatkowy kończy się między 1 grudnia 2020 r. a 28 lutego 2021 r. Od chwili wprowadzenia w 2016 r. podatnicy odliczyli już ponad 5,6 mld zł kosztów kwalifikowanych. Z danych Ministerstwa Finansów za rok podatkowy 2019 wynika, że po ulgę B+R sięgnęło 1342 podatników CIT oraz 1195 podatników PIT. To odpowiednio 41 % i 34 % więcej niż rok wcześniej. * 6! *

POLSKIE PATENTY

Silniki krokowe FAULHABER

Mimo pandemii polskie uczelnie i przedsiębiorstwa złożyły w 2020 r. więcej zgłoszeń patentowych do Europejskiego Urzędu Patentowego (EPO) niż rok wcześniej. Według indeksu patentowego EPO liczba zgłoszeń patentowych złożonych przez polskie przedsiębiorstwa, uczelnie wyższe i instytuty badawcze w 2020 r. wzrosła o 4,3 % i wyniosła 483. To tym lepsza wiadomość, że w 2019 r. Polska zanotowała ponad 10 % spadek. Pierwsze miejsce w polskim rankingu europejskich zgłoszeń patentowych zajął Uniwersytet Jagielloński z dziewięcioma zgłoszeniami patentowymi. Za nim uplasowały się Adamed Pharma (osiem), Uniwersytet Warszawski (siedem) oraz Politechnika Śląska i Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy (po sześć). W polskim rankingu regionalnym zgłoszeń do EPO prowadzą województwa mazowieckie (25,1 % w ogólnej liczbie zgłoszeń), małopolskie (21,1 %) i dolnośląskie (9,9 %). Ogólna liczba zgłoszeń patentowych do EPO w 2020 r. utrzymała się na stabilnym poziomie, odnotowując niewielki spadek o 0,7 % w porównaniu z poprzednim rokiem.

Wyzwania? Zapraszamy do Środka! Wysoka wydajność silnika krokowego serii DM 66200H otwiera nowe możliwości integracji w wymagających zastosowaniach. faulhaber.com/ringstepper/en

R E K L A M A

WE CREATE MOTION 4/2021

PRODUKTY

UPROSZCZONE PROJEKTOWANIE SYSTEMÓW OCHRONY Sprawdzona gama innowacyjnych czujników bezpieczeństwa ABB Jokab może być stosowana bezpośrednio w zintegrowanej technologii bezpieczeństwa B&R. W portfolio ABB znalazł się kompletny zestaw zamknięć bramowych, kurtyn świetlnych i mat bezpieczeństwa. Szeroki wybór modułów ułatwia wdrożenie koncepcji bezpieczeństwa. Produkty bezpieczeństwa ABB Jokab w prosty sposób podłącza się do bezpiecznych modułów I/O B&R. Zarówno technologia bezpieczeństwa B&R jak i oferta produktów bezpieczeństwa ABB spełniają wymagania normy ISO 13849-1 do PL e/kat. 4.

Czujniki bezpieczeństwa ABB Jokab wspierają wyposażenie systemów bezpieczeństwa w wiele różnych czujników połączonych szeregowo. Można je wykorzystać np. do podłączenia szeregu bramek bezpieczeństwa. Takie podejście znacznie obniża koszty okablowania i instalacji, a tym samym zmniejsza liczbę wymaganych bezpiecznych kanałów wejściowych. Przyłącze szeregowe nie zmienia maksymalnego poziomu bezpieczeństwa PL e/kat. 4. ABB Jokab oferuje szeroki zakres komponentów bezpieczeństwa, które znacznie upraszczają projektowanie systemów ochrony i bezpieczeństwa. Sprawdzona gama innowacyjnych produktów obejmuje znaną serię indukcyjnych wyłączników bramowych Eden oraz urządzenia Safeball do sterowania dwuręcznego. 7 /$

KAMERA NASOBNA BIO-AX Kamera nasobna Audax BIO-AX brytyjskiej firmy AUDAX GLOBAL SOLUTIONS jest jedyną na świecie kamerą nasobną (osobistą – noszoną przy ciele) z możliwością transmitowania na żywo obrazu oraz dźwięku przez Wi-Fi lub sieć 4G dzięki możliwości wprowadzenia karty nano SIM. Dane na kamerze oraz dane przesyłane z kamery są szyfrowane w zaawansowanym standardzie AES 256. Kamera BIO-AX ma wbudowany GPS, dzięki czemu operatorzy w Centrum Dowodzenia mogą sprawdzić w czasie rzeczywistym lokalizację użytkownika kamery. Istnieje możliwość włączenia kamery zdalnie z Centrum Dowodzenia oraz transmisji obrazu i dźwięku w czasie rzeczywistym z podaniem dokładnej lokalizacji użytkownika kamery dzięki wbudowanemu systemowi GPS. Bezlicencyjny system zarządzania kamerami oferuje podgląd na

żywo, mapowanie i śledzenie. Użyta technologia zapobiega wstrząsom i daje możliwość nagrywania w nocy z odległości do 10 m, dzięki zastosowaniu podczerwieni IR. Na wyposażeniu kamery są detektor ruchu i alarm antynapadowy, funkcja SOS w postaci przycisku awaryjnego czy zaawansowana funkcja „Stun” z możliwością zdalnego dostępu do utraconej kamery oraz możliwością przesłania polecenia wyczyszczenia pamięci i oprogramowania sprzętowego. Rozdzielczości nagrywania wynosi od 2560 × 1440 do 848 × 480. Rozdzielczość przesyłania strumieniowego można dobrać z zakresu: 1280 × 720P/848 × 480P/432 × 240P Dodatkowo kamera wyposażona jest w bezpieczny tylny wyświetlacz LCD o przekątnej 2,0” 960 × 240. "#

- # 9 %

CZYTNIK KODÓW COGNEX DATAMAN 375 Czytniki kodów z serii DataMan 370 nadają się do wymagających aplikacji produkcyjnych związanych z kodami na etykietach, kodami DPM, czy też odczytem kilku kodów jednocześnie. Wykorzystują najnowsze oprogramowanie firmy Cognex a także zintegrowane oświetlenie oraz wielordzeniowy procesor. Czytniki z serii DataMan 370 sprawdzają się szczególnie w aplikacjach charakteryzujących się: dużą prędkośćią odczytu, skanowaniem wielostronnym, małymi czy trudnymi do odczytania kodami DataMan 375 zawiera algorytmy i technologie 1DMax, 2DMax, Hotbars, PowerGrid, 1D/2D Auto-Discrimination. Rozmiar matrycy to 2/3” CMOS, a rozdzielczość obrazu 2448 × 2048.. Czytniki kodów zawierają przyciski wyzwala-

nia i regulacji. Czytniki wyposażone są w brzęczyk, 5 diod LED, 10 słupków LED, wskażnik 360°. Komunikacja odbywa się za pomocą Ethernet RS-232, a obsługiwane protokoły to RS-232, TCP/IP, PROFINET, EtherNet/IP(TM), SLMP, Modbus TCP, NTP, SFTP, FTP, MRS. Obsługa skryptów Java. Masa czujnika to 165 g, a jego wymiary: 73 mm × 54 mm × 42 mm; 113 mm × 91 mm × 75mm (z oświetlaczem HPIT). DataMan 370 ma stopień ochrony IP67 z dołączonymi kablami i odpowiednią osłoną obiektywu. Zasilany jest napięciem 24 V DC. 8

AUTOMATYKA

PRODUKTY

MODUŁOWE NAPĘDY KÓŁ JEZDNYCH Napęd serii WD składa się z koła jezdnego, zintegrowanej przekładni planetarnej oraz łożyska w jednej krótkiej jednostce. W połączeniu z silnikiem BLDC i kontrolerem firmy Nanotec stanowi niezwykle kompaktowe rozwiązanie, które upraszcza konstrukcję, przez zmniejszenie liczby wymaganych komponentów w samobieżnych systemach jezdnych, takich jak roboty usługowe lub pojazdy AGV. Dostępne są różne warianty kół, w zależności od średnicy oraz typu kołnierza montażowego. Koło jezdne, łożysko oraz przekładnia stanowią jednolitą konstrukcję o niewielkich wymiarach, przez co znacznie ograniczona jest wymagana przestrzeń montażowa. Jednocześnie układ napędowy może wytrzymać duże

obciążenia promieniowe. Łącząc napęd serii WD z silnikiem elektrycznym BLDC ze zintegrowanym kontrolerem możliwa jest dalsza redukcja liczby wymaganych komponentów, w tym okablowania. Napędy kół serii WD można łączyć z szeroką gamą silników, hamulców i enkoderów. Są dostępne z uchwytem montażowym lub bez. Już niedługo, po zamontowaniu w napędzie silnika BLDC firmy Nanotec serii PD6, dostępna będzie funkcja bezpieczeństwa Safe Torque Off. Napęd ma w standardzie wbudowaną przekładnię planetarną o przełożeniu 1:16. Możliwe są wykonania o innych przełożeniach, aby w pełni dopasować się do potrzeb aplikacji klienta. 2' "# %

ROBOTY SCARA YK-XE Do oferty firmy RENEX dołączyły dwa nowe modele robotów serii SCARA YK-XE: YK610XE-10 o długości ramienia 610 oraz YK710XE-10 o długości m m ramienia 710 mm. Urządzenia bazują na sprawdzonej technologii obecnej serii YK-XE, z maksymalnym udźwigiem 10 kg

i standardowym czasem cyklu 0,39 s (YK610XE-10) lub 0,42 s (YK710XE-10). Wraz z robotem SCARA YK400XE-4 o długości ramienia 400 mm, wprowadzonym do sprzedaży pod koniec 2020 r. seria YK-XE obejmuje teraz trzy modele, dając jeszcze szerszy zakres zastosowań – od przenoszenia i sortowania małych komponentów w produkcji np. smartfonów i komputerów, po pracę z dużymi elementami, jak np. te wykorzystywane do przenoszenia sprzętu AGD i w branży automotive. $')':

BLOKADA PSENOPT II Blokada PSENopt II firmy Pilz zapobiega niezamierzonemu uruchomieniu maszyny na przykład podczas prac konserwacyjnych w strefach niebezpiecznych. Blokadę PSENopt II można szybko zamontować. Urządzenie mocujące montowane jest z boku kurtyny świetlnej. Nieskomplikowana jest również sama obsługa: obrotowe ramię można złożyć przed polem widzenia kurtyny świetlnej, gdy tylko znajdzie się w strefie zagrożenia, na przykład w celu wykonania prac konserwacyjnych. Dodatkowe zabezpieczenie stanowi zamek, który uniemożliwia przestawienie ramienia obrotowego. Ponieważ przerwanie pola widzenia kurtyny świetlnej jest wymuszane, ponowne uruchomienie nie jest możliwe. To proste rozwiązanie oszczę4/2021

dza czas użytkownika, zwiększając dostępność instalacji lub maszyny. Dodatkową blokadę PSENopt II można stosować z kurtynami świetlnymi PSENopt II firmy Pilz. Dzięki bardzo dużej wytrzymałości kurtyny świetlne zapewniają ochronę przed wstrząsami, kolizjami i drganiami. Z tego względu są odpowiednie do stosowania w wymagającym środowisku przemysłowym. Blokady PSENopt II zapewniają ochronę palców, dłoni lub ciała w zastosowaniach do PL e zgodnie z normą EN/IEC 61496-1/-2 i są dostępne o długościach od 150 mm do 1800 mm. PSENopt II zmniejsza liczbę niepotrzebnych przestojów maszyny, zapewniając wyższą wydajność instalacji.

PRODUKTY

VLT AUTOMATIONDRIVE FC 301/FC 302 VLT AutomationDrive FC 301/FC 302 to trwała, niezawodna i solidna przetwornica częstotliwości, która pracuje sprawnie, skutecznie i niezawodnie nawet w najbardziej wymagających aplikacjach i środowiskach. Jeden typ wystarcza dla całej linii produkcyjnej. Nowatorska konstrukcja termiczna i unikalny tylny kanał chłodzący czynią przetwornicę VLT AutomationDrive jedną z najbardziej kompaktowych i najoszczędniejszych przetwornic czę-

stotliwości na rynku. Z kolei nowe inteligentne funkcje związane z konserwacją oraz ofertą DrivePro aktywnie poprawiają produktywność, wydajność, niezawodność i czas pracy. Napięcia zasilania i zakresy mocy kształtują się następująco: 3 × 200–240 V, 0,25–37 kW; 3 × 380–500 V, 0,37 kW – 1,1 MW, 3 × 525–600 V, 0,75–75 kW oraz 3 × 525–690 V, 1,1 kW – 1,4 MW. ,

BRAMKI BEZPIECZNE I POD KONTROLĄ

Modułowy system ryglowania drzwi firmy Pilz obejmuje teraz moduł klamki PSENmlock wyposażony w zintegrowany aktuator oraz wyzwalacz ewakuacyjny. W połączeniu z systemem PSENmlock do bezpiecznego blokowania i ryglowania osłon, moduł klamki stanowi dodatkowe spersonalizowane rozwiązanie bezpieczeństwa. Funkcja ryglowania aktywowana jest za pomocą dwukanałowego systemu kontroli urządzenia ryglującego.

Wyłącznik ten nadaje się w szczególności do stosowania w maszynach z niebezpiecznym wybiegiem, które wymagają również bezpiecznego blokowania osłon do najwyższego poziomu niezawodności Ple. Moduł klamki PSENmlock może być stosowany zarówno do bramek lewych, jak i prawych. Można go zamontować od wewnątrz lub na zewnątrz i jest kompatybilny zarówno z drzwiami uchylnymi, jak i przesuwnymi. Po zewnętrznej stronie zabezpieczanej bramki znajduje się żółta klamka, za pomocą której odłączany jest aktuator w celu zamknięcia lub otwarcia. Wyzwalacz ewakuacyjny można uruchomić tylko za pomocą czerwonej klamki, która znajduje się wewnątrz. Umożliwia to opuszczenie strefy niebezpiecznej w dowolnym momencie. Moduł klamki PSENmlock ma listwę blokującą dla maksymalnie pięciu kłódek. Zapobiega to niezamierzonemu uruchomieniu maszyny po zatrzymaniu. Zwiększa ponadto poziom bezpieczeństwa dostępnych bramek i pozwala uniknąć wypadków.

WIĘCEJ MIEJSCA W SZAFIE STEROWNICZEJ Serwonapęd ACOPOS P3 firmy B&R jest teraz dostępny również z przelotowym radiatorem lub chłodzeniem za pomocą płyty chłodzącej. Nowe rozwiązania w zakresie chłodzenia odprowadzają do 60 % wytwarzanego ciepła poza szafę sterowniczą. Dzięki temu można zmniejszyć wielkość wentylatorów i klimatyzatorów lub całkowicie je wyeliminować, a całość sterowania umieścić w szafie o znacznie bardziej zwartej konstrukcji. Dzięki temu zmniejszeniu ulegają koszty eksploatacji i konserwacji. Nowe rozwiązanie ACOPOS P3 można stosować również dla dużej liczby osi we wszystkich zakresach mocy. W przypadku chłodzenia przelotowego, radiatory typu push-through odprowadzają do 60 % ciepła na zewnątrz 18

szafy sterowniczej. Kosztowne chłodzenie samej szafy sterowniczej nie jest już potrzebne. Radiator zapewnia stopień ochrony IP64 i jest zgodny z normami EN 60529 oraz UL 50 Typ 12. Wentylator zamontowany w radiatorze typu push-through zapewnia stopień ochrony IP54. W układzie chłodzenia z zastosowaniem schładzanej wodą płyty praktycznie całe ciepło generowane przez urządzenia jest odprowadzane przez chłodziwo. W rezultacie w szafach sterowniczych potrzeba znacznie mniej wentylatorów i jednostek klimatyzacyjnych, co pozwala obniżyć koszty. Podstawa płyty chłodzącej działa w połączeniu z własnym obiegiem chłodzenia maszyny. /$

AUTOMATYKA

PRODUKTY

BLOKADA ELEKTROMAGNETYCZNA AZM150 Blokada elektromagnetyczna: AZM150 charakteryzuje się wąską obudową i siłą ryglowania wynoszącą 1400 N. Wysoką elastyczność montażową zapewnia możliwość łączenia z trzema różnymi aktywatorami: prostym do osłon przesuwnych, kątowym do dużych drzwi uchylnych oraz ruchomym, do małych, uchylnych drzwiczek serwisowych. Jedną z zalet nowej blokady jest obrotowa głowica aktywująca blokowana w pozycji roboczej przez założenie pokrywy, bez konieczności przykręcania śrubami. Ruchoma, wyposażona w dwie szczeliny aktywatora głowica ułatwia znalezienie optymalnej pozycji montażowej. Oparta na elektromechanicznej zasadzie działania blokada AZM150 spełnia wysokie wymagania bezpieczeństwa. Standardowa wersja osiąga niski poziom kodowania ale

opcjonalnie można uzyskać także poziom wysoki. Zgodnie z ISO 14119, wyższy poziom kodowania zmniejsza wymagania dotyczące ograniczenia możliwości manipulacji, takich jak montaż poza zasięgiem użytkownika lub montaż ukryty. Schmersal jest jedynym producentem dostarczającym elektromechaniczne wyłączniki i blokady o wysokim poziomie kodowania. Dzięki swojej wąskiej, oszczędzającej miejsce obudowie, AZM150 szczególnie sprawdzi się w niewielkich urządzeniach, np. obrabiarkach lub maszynach pakujących. Blokada dostępna jest w wersjach ryglowanych sprężyną lub ryglowanych napięciem. - ;%

TRANSPORTERY LINIOWE LCMR200 YAMAHA wprowadziła w ostatnim czasie do oferty transportery liniowe nowej serii LCMR200. Konstruktorzy utrzymali wysoką dokładność i krótki skok, charakterystyczne dla dotychczasowego modelu LCM100, poprawiając jednak konstrukcję modułu. Prowadnica liniowa i szyna karetki zostały powiększone i wzmocnione, przy

zachowaniu tej samej wielkości całkowitej. W rezultacie otrzymano solidniejszy model, który lepiej nadaje się do pracy w środowiskach, w których obecne są ciała obce i szumy statyczne. System pozwala na obsługę nawet 64 karetek (sliders) przez jeden sterownik YHX, a dzięki stworzeniu nowego modelu programowania z użyciem Standardowego Profilu wyeliminowano konieczność programowania pojedynczych zdarzeń kontrolera. Znacząco ułatwiło to proces integracji. $')':

CZUJNIK WIZYJNY COGNEX IS2001-230 Czujnik wizyjny IS2001-230 jest piątym czujnikiem z serii In-Sight 2000. Jest to idealny czujnik, który służy do wykrywania błędów. Prosta konfiguracja oraz możliwość wymiennej optyki daje wiele możliwości jego zastosowania. Główne elementy czujnika to: interfejs użytkownika: In-Sight Explorer EasyBuilder, Cognex VisionView PC Software, panel dotykowy VisionView 900 HMI Matryca 1/3″ CMOS, Global Shutter – monochromatyczna i kolorowa. Mocowanie obiektywu S-Mount/M12 w wersji standardowej to: autofocus (płynna soczewka) 6,2 mm lub ręcznie ustawiana ostrość 8 mm. Opcjonalnie: ręcznie ustawiana ostrość obiektywu o ogniskowej: 3,6 mm, 6 mm, 12 mm, 16 mm, 25 mm.

4/2021

Rozdzielczość obrazu wynosi 640 × 480 (standardowo), 640 × 480 (2 × powiększenie), 800 × 6000 (2 × powiększenie), 1280 × 960. Oświetlenie do wyboru: standardowe – rozproszone białe światło pierścieniowe LED, opcjonalne – czerwone, niebieskie i podczerwone światło pierścieniowe LED. Można dokupić filtry na obiektyw i spolaryzowaną osłona oświetlacza. Maksymalna prędkość akwizycji wynosi 40 fps (mono), 24 fps (kolor). Główne protokoły to: TCP/IP, UDP, FTP, Telnet, RS-232C. Czujnik zasilany napięciem 24 V DC. 8

PRODUKTY

NOWE ROZWIĄZANIA NAPĘDOWE FIRMY PILZ Nowe kontrolery PMC SC6 i PMC SI6 poszerzyły ofertę serwowzmacniaczy firmy Pilz o oszczędzające miejsce i umożliwiające rozbudowę systemy do zastosowań jedno- i wieloosiowych. Obydwa urządzenia umożliwiają elastyczne połączenia i szybkie uruchomienie. Sześć osi w szafie sterowniczej ma szerokość jedynie 180 mm. Kontrolery PMC SC6 i PMC SI6 można szybko uruchomić. Parametry silnika można łatwo i bezpiecznie ustawić korzystając z elektronicznej tabliczki znamionowej silnika, która zawiera wszystkie istotne mechaniczne i elektroniczne dane w formie cyfrowej. Kontrolery napędów są połączone za pomocą wspólnych protokołów komunikacyjnych, takich jak EtherCAT i Profinet. Dzięki hybrydowym przewodom, zapewniającym komunikację z enkoderem i zasilanie w jednym przewo-

dzie, ogranicza się prace związane z okablowaniem. Kontroler napędu PMC SI6, zasilany przez zasilacz PMC PS6, jest elastyczny i nadaje się do stosowania w dużych instalacjach i maszynach o co najmniej czterech osiach. Dostępny jest z zasilaczami o dwóch różnych wielkościach. Kompaktowe kontrolery napędu PMC SC6 ze zintegrowanym zasilaniem nadają się do stosowania w niewielkich instalacjach i maszynach. Są dostępne jako kontrolery jedno- i dwuosiowe, również do serwomotorów asynchronicznych lub synchronicznych. Rozwiązanie z wykorzystaniem kontrolerów PMC SC6 i PMC SI6 jest realizowane przez system sterowania ruchem PMCprimo firmy Pilz.

MODUŁY RODZINY FVM Moduły rodziny FVM (FVM-M i FVM-S) są uniwersalnymi, kompaktowymi modułami sterującymi z wyjściami triakowymi 230 V. Umożliwiają m.in. pełną obsługę klimakonwektorów (FCU), belek chłodzących czy grzejników. Współpracują ze sterownikami pomieszczeniowymi. Moduły rodziny FVM mają niewielkie wymiary (ok. 120 mm × 120 mm × 70 mm), wyposażone w trzy wejścia analogowe 0–10 V DC, jedno wyjście analogowe 0–10 V DC oraz w pięć wyjść triakowych 230 V. Dwa wejścia służą do sterowania pojedynczymi triakami (zawory grzania i chłodzenia FCU) na zasadzie włącz/wyłącz, a sygnał na trzecim wejściu zamieniany jest na sygnał sterujący jednym z trzech triaków (wentylator 3-biegowy). Zawsze aktywny jest tylko jeden z trzech triaków.

Stany triaków są sygnalizowane diodami LED. Wyjście analogowe jest przewidziane do sterowania wentylatorem z silnikiem EC. Z modułu FVM-M można zasilić sterownik pomieszczeniowy oraz regulator VAV. Moduły FVM-M oraz FVM-S współpracują ze sobą w taki sposób, że FVM-M zasila napięciem 24 V DC oraz dostarcza sygnały analogowe 0–10 V DC połączonym z nim w łańcuch modułom FVM-S. Do jednego modułu FVM-M można podłączyć do sześciu modułów FVM-S, co umożliwia budowanie dużych grup klimakonwektorów dla każdej strefy. Obok niewielkich wymiarów moduły FVM charakteryzują się prostotą montażu i uruchomienia. Do podłączania do modułu FVM-M kolejnych modułów FVM-S służą zarówno złącza śrubowe, jak i złącza RJ45. - #

CZUJNIK POZIOMU Z SERII NW1 Przeznaczeniem czujnika poziomu z serii NW1 marki Honsberg, przynależnej do grupy GHM, jest montaż w bocznej stronie zbiornika z cieczą. Kiedy poziom (lustra) cieczy podniesie się i poruszy pływak w czujniku, elektryczny styk przełączy się. W zależności od podłączenia, może być to jego zwarcie bądź rozwarcie. Produkt może pracować w zakresie temperatury medium do 110 °C , a w wykonaniu specjalnym nawet do +150 °C. Producent ofertuje wersję mosiężną lub ze stali nierdzewnej. Dla trudnych aplikacji możliwy jest również pływak z tworzywa PVDF.

Opcjonalnie dostępne jest również wykonanie z częścią przełączającą spełniającą dyrektywę ATEX. Produkt dostarczany jest z kablem o długości 1,5 metra.

2' "# %

AUTOMATYKA

PRODUKTY

ACW-LVL Moduł ACW-LVL firmy ATIM umożliwia przesyłanie informacji na temat poziomu wody, śniegu lub stopnia napełnienia silosów czy zbiorników, np. pojemników na śmieci. Transmisja danych realizowana jest w regularnych odstępach czasu z wykorzystaniem sieci LoRaWAN lub Sigfox. Szybka i prosta instalacja. Konfiguracja przez Bluetooth lub USB. Obudowa IP67. Moduły radiowe ATIM Cloud Wireless (ACW) zapewniają łatwą i ekonomiczną budowę bezprzewodowej sieci komunikacyjnej i jej elastyczną adaptację do indywidualnych potrzeb. Modemy ACW, wyposażone w wewnętrzne anteny i cyfrowe czujniki lub we/wy, stanowią kompletne rozwiązanie umożliwiające włączenie różnego rodzaju urządzeń i obiektów w świat Internetu

Rzeczy (IoT). Monitorują dane w czasie rzeczywistym i zapewniają bardzo prostą instalację i obsługę. Ich dodatkowe zalety to niski pobór mocy (większość urządzeń serii ACW jest zasilana bateryjnie) i atrakcyjna cena pozwalająca szybko uzyskać zwrot z inwestycji. W zależności od potrzeb komunikacja odbywa się w sieci 868 MHz w trybach Modbus master/slave, a także sieciach Sigfox lub LoRaWAN. Transmisja danych może odbywać się w sposób automatyczny lub zdarzeniowo. Po przekroczeniu, określonego progu (progi są konfigurowane indywidualnie przez użytkownika), moduł może wysłać alert w postaci e-maila lub SMS-a (za pośrednictwem sieci Sigfox lub LoRaWAN). - #

ZABEZPIECZENIA STOSOWANE W FOTOWOLTAICE W instalacjach fotowoltaicznych sugeruje się zastosowanie dodatkowych zabezpieczeń. Jednym z takich rozwiązań są skrzynki izolujące panele fotowoltaiczne (łańcuch ogniw o napięciu 600 V DC lub 1000 V DC) od obwodu zasilania falownika. W skrzynkach izolujących stosujemy styczniki DC serii GH6 DIPV i GH9 DIPV, które dobieramy zgodnie z wielkością instalacji fotowoltaicznej. Styczniki te mają zintegrowany styk pomocniczy lustrzany (mirror contact), montowany od strony bocznej. Jest to styk rozwierny, który nie może być zamknięty jednocześnie z głównym stykiem zwiernym. Dzięki temu mamy możliwość monitorowania stanu załączenia styków głównych stycznika, np. gdy dojdzie do ich sklejenia. Wykorzystanie takiego rozwiązania jest istotne w czasie prac serwisowych przy panelach fotowoltaicznych lub w przypadku wystąpienia pożaru.

W stycznikach serii GH6 DIPV i GH9 DIPV zastosowano skuteczny system gaszenia łuku elektrycznego, w postaci komory gaszeniowej z wydmuchem magnetycznym (magnesy trwałe). Styczniki bezpieczeństwa serii GH6DIPV i GH9DIPV mogą być również używane do załączania baterii akumulatorów. Po stronie AC falownika możemy użyć standardowych styczników serii GH15/GH16 z oferty firmy Ghisalba. 2' "# %

SYSTEM WIZYJNY RCXIVY2+ Kolejnym z wprowadzonych na rynek nowych rozwiązań YAMAHA jest system wizyjny – RCXiVY2+, umożliwiający wykrywanie obiektów o nieregularnym kształcie, dzięki czemu może być z powodzeniem stosowany m.in. w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, kosmetycznym i odzieżowym. System został wyposażony w nową wysokowydajną kamerę, a dzięki większym możliwościom przetwarzania danych, jego czas rozpoznawania jest nawet o 45 % krótszy niż w obecnym modelu iVY2.

4/2021

Nowy model jest również w pełni zintegrowany z robotami przez włączenie kart sterowania wizją, oświetleniem i śledzeniem do kontrolera robotów serii RCX3. Ta zmiana umożliwia sterowanie robotem, przetwarzanie obrazu, sterowanie oświetleniem i kontrolę przenośnika z programu robota, co znacznie skraca czas konfiguracji urządzenia. $')':

PRODUKTY

MODUŁ RADIOWY ACW-MR4 ACW-MR4 to moduł radiowy serii Cloud Wireless firmy ATIM służący do transmisji impulsów z liczników (np. energii lub wody) lub monitorowania stanów urządzeń. Wyposażony jest w cztery wejścia impulsowe dla liczników (które mogą być skonfigurowane jako wejścia cyfrowe). Dane pomiarowe są przekazywane do chmury za pośrednictwem sieci Sigfox lub LoRaWAN. Umożliwia identyfikację miejsc lub sektorów, gdzie występują wyższe, niż w innych miejscach zużycie energii, wycieki wody, czy inne usterki (np. zerwania kabla). Moduł ACW-MR4 ma zintegrowaną antenę ¼ falową, Sigfox (prędkość 100 bps) i LoRaWAN (prędkość od 300 bps

do 10 kbit/s). Pracuje w paśmie 865–870 MHz. Wymiary modułu to: 177 mm × 55 mm × 55 mm, a masa wynosi 300 g. ACW-MR może pracować w temperaturze od –20 °C do +70 °C. Stopień ochrony modułu radiowego wynosi IP65. Moduły radiowe ATIM Cloud Wireless (ACW) zapewniają łatwą i ekonomiczną budowę bezprzewodowej sieci komunikacyjnej i jej elastyczną adaptację do indywidualnych potrzeb. Monitorują dane w czasie rzeczywistym i zapewniają bardzo prostą instalację i obsługę. Ich dodatkowe zalety stanowią niski pobór mocy (większość urządzeń serii ACW jest zasilana bateryjnie) i atrakcyjna cena.

- #

CZUJNIK ODBICIOWY PEPPERL FUCHS Czujnik Pepperl+Fuchs OBT80-R2-E2-0,2M-V31 jest czujnikiem dyfuzyjnym, który charakteryzuje się nominalnym zakresem działania na poziomie 15–80 mm. Czujnik optyczny ma kompaktową prostokątną obudowę wykonaną z tworzywa sztucznego, a jego wymiary to 24 mm × 11,2 mm × 7,5 mm. Na wyjściu czujnika znajduje się przewód 200 mm zakończony konektorem M8 × 1, a sam czujnik

ma wyjście PNP NO. Czujnik OBT80-R2-E2-0,2M-V31 przystosowany jest do pracy w temperaturze od –25 °C do 60 °C, a jego stopień ochrony wynosi IP67. <6# ;

PANELE WEBOWE WP50 Nowe panele webowe WP50 i WP50Q są oparte na dwurdzeniowym proceso rze ARM Cortex A9 (i.MX6 DualLite) lub czterordzeniowym (i.MX6 QuadPlus) 1,0 GHz i systemie operacyjnym Linux. Integrują przeglądarkę Chromium, która jest kompatybilna z HTML5 i jest skonfigurowana do pracy w „trybie Kiosk”, oraz oprogramowanie do zdalnej pomocy ASEM UBIQUITY Pro lub Pro Router. Dzięki licencji Pro Router, UBIQUITY może włączać funkcje sieciowe, takie jak ICS (Udostępnianie połączenia internetowego), statyczne reguły routingu i NAT (Network Address Translation).

Rodzina WP50Q jest dostępna z nowymi panelami przednimi ze zminimalizowaną ramką. Są to wyświetlacze LCD TFT z podświetleniem LED, o 16 milionach kolorów, wymiarach od 7” do 18,5”, w proporcji 4: 3 i w wersji poszerzonej. Mają aluminiowe panele przednie i 4- lub 5-przewodowy rezystancyjny ekran dotykowy, albo aluminiowo-szklany pojemnościowo-projekcyjny panel przedni TrueFlat Multitouch. Wersja WP50 różni się głównie wymiarami wyświetlacza – od 7” do 15,6”. Płyta główna udostępnia dwa porty Ethernet 10/100/1000 Mb/s, dwa porty USB 2.0 i interfejs szeregowy RS-232/422/485 z dostępem od tyłu, do 2 GB DDR3 RAM, 8 GB pamięci Pseudo-SLC eMMC i gniazdo na wymienną kartę MicroSD. Zarówno WP50, jak i WP50Q mają izolowane wejście zasilania 24 V DC. - #

AUTOMATYKA

PRODUKTY

ROZSZERZONA RZECZYWISTOŚĆ W ASEM UBIQUITY

AR (Augmented reality) – to nowa funkcjonalność Ubiquity, która sprawia, że granice między zdalnie a lokalnie zacierają się. To proste i intuicyjne w użytkowaniu rozwiązanie, dostępne zarówno na urządzenia oparte na systemie operacyjnym Android, jak i iOS, pełni rolę „inteligentnego komunikatora”.

Jest skuteczniejsze niż kontakt mailowy i równie szybkie, jak kontakt telefoniczny. Zamiast tworzyć długie i skomplikowane opisy wystarczy skorzystać z aplikacji i „wskazać” problem. Udostępnienie widoku urządzenia lub elementu instalacji jest z punktu widzenia serwisanta bardziej wartościowe, a ze strony operatora dużo szybsze i łatwiejsze, zwłaszcza jeśli nie jest on specjalistą z obszaru automatyki. Szybszy kontakt i pełniejszy obraz zgłaszanego problemu ułatwia proces diagnozy i skraca czas niezbędny do realizacji usługi serwisowej. Dodatkową zaletą jest fakt, że cała komunikacja odbywa się w jednym systemie a każdorazowe zgłoszenie jest odpowiednio rejestrowane, zarówno po stronie zgłaszającego, jak i serwisanta.

- #

PANORAMICZNE WYŚWIETLACZE 3700-Y I 3705-Y W ofercie firmy Unisystem dostępne są 37-calowe panoramiczne wyświetlacze LCD z serii Spanpixel. Modele 3700-Y i 3705-Y reprezentują serię Spanpixel. To rozwiązania o niestandardowych wymiarach uzyskiwanych za pomocą technologii cięcia elementów tworzących wyświetlacz LCD, tj. szkła, polaryzatorów, obwodów czy płytek. Wieloletnie doświadczenie producenta w tym zakresie sprawia, że otrzymywane wyświetlacze LCD są dobrej jakości (zachowują m.in. średni czas bezawaryjnej pracy MTBF). Oba modele to 37-calowe wyświetlacze LCD o proporcjach 16:4.5. Kluczową różnicą jest jasność określona na 1000 cd/m2 dla rozwiązań 3705-Y oraz 2500 cd/m2 dla rozwiązań 3700-Y. Wartości te, w połączeniu z innymi parametrami, jak kontrast (5600:1 dla 3750-Y i 7900:1 dla 3700-Y) czy kąty obserwacji (89°/89°/89°/89° dla 3705-Y i 3700-Y), zapewniają dobrą czy-

telność treści nawet w intensywnie oświetlonych przestrzeniach. Omawiane modele mogą być stosowane w aplikacjach outdoorowych, jednak w tym przypadku należy zwrócić uwagę na zakres temperatury pracy, który mieści się w przedziale (0–50)°C. Czas życia LED dla modeli 3700-Y i 3705-Y oszacowano na 70 000 h. To rozwiązania, które mogą być stosowane w aplikacjach przeznaczonych do pracy w trybie ciągłym, tj. 24 godziny na dobę przez 7 dni w tygodniu. Modele 3700-Y i 3705-Y znajdą zastosowanie w szerokiej gamie aplikacji w ramach systemów digital signage. ( %

CYFROWY PROJEKTOR POMIAROWY Cyfrowy projektor pomiarowy z serii IM-8000 może rejestrować obrazy w wysokiej rozdzielczości. To rozwiązanie o trzykrotnie wyższej wydajności wykrywania w porównaniu do systemów konwencjonalnych, a przy tym łatwe w obsłudze. Wystarczy umieścić obiekt na podstawie i nacisnąć przycisk. Czujnik CMOS o rozdzielczości 20 mln pikseli w połączeniu z nowym algorytmem gwarantuje stabilne wykrywanie krawędzi i umożliwia precyzyjny pomiar nawet 300 punktów w zaledwie kilka

sekund. Ponadto nowo opracowana jednostka obrotowa umożliwia obracanie obiektów o różnych rozmiarach i kształtach, utrzymując je w pozycji poziomej i przeprowadzając stabilne pomiary wielu powierzchni w zakresie 360° w ramach jednej operacji. Obsługa jest łatwa — wystarczy nacisnąć przycisk MEASURE. Zapewnia to spójne wyniki niezależnie od operatora i istotnie ogranicza ilość zasobów niezbędnych do pomiarów.

4/2021

ROZMOWA

> * #* ? % #% ; % *

; * @ * * % A * 1 * % 1

= 2 1 ; B # % % A# ; * ; # B >B A % > # D, % A * 4

# % # ;# % * % = A= > % 8 % ? B

= * ; * - * > 5# * @ % * % ! #

"# % % * !" * B 9 #% - * 2 )#% ;=

Druk 3D – wsparcie inteligentnej i elastycznej produkcji 24

AUTOMATYKA

ROZMOWA

6 = ; *#% * = 8

Pojęcia druk 3D i wytwarzanie przyrostowe są niekiedy używane wymiennie, co jest błędem. Czy może Pan przybliżyć naszym czytelnikom różnice? Każdą technologię związaną z budowaniem produktów warstwa po warstwie można określić mianem technologii addytywnej lub inaczej przyrostowej, jednak nie każda może być nazwana drukiem 3D. Pojęcie druku 3D dotyczy tylko technologii, w których mamy do czynienia z produkcją przez nakładanie materiału na stół modelowy maszyny. Określenie wytwarzanie przyrostowe odnosi się natomiast do wszystkich technologii addytywnych. Możliwości technologii przyrostowych są coraz bardziej zaawansowane. Czemu to zawdzięczamy? Kluczowy wpływ mają dwa czynniki. Technologie przyrostowe nie mogłyby się rozwijać, gdyby nie to, że m.in. dysponujemy odpowiednimi metodami numerycznymi, umożliwiającymi symulacje komputerowe parametrów wytrzymałościowych oraz procesów. Systemy obliczeń numerycznych przy odpowiednim zaprogramowaniu zapewniają m.in. uzyskanie optymalnego dla obciążeń kształtu (np. optymalizacja topologiczna). W połączeniu z drukiem 3D daje to niemal nieograniczone możliwości dostosowywania i modyfikacji konstrukcji, co jest szczególnie istotne dla takich branż, jak przemysł kosmiczny i lotniczy czy branża samochodowa. Technologie przyrostowe są niezastąpione w sytuacji, gdy trudno jest osiągnąć pożądany kształt detalu konwencjonalnymi metodami wytwarzania. Drugi czynnik to coraz bardziej zaawansowane badania materiałowe realizowane za pomocą coraz lepszej aparatury. Przykładem może być tomografia komputerowa, dzięki której możemy analizować strukturę wewnętrzną wydrukowanych elementów. To wyjątkowo ważne w przemysłowych aplikacjach, gdzie musimy mieć pewność, że struktura nie jest np. w środku popękana i że nie ma w niej przestrzeni powietrznych z niespieczonym proszkiem czy z niespojonym materiałem, 4/2021

co mogłoby powodować dalszą propagację pęknięć wewnętrznych. Połączenie trzech elementów – technologii przyrostowych, badań materiałowych oraz metod projektowania bazujących na obliczeniach numerycznych – stoi za sukcesem rozwoju tych pierwszych. To trio otwiera dziś nowe możliwości w przemyśle. Coraz częściej mówi się o udanym połączeniu druku 3D ze sztuczną inteligencją. To pożądana przyszłość czy już teraźniejszość? Mariaż druku 3D i sztucznej inteligencji, która staje się narzędziem doboru optymalnych kształtów i topologii, właśnie się rozpoczyna. To dopiero raczkujący trend, jednak bez wątpienia można powiedzieć, że sztuczna inteligencja dołączy do wymienionych wcześniej elementów sukcesu technologii przyrostowych.

go modelu z komory roboczej. Realizowane są również aplikacje, w których drukarka jest połączona z transporterem lub autonomicznymi wózkami transportowymi – po zakończeniu pracy „wyrzuca” gotowy produkt na transporter, a on dostarcza go do części magazynowej fabryki. Można czasem spotkać się ze stwierdzeniem, że stosując technologię druku 3D, można wydrukować niemal wszystko. Jak jest w rzeczywistości? Takie stwierdzenie to przesada, ale rzeczywiście spektrum „niemożliwości” się zawęża. Dobrze widać to w świecie przemysłu. Mając do dyspozycji obliczenia numeryczne, odpowiednie materiały i wytwarzanie przyrostowe, możemy np. zmniejszyć liczbę komponentów w konstrukcjach mechanicznych. Nie musimy też uży-

TECHNOLOGIE PRZYROSTOWE NIE MOGŁYBY SIĘ ROZWIJAĆ, GDYBY NIE TO, ŻE M.IN. DYSPONUJEMY ODPOWIEDNIMI METODAMI NUMERYCZNYMI, UMOŻLIWIAJĄCYMI SYMULACJE KOMPUTEROWE PARAMETRÓW WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH ORAZ PROCESÓW. Powstają już Fabryki 4.0, których podstawą są inteligentne maszyny pracujące w sieci. Jak w tym obszarze odnajduje się druk 3D? Drukarki 3D stanowią niekiedy samodzielne systemy produkcyjne. Dla przykładu firma Stratasys, jeden z wiodących producentów systemów produkcji 3D w skali światowej, rozwija obecnie systemy ukierunkowane na fabryki bazujące tylko na drukarkach 3D, które mogą na dużą skalę obsługiwać zindywidualizowane zamówienia o różnym wolumenie produkcyjnym. Drukarki 3D coraz częściej pracują w parze z robotami przemysłowymi, które wykonują podstawowe czynności związane z wytwarzaniem przyrostowym, takie jak przygotowanie stołu modelowego czy wyjęcie wytworzone-

wać połączeń śrubowych – możemy wydrukować części połączone w jeden element, czyli monoblok. To bardzo ciekawy, stosunkowo nowy kierunek rozwoju. Poza zmniejszeniem liczby elementów zyskuje się redukcję masy – projektowanie topologiczne pozwala uzyskać parametry zgodne z wymaganiami aplikacji. Mniejsza masa i mniejsza liczba części przekładają się na kolejne korzyści – ograniczenie czasu wytwarzania komponentów i redukcję liczby pracowników potrzebnych do ich wytworzenia, a w efekcie skrócenie łańcucha dostaw i finalnie obniżkę kosztów. Można stwierdzić, że drukarka 3D redukuje poziom skomplikowania łańcucha dostaw elementów składowych do montażu. 25

ROZMOWA Ten system zależności i możliwości sprawia, że technologie przyrostowe są stosowane coraz częściej i coraz chętniej. Jednocześnie zmienia się sposób myślenia – rośnie świadomość, że drukarka 3D to tylko narzędzie, które dopiero w odpowiednim otoczeniu i ze wsparciem obliczeń numerycznych oraz badań materiałowych może przynieść najlepsze rezultaty. Stosowane są również rozwiązania hybrydowe, które łączą kilka procesów lub technologii. W jakich sytuacjach taka strategia ma uzasadnienie? Wciąż trwają intensywne prace nad poprawą jakości zewnętrznych powierzchni wytwarzanych części oraz jednorodności wewnętrznych struktur uzyskanych wydruków. W niektórych przypadkach najlepsze efekty zapewnia podejście hybrydowe – przy użyciu druku 3D wytwarzamy to, czego nie można lub trudno jest uzyskać konwencjonalnymi metodami, a poprawki wykonujemy metodą technologii ubytkowych, jak obróbka skrawaniem, szlifowanie, polerowanie.

do czynienia z litym materiałem, z którego np. frezujemy część. W druku 3D nie mamy jednolitej bryły. Punktem wyjściowym jest proszek, żywica czy inny materiał, które są przetwarzane – topione lub spiekane – i w ten sposób powstaje gotowy produkt. W związku z zachodzącym procesem technologicznym parametry produktu, a co za tym idzie właściwości uzyskanej struktury, różnią się – mniej lub bardziej – od parametrów materiału wprowadzonego do maszyny. I to jest główny powód, dla którego wiele osób z pewnym dystansem podchodzi do technologii addytywnych. Możemy relatywnie szybko ocenić stan zewnętrzny, jednak musimy mieć też pewność, że struktura gotowego elementu jest izotropowa, tj. jednolita, a to jest już bardziej skomplikowane. Ograniczeniem w zakresie wykorzystywania technologii przyrostowych w aplikacjach przemysłowych może być też fakt, że w pewnych zastosowaniach produkty uzyskane metodą druku 3D mogą zużywać się szybciej niż wykonane metodami konwencjonalnymi.

DRUKARKI 3D CORAZ CZĘŚCIEJ PRACUJĄ W PARZE Z ROBOTAMI PRZEMYSŁOWYMI, KTÓRE JUŻ WYKONUJĄ PODSTAWOWE CZYNNOŚCI ZWIĄZANE Z WYTWARZANIEM PRZYROSTOWYM, TAKIE JAK PRZYGOTOWANIE STOŁU MODELOWEGO CZY WYJĘCIE WYTWORZONEGO MODELU Z KOMORY ROBOCZEJ. Jakie są najpoważniejsze problemy i ograniczenia związane z technologiami przyrostowymi w kontekście zastosowań przemysłowych? To są nadal technologie bardzo „nieujarzmione”, dla których charakterystyczny jest dynamiczny rozwój – to rodzi wyzwania. Stwarzają je także różnice między technologiami klasycznymi i przyrostowymi. W tych pierwszych – niezależnie od tego, czy chodzi o obróbkę skrawaniem, cięcie laserowe czy inne metody – mamy 26

Mówimy o barierach technologicznych, ale wraz z nimi często występuje bariera mentalna. To standard, że gdy nowe technologie wchodzą na rynek, na którym od lat funkcjonują sprawdzone i przynoszące zyski rozwiązania, to pojawia się opór przed ich wdrażaniem. Niejednemu inżynierowi w zakładzie produkcyjnym sen z powiek spędza kwestia utrzymania ruchu. Czy druk 3D może wspierać te procesy?

Tam, gdzie mamy sprawdzone systemy produkcyjne i hale produkcyjne pracujące na sprawdzonych komponentach, tam drukarka 3D może przyjść z pomocą jako narzędzie wspierające utrzymanie ruchu. Druk 3D pozwala m.in. wyeliminować problem dostępności części lub wysokich kosztów zamówień. W wielu zakładach funkcjonują linie produkcyjne, które liczą sobie 20 lat i więcej. Gdy elementy tych linii zaczynają się psuć, nierzadko okazuje się, że zamówienie nowych jest bardzo trudne i kosztowne, lub nierealne, bo dana część została już wycofana z produkcji. W takiej sytuacji alternatywą dla tworzenia linii produkcyjnej od nowa może być zastosowanie druku 3D i wydrukowanie zamiennika starej części. Druk 3D, chociaż jest już 30-latkiem, wciąż kryje wiele tajemnic, nie tylko przed użytkownikami indywidualnymi czy inżynierami, ale także przed jego twórcami. Jakie pola wymagają dziś największej uwagi? Z pewnością należą do nich badania materiałowe. Obecnie, w pewnym sensie, przystopował nieco rozwój maszyn, a przyspieszył rozwój badań materiałowych i badań struktur. Dziś wiele uwagi poświęca się obliczaniu wpływu procesów przetwarzania materiałów na druk 3D. Nie na wszystkie pytania znamy już odpowiedź – dotyczy to m.in. wytrzymałości obiektów i chropowatości powierzchni. Produkty wytwarzane w druku 3D wymagają wyjątkowo dokładnej weryfikacji. Mimo że rozwój technologii przyrostowych jest dość dynamiczny, drukarki 3D stosunkowo wolno zdobywają rynek. W jakich branżach i zastosowaniach druk 3D może przynieść największe profity? Należą do nich przede wszystkim branże, w których szczególnie istotna jest oszczędność kosztów, redukcja masy i liczby części, a także branże i obszary, w których pojawia się potrzeba zindywidualizowanej produkcji. Jednym z takich sektorów jest przemył kosmiczny. Wyniesienie na orbitę okołoziemską kilograma masy to koszt około 8500 dolarów – to najlepiej pokazuje, jak wymierne mogłyby być AUTOMATYKA

6 = ; *#% * = 8

ROZMOWA zyski ze zmniejszenia masy. Podobnie jest w branży lotniczej. Im mniejsza masa samolotu, tym większy zasięg i tym więcej maszyna może zabrać na pokład. Kolejny przykład to produkcja części, a nawet elementów silników samochodów sportowych, gdzie masa ma szczególne znaczenie. Obecnie podejmowane są próby drukowania zbiorników do rakiet wynoszonych na orbitę okołoziemską oraz części do samolotów rejsowych i sportowych aut. W odniesieniu do potrzeby tworzenia zindywidualizowanego profilu produkcji beneficjentem z pewnością jest branża samochodowa. Dziś coraz częściej klient koncernu samochodowego chce sam określać, jakie elementy wyposażenia ma mieć samochód, a nawet jaki ma być ich kolor czy kształt. Tu z pomocą przychodzą drukarki 3D, dzięki którym nie trzeba uruchamiać wielu technologii i stanowisk produkcyjnych do stworzenia pojedynczych sztuk komponentu. Kolejny, wspomniany już wcześniej, obszar potencjalnych zysków to utrzymanie ruchu i możliwość pozyskania za pomocą druku 3D nowych części. Technologie addytywne bardzo dobrze sprawdzają się także tam, gdzie funkcjonują stanowiska produkcyjne wymagające dorabiania zindywidualizowanych chwytaków, komponentów itp. Nie można też nie wspomnieć o medycynie, w której zalety druku 3D są nie do przecenienia. Endoprotezy, protetyka – to obecnie wiodące obszary zastosowań tej technologii, która w połączeniu z tomografią komputerową pozwala idealnie dopasować strukturę do potrzeb danego pacjenta. Do inwestycji związanej z drukiem 3D można podejść dwojako – z perspektywy przedsięwzięcia, które może być kosztowne, ale w skali długofalowej uzyskane profity będą wyższe niż koszty inwestycji, albo z perspektywy oszczędności „tu i teraz”. W tym drugim przypadku na wdrożeniu druku 3D najwięcej zyskają ci, którzy prowadzą produkcję silnie zindywidualizowaną, gdzie nie ma linii produkujących dziesiątki tysięcy sztuk jednakowych komponentów, lecz istnieje duży obszar modyfikacji. 4/2021

Druk 3D jest bardzo dobrym narzędziem wsparcia elastycznej produkcji. Wdrożenie tej technologii w produkcji nastawionej na wytwarzanie niewielkiego wolumenu identycznych elementów musiałoby być szczegółowo przeliczone i zaplanowane w kontekście opłacalności, jednak w odniesieniu do produkcji jednostkowej – gdzie zachodzi potrzeba wyprodukowania pojedynczych sztuk części różniących się od siebie – przynosi wymierne korzyści. Dochodowe może być również stworzenie fabryki bazującej na drukarkach 3D, w której realizowana będzie produkcja na indywidualne zamówienia klientów. Na ile zasady rządzące drukiem 3D są już usystematyzowane? Charakterystyczne dla druku 3D na obecnym etapie rozwoju jest to, że brak jest na rynku gotowych podręczników projektowania – każde laboratorium czy dział R&D dobiera samodzielnie parametry do swoich aplikacji. Nie ma gotowych rozwiązań. Jednak zmiana tej sytuacji jest prawdopodobnie tylko kwestią czasu. Obecnie mamy bardzo szeroki wachlarz urządzeń i każde może działać na indywidualnych parametrach, ale gdy maszyny staną się bardziej ustandaryzowane, zapewne pojawią się profesjonalne i uniwersalne podręczniki projektowania. Jak Polska plasuje się na tle innych krajów pod względem rozwoju i wdrożeń technologii addytywnych? Jeśli chodzi o drukarki 3D tworzone na potrzeby indywidualne, wypadamy bardzo dobrze. Myślę, że jesteśmy nawet jednym z wiodących krajów na świecie. Jednak w odniesieniu do wdrażania w przemyśle – rozumianego jako implementowanie systemów do druku 3D w aplikacjach produkcyjnych – wypadamy gorzej. Co do ogólnego trendu, jesteśmy raczej krajem odtwórczym niż twórczym. W wielu przypadkach do produkcji w Polsce trafiają rozwiązania będące rezultatem prac badawczo-rozwojowych prowadzonych na innych rynkach. Dopóki w naszym kraju nie rozwiną się na większą skalę badania R&D i prototypowanie, dopóty ta sytuacja raczej się nie zmieni.

MACIEJ CADER

Z Łukasiewicz – PIAP związany od 2008 r. Pełnił m.in. funkcje kierownika Laboratorium Szybkiego Prototypowania i Obliczeń Numerycznych oraz koordynatora ds. współpracy z przemysłem wydobywczym, energetycznym i petrochemicznym. Jest też pomysłodawcą i opiekunem działającego w instytucie Koła Studenckiego Creative Students. Od kwietnia 2020 r. zastępca dyrektora Łukasiewicz – PIAP ds. badawczych. Absolwent studiów magisterskich i inżynierskich na Wydziale Mechanicznym Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej, a także studiów podyplomowych w zakresie Badań Naukowych i Prac Rozwojowych w Wyższej Szkole Ekonomii i Innowacji w Lublinie. W 2016 r. uzyskał stopień naukowy doktora nauk technicznych na Wydziale Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej. Ekspert do spraw technologii addytywnego wytwarzania na potrzeby wymagających aplikacji przemysłowych oraz robotyki mobilnej do zastosowań w trudnych warunkach środowiskowych, strefach zagrożenia zdrowia i życia ludzkiego, w tym w strefach zagrożonych wybuchem. Autor i współautor kilkudziesięciu publikacji, kilkunastu zgłoszeń patentowych oraz dwóch patentów o zasięgu polskim i międzynarodowym. Pasjonat nowych technologii, astronomii, obserwacji świata i zjawisk za pomocą nowoczesnej aparatury.

ROZMOWA

W Łukasiewicz – PIAP od kilku lat działa Laboratorium Szybkiego Prototypowania i Obliczeń Numerycznych, którego jest Pan pomysłodawcą. Jakie usługi oferuje? Oferta naszego laboratorium obejmuje w tej chwili pełne spektrum działań związanych z drukiem 3D, począwszy od przygotowania do produkcji, przez wytwarzanie, po odpowiednie wykończenie i pomiary. Możemy włączyć się na każdym etapie działania albo zaoferować kompletną usługę. Klient może

cji ani narażać się na wysokie koszty związane z drogimi zamówieniami albo koniecznością przebudowy linii produkcyjnej. Dzięki wiedzy, którą mamy, wiemy nie tylko, jak odtworzyć zużyty element, ale także jak zapewnić, by każdy z komponentów był powtarzalny, jak zaprojektować go w taki sposób, by pasował do innych części, jak zredukować liczbę elementów złożonych, jak zoptymalizować kształt pod określone obciążenie itp. Po wydruku mierzymy

DRUKARKI 3D STANOWIĄ NIEKIEDY SAMODZIELNE SYSTEMY PRODUKCYJNE. DLA PRZYKŁADU FIRMA STRATASYS, JEDEN Z WIODĄCYCH PRODUCENTÓW SYSTEMÓW PRODUKCJI 3D W SKALI ŚWIATOWEJ, ROZWIJA OBECNIE SYSTEMY UKIERUNKOWANE NA FABRYKI BAZUJĄCE TYLKO NA DRUKARKACH 3D, KTÓRE MOGĄ NA DUŻĄ SKALĘ OBSŁUGIWAĆ ZINDYWIDUALIZOWANE ZAMÓWIENIA O RÓŻNYM WOLUMENIE PRODUKCYJNYM. do nas przyjść, powiedzieć, jakiego elementu potrzebuje, a my mu go zaprojektujemy i wydrukujemy. Oferujemy też usługę druku 3D z wysokowytrzymałych polimerów przeznaczonych do zastosowań w najbardziej wymagających branżach, w tym w przemyśle lotniczym i kosmicznym – możemy nawet pochwalić się certyfikatem konsorcjum Airbus. Wykorzystując technologie projektowania i obliczeń numerycznych, skanowania i druku 3D, możemy wspierać zakłady przemysłowe w obszarze utrzymania ruchu. Przykładowo jeśli zakład staje przed koniecznością pozyskania zamiennika pękniętej części, w naszym laboratorium sklejamy uszkodzony element, by uzyskać geometrię litą, a następnie skanujemy i przeprojektowujemy ją tak, by można było wydrukować potrzebny komponent na drukarce 3D. Dzięki temu właściciele zakładów nie muszą martwić się o przestój w produk28

uzyskany produkt systemami optycznymi i weryfikujemy odstępstwa wyprodukowanego modelu od wzorca, czyli od dokumentacji CAD, która stanowiła bazę do projektowania. Dzięki temu możemy dać rekomendację w zakresie odpowiednich nastaw parametrów albo potwierdzić, że dana partia komponentu nadaje się do montażu zgodnie z dokumentacją. Stawiamy na systemowość i łączymy kilka obszarów: druk 3D, systemy symulacyjne, projektowanie i wiedzę o materiałach. To nasza odpowiedź na współczesne wymagania rynku. Czy możemy przełożyć to na przykład z praktyki? W tej chwili dla jednego z klientów realizujemy ciekawy projekt, w którym linia produkcyjna pracuje na wydrukowanych u nas elementach. Warunkiem było jednak nie tylko wytworzenie na drukarce 3D potrzebnych części

i zapewnienie odpowiedniej wytrzymałości, ale także uwzględnienie dodatkowego wymogu – zaprojektowanie metalizowanej warstwy wierzchniej. W tym celu weszliśmy we współpracę z firmą, która specjalizuje się w takich powłokach. To przykład podejścia systemowego: obliczyliśmy wytrzymałość, zaprojektowaliśmy proces druku 3D, wytwarzamy te części, po wytworzeniu i analizie dokładnościowej na skanerach 3D wysyłamy je do firmy, która nanosi odpowiednią powłokę, następnie te części wracają do nas i dopiero po ponownej weryfikacji trafiają do klienta. Czy poza praktyczną współpracą z przemysłem Łukasiewicz – PIAP wspiera kreowanie rzeczywistości 3D w inny sposób? Tak, w instytucie powstało Studenckie Koło Naukowe Szybkiego Prototypowania i Obliczeń Numerycznych – Creative Students. Misją jest realizacja prac badawczych i przedwdrożeniowych w zakresie wykorzystania szybkiego prototypowania i obliczeń numerycznych oraz skanowania 3D w procesach projektowania, analizy i produkcji. Zapraszamy studentów i doktorantów uczelni wyższych o charakterze technicznym lub z zakresu nauk ścisłych, także zagranicznych. Zainteresowani mogą przesyłać zgłoszenia – CV oraz krótki list motywacyjny – drogą mailową na adres mailowy design@piap.lukasiewicz.gov.pl. Członkowie koła zdobywają wiedzę z zakresu stosowania systemów CAD/ CAE, technik przyrostowych i skanowania 3D, uczą się optymalnego wykorzystywania nowoczesnych narzędzi w procesach projektowania, obliczeń numerycznych i wytwarzania, a ponadto mogą brać udział w realizacji projektów i zleceń komercyjnych prowadzonych przez nasze laboratorium. Dodatkową zaletą jest możliwość zamieszczania wyników prac we wspólnie opracowywanych publikacjach, w tym publikacjach naukowych. $ % *

Urszula Chojnacka "(32 "3E "

AUTOMATYKA

Postaw na rozwój zawodowy Profesjonalne szkolenia dla przemysłu oraz kadry inżynierskiej Dedykowane szkolenia dla różnych służb, działających w zakładach przemysłowych. Elastyczny program szkoleń dostosowany do potrzeb pracowników Państwa zakładu produkcyjnego. Każdy Uczestnik po pomyślnym przejściu kursu otrzymuje imienny certyfikat wydany przez Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP potwierdzający jakość nabytej wiedzy. Szkolenia uwzględniające najnowsze technologie z dziedziny robotyki, automatyki i technik pomiarowych. Zindywidualizowany program w zależności od potrzeb i różne formy szkolenia. Mamy świadomość, że wszyscy cierpimy na brak czasu, dlatego oprócz szkolenia w siedzibie PIAP oferujemy warsztaty indywidualne w siedzibie klienta. Szkolenia w Centrum Szkoleniowym Łukasiewicz – PIAP prowadzone są przez inżynierów praktyków, którzy dzięki wieloletniej pracy przy budowie i wdrażaniu zrobotyzowanych stanowisk przemysłowych dysponują rzetelną wiedzą, którą chcą podzielić się z Państwem.

SZKOLENIA: D Programowanie robotów ABB – kurs podstawowy D Programowanie robotów Comau – kurs podstawowy D Programowanie robotów KUKA – kurs podstawowy D Programowanie robotów KUKA – kurs zaawansowany Dowiedz się więcej: www.piap.pl; www.przemysl.piap.pl

KONTAKT Centrum Szkoleniowe Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa Tel. 22 874 0 194, 198; 605 689 741 e-mail: cspiap@piap.lukasiewicz.gov.pl I www.piap.pl I www.przemysl.piap.pl

TEMAT NUMERU

Metody wytwarzania przyrostowego Nieustanny rozwój techno * * %

# > * * ; % * ;= 3 ;

wytwarzania stosowane w prze% 1 %# B 4 B * G * % G * * * # #

* % *

* ? # 1* ? = ) *

> * A % % *

1 * >B ;

* > % =

H % * *

%# B 4 * * ; # > ;= Agnieszka Staniszewska

echniki wytwarzania można podzielić na dwie grupy – addytywne i subtraktywne. W ostatnim czasie coraz większą popularnością i wysoką dynamiką rozwoju charakteryzują się techniki addytywne. Przyrostowe techniki produkcji wymagają przygotowania komputerowego modelu i przetworzenia go w listę komend zrozumiałych dla urządzenia wykonawczego. Zasadnicza część produkcji opiera się na nakładaniu i łączeniu kolejnych warstw materiału, w wyniku czego powstają pożądane przedmioty. Na koniec należy poddać je obróbce wykończeniowej.

Zalety i wady technik addytywnych Techniki addytywne znajdują zastosowanie w przypadku przedmiotów o bardzo dużym stopniu skomplikowania geometrycznego, podczas projektowania prototypowych konstrukcji oraz w przypadku produkcji małoseryjnej.

Wytwarzanie przyrostowe zapewnia dużo mniejsze straty materiałowe niż jakakolwiek technika subtraktywna na etapie projektowania i jest niezwykle przydatne w pracach działów badań i rozwoju różnych przedsiębiorstw. Sprawdza się również w przypadku zastosowań amatorskich. Niezwykłą zaletą wytwarzania przyrostowego jest brak kosztów początkowych poza kosztem zakupu urządzenia oraz niski koszt produkcji jednostkowego przedmiotu. Techniki addytywne wspierają rozwój i pozwalają optymalizować procesy produkcyjne, umożliwiają również sprawną weryfikację założeń projektowych. Doskonale sprawdzają się w przypadku konieczności awaryjnego zastąpienia nietypowych elementów urządzeń, na które w normalnych warunkach czas oczekiwania byłby znacznie dłuższy. O ile techniki addytywne sprawdzają się w produkcji małoseryjnej, o tyle nie AUTOMATYKA

TEMAT NUMERU

JAKIE SĄ KIERUNKI ROZWOJU ADDYTYWNYCH METOD WYTWARZANIA? MONIKA GAWRYŚ, MANAGER PRODUKTU, IGUS POLSKA Metody produkcji przyrostowej dają nam coraz większe możliwości. Obecnie nie jest to wyłącznie wykonywanie wydruków poszczególnych elementów z materiałów dedykowanych do druku 3D. Sięgamy teraz coraz dalej – do materiałów przeznaczonych do technologii wtryskowych. Metody przyrostowe pozwalają nam na niskokosztową produkcję wtryskową indywidualnie zaprojektowanych elementów z form wykonanych metodą druku 3D. W igus ta metoda wytwarzania nazywa się Print2Mould (P2M). Dzięki niej można szybko i ekonomicznie wytworzyć ślizgowy element specjalny, zgodny z rysunkiem klienta, do prototypów i produkcji małoseryjnych. Co ważne, nie ograniczają nas materiały dedykowane drukarkom 3D, możemy korzystać niemalże z całego portfolio trybomateriałów od igus. W zależności od zapo-

są zbyt dobrym rozwiązaniem w przypadku produkcji masowej. Koszt i czas wytworzenia jednostkowego elementu pomnożony przez klika, kilkanaście lub kilkanaście tysięcy egzemplarzy czyni metody addytywne nieopłacalnymi. Analiza przedstawionych zalet i wad technik addytywnych prowadzi do wniosku, że stanowią one doskonałe uzupełnienie tradycyjnych metod subtraktywnych. Do tradycyjnych metod subtraktywnych można zaliczyć skrawanie, wiercenie, szlifowanie i cięcie. Te i podobne czynności są powszechnie stosowane w przemyśle do obróbki materiałów na różnych etapach produkcji. Każda z tych metod ma swoje ograniczenia, w efekcie niektórych czynności obróbczych nie da się zrealizować lub ich realizacja musi być dzielona na kilka etapów i wymaga zwielokrotnienia różnorodnych typów procesów oraz większego zaangażowania środków używanych do ich realizacji.

6 = = %

Zastosowanie technik addytywnych Techniki addytywne znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Jedną z nich jest branża lotnicza. Wiele elementów stosowanych w procesie budowy samolotów może być wytwarzanych za pomocą technik przyrostowych, włączając tu części silników. Główną motywacją do tego typu działania jest chęć opty4/2021

trzebowania ilościowego klienta dobieramy produkcję uwzględniającą formę polimerową, aluminiową, bądź też stalową. Drugim kierunkiem rozwoju, na którym się skupiamy, jest druk 3D dla Przemysłu 4.0. W ub.r. wprowadziliśmy możliwość wykonywania „inteligentnych” wydruków (3D-isense). Dzięki czujnikom zintegrowanym w budowie zużywającej się części, 3D-isense z wyprzedzeniem informuje użytkownika o konieczności konserwacji, przeciążeniach lub krytycznym zużyciu. Dlatego inteligentne wydruki nadają się do wykonywania łożysk ślizgowych, płyt ślizgowych, nakrętek śrub pociągowych i innych części specjalnych, które są narażone na tarcie i zużycie. Wykorzystanie tej technologii pozwala ograniczyć koszty i przestoje maszyn.

malizacji polegająca między innymi na redukcji masy. Zredukowana masa umożliwia oszczędność paliwa, a tym samym wpływa na zmniejszenie emisji spalin. Tworzywa stosowane w technikach wytwarzania addytywnego są, mimo swojej zredukowanej masy, odporne i wytrzymałe mechanicznie, nie tracą również w aspektach powiązanych z bezpieczeństwem – spełniają restrykcyjne normy związane z takimi parametrami jak wytrzymałość, odporność na wilgoć, temperaturę. Kolejną branżą korzystającą z dobrodziejstw addytywnych technik wytwarzania jest branża medyczna. Typowymi przykładami są protezy stawów, części kości i implanty dentystyczne. Na podstawie obrazów pozyskiwanych z użyciem tomografów specjaliści są w stanie wytworzyć implanty gotowe do wszczepienia bez konieczności ich późniejszego dopasowywania. Innym nietypowym zastosowaniem modeli 3D wyprodukowanych z użyciem

metod przyrostowych jest produkcja modeli anatomicznych i narządów, które są zbliżone do rzeczywistych, jak tylko to możliwe. Są one z powodzeniem stosowane przez studentów medycyny, przykładowo podczas szkoleń z zakresu chirurgi. Modele kostne mogą posłużyć do przeprowadzania analiz przed skomplikowanymi operacjami, co znacząco zwiększa szansę na zakończenie ich sukcesem. Inną branżą czerpiącą z korzyści, które oferują techniki wytwarzania przyrostowego, jest branżą motoryzacyjna. Techniki addytywne pozwalają na ograniczenie kosztów serwisowania. Dzięki ich obecności w branży m o to r yza c yj n e j produkcja części zamiennych na zapas i ich magazynowanie, również po wycofaniu danego modelu z produkcji, staje się zbyteczna. Niezbędne części możnawytworzyć

TEMAT NUMERU

przyrostowo, usprawnia to obsługę posprzedażową. Kolejnym zastosowaniem jest produkcja nietypowych części, często o skomplikowanych kształtach i integrowanie ich w większe komponenty. Metody addytywne stosuje się do tworzenia wyposażenia pojazdów specjalnych takich jak karetki, wozy policyjne czy samochody wyścigowe. Techniki przyrostowe umożliwiają miniaturyzację, redukcję masy i unowocześnienie pojazdów. Tworzywa stosowane w wytwarzaniu metodami przyrostowymi sprawdzają się również jako elementy spełniające zadanie amortyzacyjne. W związku z ogromną konkurencją na rynku motoryzacyjnym oraz rosnącymi wymaganiami klientów, istnieje realna potrzeba szybkiego dostosowywania produktów do aktualnej sytuacji na rynku. Do tego idealnie nadają się metody addytywne, ponieważ skracają one znacząco czas poświęcony na etap prototypowania. Przyrostowe metody produkcji znajdują również zastosowanie w takich dziedzinach, jak wzornictwo i architektura. Ułatwiają prowadzenie prac

koncepcyjnych, umożliwiają produkcję modeli i makiet obiektów, jednostek urbanistycznych, elementów wyposażenia wnętrz, dzięki którym projektant może w estetycznej formie zaprezentować swój koncept inwestorowi lub odbiorcy końcowemu. Powyższe przykłady są tylko wybranymi zastosowaniami addytywnych metod wytwarzania. Praktycznie w każdej branży można skorzystać z ich dobrodziejstwa, a największym ograniczeniem jest fantazja projektanta.

Protoplasta Za protoplastę technik addytywnych należy uznać stereolitografię (SLA). Zaletami wskazanej metody jest wysoka precyzja, rozdzielczość oraz finalna gładkość powierzchni wytwarzanych przedmiotów. Do wytwarzania używana jest żywica termoutwardzalna (fotopolimer), która jest materiałem płynnym. Wiąże się z tym wymóg przejścia przez proces utwardzania za pomocą lasera. Odbywa się to warstwowo i polega na skanowaniu wiązką lasera przekrojów wytwarzanych elementów.

Można zastosować dwa sposoby produkcji z użyciem metody SLA. Pierwszy zakłada zanurzanie platformy w wannie z fotopolimerem. Tutaj wadą jest konieczność posiadania dużego zapasu żywicy. Drugi sposób opiera się na oddalaniu platformy roboczej od dna wanny. Źródło laserowe znajduje się wtedy pod dnem wanny, które jest przeźroczyste. Do czasu zakończenia procesu konieczne jest stosowanie podpór, co jest niewątpliwą wadą opisywanej metody. Po procesie wytwarzania należy je usunąć – przykładowo za pomocą cążek lub nożyka. Inną wadą jest konieczność oczyszczenie powstałego modelu z niezwiązanej żywicy, które dokonuje się najczęściej przez kąpiel w izopropanolu. Dla zwiększenia trwałości wytwarzanego przedmiotu stosuje się końcowe utwardzanie w komorze UV. Czas całego procesu jest uzależniony od wielkości wytworzonego modelu. Ze względu na wysoką precyzję, stereolitografia znajduje szerokie zastosowanie w stomatologii i jubilerstwie.

Spiekanie Inną metodą wytwarzania przyrostowego jest spiekanie proszków (PBF). Polega ona na stapianiu cząstek proszków, wynikiem czego jest łączenie się ich ze sobą. Koniecznym elementem tej metody jest użycie źródła ciepła. Należy pamiętać, że gotowy kształt jest zanurzany w niespieczonej strukturze, aby po schłodzeniu osiągnąć wysoką dokładność i jednorodność. Przedmiot po schłodzeniu należy oczyścić, najczęściej do tego celu stosuje się sprężone powietrze. Niespieczony proszek można odzyskać i częściowo ponownie wykorzystać. Wśród metod spiekania można wyróżnić różne źródła ciepła – laser i wiązkę elektronów oraz

MATERIAŁ

ABS

TPU

PLA

PET-G

elastyczność

wysoka

bardzo wysoka

ograniczona

wysoka

wytrzymałość

bardzo wysoka

niska

wysoka

cena

tani

drogi

tani

wpływ na środowisko

toksyczne opary, wymagana dobra wentylacja

materiał ekologiczny, biodegradowalny

nadaje się do recyklingu

podgrzewanie stołu

wymagane

niewymagane

wymagane

niska prędkość druku

niska odporność temperaturowa modelu

wysoka szczelność wydruku

dodatkowe informacje

wysoka podatność na skurcz

* * 1 * 1 % * #A * ; > G %

AUTOMATYKA

TEMAT NUMERU

WARTO INWESTOWAĆ W TECHNOLOGIE PRZYROSTOWE MATEUSZ NOWAKOWSKI, NEW BUSINESS DEVELOPMENT DIRECTOR, UBOT TECHNOLOGIES SP. Z O.O.

6 = = %

Druk 3D ma potencjał aby zmienić sposób przetwórstwa przemysłowego, a tempo rozwoju tej technologii – szczególnie na zachodzie, jest bardzo szybkie. Korzyści płynące z zastosowania druku 3D już dawno dostrzegły wielkie koncerny otwierając swoje centra technologii przyrostowych, w których systematycznie testują i optymalizują koszty produkcji poszczególnych elementów, pozwalają skrócić czas ich wytworzenia, a także uniezależnić się od łańcuchów dostaw, których przerwanie z powodu pandemii Covid-19 okazało się problemem w wielu sektorach gospodarki globalnej. Firmy, które zainwestowały w technologie przyrostowe, uzyskały przewagę konkurencyjną i poradziły sobie lepiej z zawirowaniami, których doświadczamy przez ostatni rok. Druk 3D ma stosunkowo niski próg wejścia. Technologia FDM, czyli warstwowe osadzanie topionego two-

różne materiały – metale i tworzywa sztuczne. Należy uważać na niepożądane zjawisko przepieczenia, które występuje w przypadku zastosowania nadmiernego promieniowania cieplnego powodującego stopienie niespieczonego proszku. Jedną z metod spiekania proszków jest selektywne spiekanie laserem (SLS). Polega ono na stosowaniu urządzenia, które jest wyposażone w źródło światła – laser wraz z układam pozycjonowania jego wiązki, zasobnik z proszkiem tworzyw sztucznych oraz pojemnik z platformą, na której realizowany jest proces spiekania kolejnych warstw. Opisywana metoda pozwala na wytwarzanie modeli o złożonych kształtach z wolnymi przestrzeniami. Dzięki 4/2021

rzywa, w której zbudowane są nasze przemysłowe drukarki 3D, pozwala na dość tanie wytwarzanie poszczególnych modeli, a jednocześnie różnorodność dostępnych materiałów umożliwia druk nie tylko prototypów ale także w pełni funkcjonalnych części użytkowych. Jako producent drukarek 3D zajmujemy się także audytami przedwdrożeniowymi. Dobieramy nie tylko sprzęt, ale także materiały, szacujemy koszty produkcji czy pomagamy w optymalizacji modeli pod wydruk. Druk 3D, który został prawidłowo zaimplementowany w ekosystemie konkretnego przedsiębiorstwa to realne oszczędności, nie tylko czasu ale także kapitału, co zdecydowanie pozwala zarekomendować inwestycje w technologie przyrostowe.

wolnym przestrzeniom możliwe jest wytwarzanie elementów o mniejszej masie i koszcie wytworzenia. W celu optymalizacji procesu należy wykorzystać jak największą objętość pojemnika, większa liczba elementów nie wpłynie znacząco na czas wytwarzania. Do proszków z metali stosuje się metody selektywnego topienia laserem (SLM) oraz bezpośredniego spiekania laserowego metali (DMLS). Metoda SLM jest najpopularniejszą metodą wykonywania elementów metalowych za pomocą addytywnych metod wytwarzania. Można za jej pomocą produkować elementy aluminiowe, tytanowe oraz ze stali nierdzewnej. We wspomnianych metodach spiekania metalowych proszków konieczne jest za-

stosowanie wsporników. Inną metodą z grupy czynności spiekania proszków jest topienie wiązką elektronów (EBM). Przykładem przemysłowego urządzenia stosującego addytywną metodę spiekania proszku metalowego jest drukarka XM200S. Wybrane proszki stosowane podczas pracy z tym urządzeniem, wskazane przez producenta, to: aluminium, brąz, stal nierdzewna, stal narzędziowa, tytan. Pole pracy urządzenia wynosi 127 mm × 127 mm × 127 mm. Drukarka XM200S jest wyposażona w impulsowy laser światłowodowy o mocy 200 W. Uwagę zwraca nietypowa głowica z elementem w kształcie gruszki, który rozprowadza proszek jak ostrze, zapewniając jednocześnie zagęszczanie podobnie jak element toczny.

Wytłaczanie Kolejną metodą wytwarzania addytywnego jest wytłaczanie tworzyw termoplastycznych (FDM). Stosowany w tej metodzie filament to materiał termoplastyczny, który ma postać cienkiej żyłki. Ta jest poddawana odpowiedniemu naciskowi i działaniu temperatury. Pobierany ze szpuli materiał przechodzi przez głowicę, w której jest podgrzewany i zamienia się w lepką, gęstą ciecz o konsystencji półpłynnej, przypominającej substancję na pograniczu żelu i kleju. Następny etap stanowi przeciskanie uplastycznionego tworzywa przez dyszę. Nanoszone na platformę 33

TEMAT NUMERU

roboczą kolejne warstwy łączą się w gotowy model. Po nałożeniu każdej z warstw następuje zjazd stołu roboczego lub podjazd głowicy – zależy to od konstrukcji urządzenia wytwarzającego w sposób addytywny. Kluczowa podczas wytłaczania jest jednoczesna kontrola temperatury, ciśnienia, prędkości wytłaczania oraz stanu dyszy. Obróbka końcowa polega na usunięciu podpór w sposób mechaniczny lub chemiczny, jeżeli struktura jest rozpuszczalna. Proces produkcji filamentu składa się z kilku etapów. Na początku przezroczysty granulat jest miksowany z barwnikami i dedykowanymi substancjami. Potem następuje suszenie tak powstałej mieszaniny, jej przetopienie, skompresowanie i nadanie kształtu cienkiej żyłki. Następnie należy materiał ostudzić i nawinąć na rolkę. Tak przygotowany filament jest gotowy do montażu w urządzeniu drukującym. Ciekawą zaletą przyrostowej metody wytłaczania jest możliwość stosowania różnorodnych kolorów materiału, co uzyskuje się dzięki barwnikom dodawanym do urządzenia miksującego granulat. Zmiana koloru podczas wytwarzania jest możliwa warstwowo, w przypadku jednej głowicy konieczne jest zatrzymanie procesu i wymiana szpuli z filamentem. Wśród najpopularniejszych rodzajów materiałów, z których powstają filamenty można wyróżnić: ABS (termopolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy, jedno z najpopularniejszych tworzyw sztucznych stosowanych w przemyśle), TPU (termoplastyczny poliuretan), PLA (polilaktyd, tworzywo powstałe na bazie związków nieorganicznych), PET-G (politereftalan etyle34

nu z dodatkiem glikolu, który zapewnia mniejszą kruchość i większą przeźroczystość). Ten ostatni łączy zalety tworzyw ABS i PLA i umożliwia produkcję transparentnych filamentów. Najczęściej stosowane materiały w metodzie FDM są tożsame z tymi, które są stosowane w przypadku formowania wtryskowego. Dzięki temu metoda FDM jest doskonałym uzupełnieniem i alternatywą dla formowania wtryskowego w przypadku małej partii produktów koniecznych do wytworzenia. Charakterystykę wymienionych materiałów zamieszczono w dedykowanej tabeli. Na rynku dostępne są również filamenty do zastosowań szczególnych. Przykładem takiego produktu jest filament 3DXSTAT ESD-PETG znajdujący się w ofercie firmy Omni3D, dedykowany do rozwiązań wymagających ochrony przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Związek ESD zapewnia wysoką odporność chemiczną oraz trzykrotnie mniejszą absorpcję wilgoci niż tworzywo ABS. Za przykład przemysłowego urządzenia wykorzystującego addytywną metodę wytwarzania przez wytłaczanie może posłużyć drukarka Omni500 LITE z oferty firmy Omni3D. Drukarka o wymiarach 460 mm × 460 mm × 600 mm umożliwia stosowanie różnego rodzaju filamentów o grubości 1,75 mm, maksymalną prędkość nakładania wynoszącą 86 cm3/h, ponadto ma dwie głowice drukujące. Sterowanie urządzeniem może odbywać się za pomocą 7-calowego panelu LCD lub w sposób zdalny – przez zarządzanie z poziomu dedykowanej strony internetowej. Innym przykładem jest produkt firmy Stratasys – drukarka Fortus 450mc. Jest to urządzenie wytłaczające o polu roboczym 406 mm × 355 mm × 406 mm. Ma podwójną komorę na materiał budulcowy oraz podwójną komorę na materiał podporowy, co umożliwia nieprzerwaną pracę nawet do dwóch tygodni. Dokładność i powtarzalność zapewniają: próżniowa stabilizacja stołu roboczego, odpowiednia cyrkulacja i szczelność w komorze roboczej. Zaletą urządzenia jest możliwość wyboru wysokości warstwy spośród następujących wartości: 0,33 mm, 0,254 mm, 0,178 mm i 0,127 mm.

Natrysk Następną metodą należącą do technik przyrostowego wytwarzania jest natrysk (MJ). Przypomina ona drukowanie tradycyjnym urządzeniem napisów w wersji dwuwymiarowej. Nad platformą roboczą przesuwa się głowica wytryskująca stopiony materiał, z którego ma powstać gotowy element. Materiał schładza się i przyjmuje postać stałą, a następnie jest spryskiwany kolejną warstwą. Utrwalanie kolejnych warstw można wspomóc naświetlaniem promieniowaniem UV. Urządzenia korzystające z metody natryskowej mogą jednocześnie stosować kilka materiałów, jednak ich rodzaje są znacząco ograniczone do wybranych polimerów. Dzieje się tak, ponieważ materiał musi mieć charakterystykę umożliwiającą formowanie z niego kropel. Wadą przyrostowej metody wytwarzanie przez natryskiwanie jest konieczność stosowania podpór, materiały są łamliwe, a sam proces trwa stosunkowo długo. Kolejną metodą należącą do addytywnych metod wytwarzania jest natrysk spoiwa (BJ). Kluczowe w tej metodzie jest stosowanie dwóch materiałów – jednego stanowiącego budulec i drugiego będącego spoiwem. Spoiwo w formie płynnej pełni funkcję łącznika między kolejnymi warstwami budulca występującymi najczęściej w sproszkowanej formie. Metoda nie wymaga stosowania podpór, a wytworzony przedmiot pozostaje w sproszkowanym budulcu. Budulec może stanowić ceramika, metal lub polimer. Sama metoda jest stosunkowo szybkim sposobem wytwarzania, ale należy pamiętać o kruchości połączeń na styku budulca i spoiwa.

AUTOMATYKA

TEMAT NUMERU

KTÓRE BRANŻE SKORZYSTAJĄ NAJWIĘCEJ NA TECHNIKACH PRZYROSTOWYCH W NAJBLIŻSZYCH LATACH? PIOTR FALKOWSKI, KIEROWNIK PIAP DESIGN – LABORATORIUM SZYBKIEGO PROTOTYPOWANIA I OBLICZEŃ NUMERYCZNYCH Nowe technologie druku 3D i przeznaczone do nich materiały pojawiają się jak grzyby po deszczu. Nic więc dziwnego, że dynamicznie zwiększają się ich możliwe zastosowania. Generalizując, druk 3D można wykorzystywać niemal w każdym obszarze, między innymi do szybkiego prototypowania. Dostrzegam jednak trzy branże, które moim zdaniem szczególnie skorzystają na technologiach przyrostowych w najbliższych latach. Pierwszą z nich jest bliska moim zainteresowaniom szeroko pojęta medycyna. Widzę w niej miejsce na addytywne wytwarzanie implantów z materiałów biozgodnych oraz prace nad drukiem żywych tkanek. Ponadto bardziej klasyczne technologie przyrostowe mogą być wykorzystywane do produkcji spersonalizowanych ortez, czy też elementów urządzeń rehabilitacyjnych i protez.

6 = = %

Przygotowanie do druku Istotny etap procesu wytwarzania przyrostowego dowolną metodą stanowi projektowanie modelu i przygotowanie plików, które umożliwią jego wykonanie. Podczas projektowania należy zwrócić uwagę na ograniczenia, które niesie ze sobą wybrana metoda. Najczęściej stosowanym formatem pliku opisującego model jest STL. Wspomniany plik stanowi zbiór punktów w przestrzeni, opisującym geometrię projektowanego obiektu. Etapem pośrednim między projektowaniem a wytwarzaniem jest przetwarzanie modelu w plik zawierający komendy ruchu podzielone na kolejne warstwy. Zbiór takich komend można uzyskać korzystając z programów typu slicer. Slicer, czyli dosłownie tłumacząc krajalnica, to nazwa, której pochodzenie wiąże się z wiodącą funkcjonalnością oprogramowania. Podstawowym i pierwszym zadaniem wykonywanym przez slicer jest cięcie modelu na warstwy. Oprócz przygotowania ścieżki ruchu oprogramowanie opisuje parametry druku. Jednym z kluczowych jest wysokość warstwy. Przykładem oprogramowania jest Slic3r. Wspomniane oprogramowanie typu open-source jest bardzo popularnym narzędziem stosowanym do przygotowywania modelu do wytwarzania. Jego zaletą jest są liczne użyteczne funkcjonalności będące wynikiem 4/2021

Druk 3D może być także stosowany do produkcji w celu uzyskania bardziej skomplikowanych geometrii przestrzennych, a tym samym do obniżania masy elementów przy zachowaniu podobnej wytrzymałości. Na tym skorzysta przede wszystkim lotnictwo i kosmonautyka, dzięki obniżeniu zużycia paliwa konstruowanych statków powietrznych. Z wielką wiarą przyglądam się również prototypom dużych drukarek do betonu. To wciąż raczkująca technologia, która może w najbliższym czasie zmienić rynek budowlany i zachęcić architektów do projektowania z elementów modułowych, drukowanych w całości w 3D. Biorąc pod uwagę, że pionierami opisywanej metody są Polacy, kibicuję ich poczynaniom podwójnie mocno.

wieloletnich dokonań społeczności. Program umożliwia kontrolę procesu przetwarzania modelu w plik wykonywalny. Wadą jest stosunkowo długi czas oczekiwania na plik wyjściowy. Innym przykładem oprogramowania typu slicer jest Cura firmy Ultimaker – producenta drukarek 3D. Umożliwia on wczytywanie plików w formatach STL, 3MF i OBJ i ich drobne naprawy w przypadku takiej konieczności. Zaletą omawianego oprogramowania jest obsługa wtyczek innych firm, ponadto jest ono darmowe. Warta podkreślenia jest możliwość sterowania urządzeniem wykonawczym z użyciem interfejsu USB. Kolejnym przykładem oprogramowania należącego do omawianej grupy jest Repetier. Jest to propozycja dla osób średniozaawansowanych. Program jest przygotowany do pracy praktycznie z każdą drukarką pracującą z użyciem metody FDM. Repetier Host oferuje opcję zdalnego dostępu, co w połączeniu z obecnością kontrolek dedykowanych do ruszania silnikami i kontrolowania parametrów czyni oprogramowanie bardzo przyjaznym użytkownikowi.

Podsumowanie Nieunikniony wydaje się dalszy rozwój addytywnych metod wytwarzania. Przyrostowe metody produkcji stanowią alternatywę dla tradycyjnych me-

tod obróbki i w określonych sytuacjach są dużo lepszym sposobem produkcji. Prawdopodobnie rozwój addytywnych metod wytwarzania będzie wiązał się z ich stopniowym doskonaleniem i szukaniem rozwiązań skracających czas produkcji oraz redukujących koszty. Kierunek rozwoju będzie również wyznaczać chęć stopniowego zwiększania opłacalności i zasadności wykorzystywania metod addytywnych do produkcji wielkoseryjnej. Wiedza dotycząca omawianych metod staje się coraz bardziej obszerna i powszechna, a kolejne przedsiębiorstwa są zainteresowane korzystaniem z takich rozwiązań. Możliwość zastosowań w perspektywicznych branżach jak lotnictwo, motoryzacja czy medycyna gwarantuje zainteresowanie naukowców rozwojem przyrostowych metod wytwarzania. Niewykluczone jest odnajdywanie i opisywanie kolejnych sposobów wytwarzania addytywnego, co poszerzy dostępny wachlarz możliwości. Wydaje się, że zainteresowanych opisywanymi metodami nie zabraknie, jednak obecnie należy mieć na uwadze, że metody subtraktywne jeszcze długo nie zostaną wyparte przez addytywne. Te stopniowo będą je wypierać, ale jest to proces długotrwały. Agnieszka Staniszewska "(32 "3E "

TEMAT NUMERU

Uwolnić wyobraźnię TruPrint – druk 3D elementów metalowych Technologie przyrostowe to B % @ B

? * ? % * % > #>B * * =

# % * % B * B

* > * *

* * * % * ; % > ; *

* * % *

; ; # > % A *

* # *

# * # >

% > >=

alety technologii LMF – Laser Metal Fusion – najwcześniej zauważyli producenci elementów z drogich materiałów, które w procesie wytwarzania metodą ubytkową najczęściej bezpowrotnie tracono. Tytanowe implanty, protezy, korony, mostki, uzupełnienia kości po wypadkach czy operacjach usunięcia raka, to lekkie, cienkościenne, unikatowe konstrukcje, a im bardziej odzwierciedlają model 3D, tym lepiej adaptują się w organizmie.

TruPrint 1000 Do produkcji małych detali, prób materiałowych i prototypów firma TRUMPF proponuje urządzenie TruPrint 1000 o komorze o k komorze zzabudowy w kształcie walca Æ 100 mm m × 100 mm. Dostępne są również adaptery a redukujące średnicę nadbudowy, nadb b co jest szczególnie doceniane przez użytkowników docen pracujących pracc z drogimi materiałami, jak tytan czy metale riałł szlachetne, sz zl a także z materiałami łam m o specjalnych właściwościach. śc c Lista standardowych materiałów ma a z bazą gotowych parametrów par r technologicznych !% %

3 36

P R O M O C J A

wciąż się powiększa, wraz z oczekiwaniami klientów. Najbardziej popularne to tytan, stal nierdzewna, stal żaroodporna typu Inconel i aluminium – kilka rodzajów w każdej grupie materiałowej.

Mniejsza masa, większa wytrzymałość Dynamicznie rozwijające się sektory przemysłu poszukują możliwości zredukowania masy poszczególnych elementów przy jednoczesnym zwiększeniu ich wytrzymałości. Optymalizacja topologiczna, czyli projektowanie na podstawie analizy MES, pozwala na pozostawienie materiału wyłącznie wokół obszarów naprężeń. Absolutnym przełomem jest możliwość wykonywania kanałów o kształtach innych niż proste i o przekroju innym niż okrągły. Jest to możliwe na skutek chłodzenia konformalnego, czyli dopasowanego do kształtu detalu. Dzięki analizom obliczeniowym kanały chłodzące można swobodnie kształtować, uzyskując większą wydajność chłodzenia oraz równomierne naprężenia cieplne. Przekłada się to nie tylko na krótsze cykle chłodzenia, ale również na znaczne wydłużenie żywotności i wytrzymałości produkowanego elementu. AUTOMATYKA

TEMAT NUMERU Modułowe konstrukcje Coraz większa wiedza na temat technologii przyrostowej stwarza nowe możliwości zastosowania jej w dotychczas niezbadanych obszarach, wyjścia poza prototypowanie i jednostkowe wytwarzanie oraz wykorzystania w produkcji seryjnej. Wiele firm produkcyjnych optymalizuje swoje produkty, poszukując elementów składających się z kilku, a nawet kilkunastu elementów montażowych i zmieniając ich konstrukcję – tak aby można je było w sposób ekonomiczny wydrukować jako monolit, uzyskując w ten sposób wysoką powtarzalność, eliminując błędy montażowe i wydłużając żywotność, a na pewno zmniejszając ryzyko zwrotów i napraw gwarancyjnych.

TruPrint 3000 Urządzenie TruPrint 3000 o komorze zabudowy w kształcie walca Ø 300 mm × 400 mm ma uniwersalne zastosowanie w drukowaniu detali małych i średniego formatu, zarówno w wytwarzaniu jednostkowym, jak i produkcji seryjnej. Przy tak dużej objętości zabudowy (ponad 28 l) należy wziąć pod uwagę wiele aspektów. Wydrukowany detal z płytą podstawy nadbudowy może ważyć kilkadziesiąt kilogramów. Po zakończeniu procesu druku cylinder roboczy jest wypełniony proszkiem, który należy odzyskać, przesiewając do ponownego wykorzystania.

System PPMS

6 = 3$( 6

TRUMPF proponuje uzupełniający system zarządzania detalami i proszkiem – Part and Powder Management System (PPMS). Rozwiązanie pozwala na wymianę całych cylindrów między stacjami – kolejno roboczą, odpako-

% * # D, * % ;

wującą, przesiewającą, magazynującą i ponownie roboczą, w szczelnie zamkniętym systemie. Dzięki temu maszyna nie musi mieć przestoju w czasie odzyskiwania proszku i detalu. Przy tak dużej ilości proszku należy minimalizować ekspozycję operatora na kontakt z drobinami proszku metalowego.

Największe wyzwania stoją przed konstruktorami. Technologia przyrostowa otwiera wiele możliwości, jednocześnie burząc wiele dotychczasowych zasad konstruktorskich, co wymaga od projektantów nowego spojrzenia. Nie mając ograniczeń, można tworzyć wspaniałe kształty, których wytworzenie było dotąd niemożliwe lub nieopłacalne.

Dynamiczny rozwój Grupa TRUMPF przedstawiła pierwsze urządzenie tego typu – TrumaForm – w 2003 r. Jednak największy rozwój technologii przyrostowych można zaobserwować dopiero w ostatnich latach, gdy zainteresował się nią – w kontekście produkcyjnym – przemysł lotniczy i samochodowy. Systemy są projektowane tak, aby były jak najbardziej autonomiczne. Warto uważnie przyglądać się dynamicznemu rozwojowi tej technologii – kto wcześniej ją wdroży, ten szybciej zdobędzie niezbędne doświadczenie.

O firmie Firma TRUMPF jest światowym liderem rozwoju i produkcji źródeł oraz systemów laserowych. Wysoka jakość rozwiązań technicznych poparta jest równie wysoką jakością obsługi i wsparcia posprzedażowego. Więcej na www.youtube.com/user/TRUMPFtube. TRUMPF Polska = II JK JD LMM

O% P = #% = % ***= #% = %

Q % - % A #A 4 % * 3 # DMMM 3 # RMMM

4/2021

TEMAT NUMERU TEMAT NUMERU

Wysokowydajne tworzywa sztuczne

rewolucjonizują przemysł Inteligentna produkcja addytywna H # * ?1 % B 1 *

A % >B

? % % % %

# * * D, % *

% = H # * B # I& * * A * 14

@ * A * ;

? % ?1 > >B * ; #=

zęść zamienna lepsza od oryginalnego komponentu, a polimer wydrukowany w 3D bardziej wytrzymały niż metal – to już możliwe. Tworzywa sztuczne nie są dziś tylko kompromisem, który pozwala zrezygnować ze smarowania i zmniejszyć masę, ale generują rzeczywisty postęp.

Science friction, czyli niewiarygodna żywotność Firma igus, producent wysokowydajnych tworzyw sztucznych, poświęcił się drukowaniu 3D, korzystając z wiedzy zdobytej podczas 55 lat badań nad trybopolimerami. Dzięki temu może zaoferować wysokiej jakości polimery, które w praktyce wytrzymują 50, 100, 38

a nawet 300 razy dłużej niż standardowe materiały drukowane w 3D. W firmie nazywają to science friction. Wiąże się z tym trochę humoru, ale przede wszystkim dużo badań i rozwoju oraz tysiące testów w laboratorium i warunkach rzeczywistych. Science friction to wyniki, które zaskakują samych pracowników i poszerzają granice możliwości. Najnowsza wiedza zdobyta na stanowiskach testowych pozwala na osiągnięcie średnio trzykrotnie dłuższej – w porównaniu do standardowo produkowanych elementów plastikowych i metalowych – żywotności części igus drukowanych w 3D. Dostępne są trybozoptymalizowane materiały do zastosowań ESD, przemysłu spożywczego i maszyn ciężkich, do ruchów tocznych i liniowych, rolek, pasków ślizgowych, kół zębatych i wielu, wielu innych. Żywotność jest nie tylko znacznie dłuższa, ale można ją również obliczyć on-line z wyprzedzeniem, także dla materiałów 3D firmy igus. Kolejny krok ewolucyjny przejawia się w postaci komponentów, które mają zintegrowany czujnik zużycia i informują operatora maszyn o osiągnięciu granicy zużycia. W ten sposób druk 3D wkracza w sferę Przemysłu 4.0. Science friction nie jest już tylko fikcją w wielu dziedzinach przemysłu, ale P R O M O C J A

również nową alternatywą dla każdego, kto szybko potrzebuje części zamiennych i małych partii. Dokładnie przetestowane w największym w branży laboratorium testowym, obliczalne i stosowane w tysiącach rzeczywistych aplikacji – takie są materiały igus. Z tego punktu widzenia science friction to rewolucja.

Druk 3D z wbudowaną inteligencją Produkcja addytywna i Przemysł 4.0 to dwa tematy, które na zawsze zmieniają dziś branżę. Inżynierom firmy igus udało się połączyć oba te elementy w jednym etapie produkcyjnym, za pomocą czujników drukowanych na wytwarzanym addytywnie trybokomponencie, przy użyciu druku wielomateriałowego. Wskazują one swój stan zużycia, co pozwala uniknąć nieplanowanych przestojów maszyn. Inteligentne komponenty można wyprodukować szybko w ciągu pięciu dni roboczych. Warstwa czujnika jest nakładana na te części komponentu, które będą poddawane obciążeniu. – Osiągnęliśmy prawdziwy przełom dzięki inteligentnemu łożysku wydrukowanemu w 3D. W ten sposób możliwa jest również oszczędna konserwacja predykcyjna części specjalnych – mówi Tom Krause, szef produkcji addytywnej w igus. AUTOMATYKA

TEMAT T EMAT N NUMERU UMERU

; B A *

#% > ; * * # ;=

H #% A * >B # >? > # * # # D, R E K L A M A

, # *

% #>B

* B

A * 14

6 = #

IGUS Sp. z o.o.

igus Science Friction ®

Procesy myślowe inżynierów stanęły na głowie.

Obecnie możliwe są dwa obszary zastosowań – monitorowanie zużycia lub przeciążenia. Jeśli materiał przewodzący elektrycznie znajduje się między warstwami podlegającymi zużyciu, może ostrzegać o przeciążeniu, ponieważ w momencie, gdy zmienia się obciążenie, zmienia się również opór elektryczny. Maszynę można zatrzymać i w ten sposób zapobiec dalszym uszkodzeniom. Aby określić limity obciążenia, łożysko należy odpowiednio skalibrować. Jeśli warstwa przewodząca jest umiejscowiona w powierzchni ślizgowej, zużycie można zmierzyć przez zmianę oporu.

Druk 3D to nieustanne źródło nowych rewolucji. Firma igus® oferuje wysokowydajne, drukowane w 3D, polimerowe komponenty do pracy w ruchu. Gwarantowana, długa żywotność tych elementów sprawia, że nie tylko metale, ale także konwencjonalne tworzywa sztuczne powoli odchodzą w zapomnienie.

# = , * RIR8 MIOID& H * = II DRS DS DD O% P # =

***= # =

***= # = UD,O

4/2021

igus.pl/druk3D

motion plastics

TEMAT NUMERU

Druk 3D w aspekcie

zalet i opłacalności S 2 1 # # D, > * # > % ? ! # >

% A

B B >

* 1 B A * B ; * ; ; ::! *= ) % * BA

* > ? * % * % % % > * >

B ? DM

%#=

Piotr Falkowski

kąd szybko rosnąca popularność technologii druku 3D? Z pewnością wynika ona m.in. z coraz szerszej gamy możliwych zastosowań, łącznie z wykorzystywaniem jej w naszych domach. Odkąd mała drukarka desktopowa zawitała do mojego mieszkania przestałem gromadzić drobne elementy, które mogłyby przydać mi się w przyszłości. Dzięki drukarce w każdej chwili mogę zaprojektować i wydrukować potrzebny detal. W ten sposób udało mi się zawiesić projektor i lampę, naprawić zamknięcie do piekarnika, a nawet przygotować specjalny otwieracz do drzwi na czasy pandemii. Druk 3D to jednak przede wszystkim szerokie spektrum zastosowań w przemyśle. W artykule przybliżamy temat wykorzystywania tej technologii, z uwzględnieniem opłacalności lub nieopłacalności jej stosowania.

Ocena opłacalności różnych metod Często otrzymuję zapytania ofertowe związane z produkcją małoseryjną elementów z tworzyw sztucznych w technologii FDM, czyli przez wytłacza-

, # D, ; * > * ;

# B * A

* * ;

#A ; *= ) %# % 4 ? % ; % @ % A %

# 4 * # ; % #A ; ;

P R O M O C J A

AUTOMATYKA

6 = 5# * @ !"

TEMAT NUMERU

nie przetopionych materiałów termoplastycznych. Podobnie jak przy prototypowaniu, także w tym przypadku mówi się zazwyczaj o maksymalnie kilku sztukach, jednocześnie często różniących się od siebie drobnymi detalami. Jeżeli chcielibyśmy uzyskać podobne części wykonane w technologii wtryskowej, musielibyśmy liczyć się z dużymi kosztami przygotowania projektu formy oraz jej wytworzenia – nawet kilkusetkrotnie wyższymi niż wtedy, gdy drukowane są pojedyncze elementy. Jeśli nie zależy nam na perfekcyjnie gładkich powierzchniach, wystarczy sięgnąć po najprostsze techniki. Można też poprawić jakość wykonania przez dodatkową obróbkę po wydruku lub rozważyć inne technologie wydruku, takie jak SLA – świetlne utwardzanie żywic czy SLS – spiekanie proszków. Możliwości druku 3D są tak duże, że uzyskanie pożądanych elementów z tworzyw sztucznych niemal zawsze jest możliwe, a dla niewielkich serii przeważnie tańsze niż wykorzystanie technologii konwencjonalnych. N i e co i n a c z e j przedstawia się sytuacja w przypadku elementów z metali – tu opłacalność wydruków, nawet w produkcji małoseryjnej, zależy przede wszystkim od stopnia skomplikowania geometrii detali. Proste części, które mogą być łatwo wyfrezowane z półfabrykatów, będą często tańsze w wykonaniu technikami ubytkowymi. Metody konwencjonalne będą prawdopodobnie bardziej opłacalne również przy wytwarzaniu większych elementów, które można uzyskać przez usunięcie niewielkiej ilości materiału z metalowych bloków. Ocena zasadności wykorzystywania druku 3D polega przede wszystkim na analizie pracochłonności związanej z produkcją ubytkową. Jeżeli nie mamy w tej kwestii doświadczenia, największy sens 4/2021

ma porównanie wycen dwóch metod. Znacznie prostsza jest ocena zasadności zastosowania druku 3D do wytwarzania elementów o skomplikowanej geometrii. Wszystkie techniki ubytkowe mają swoje ograniczenia – narzędzia mają nominalne wymiary, jak określona długość oraz średnice frezów, co powoduje, że nie każdą geometrię można uzyskać z ich użyciem. Stopień skomplikowania konstrukcji jest bardzo różny – od występowania trudnych do uzyskania kątów prostych, aż po struktury typu lattice. Pewne jest jednak, że w przypadku druku 3D wprowadzanie takiej geometrii nie wpłynie znacząco na cenę, zależną głównie od czasu pracy drukarki i ilości zużytego materiału. Podniesie ją natomiast znacząco przy wytwarzaniu konwencjonalnym, ze względu na wydłużenie czasu obróbki oraz konieczność zakupienia lub wyprodukowania dodatkowych narzędzi obróbczych. Wadą wydruków może być z kolei niższa dokładność wymiarowa, zwłaszcza gdy mowa o technologii FDM. W przypadku profesjonalnych przemysłowych drukarek 3D, wyposażanych w komorę grzewczą, ten problem może być jednak znacząco zredukowany.

Składowe kosztów Po procesie prototypowania klienci często proszą o wycenę większych serii produkcyjnych i niejednokrotnie bywają zdziwieni, że cena za jedną sztukę nie ulega znaczącej obniżce. Aby to wyjaśnić, warto rozłożyć na czynniki pierwsze części składowe ceny elementów wykonywanych w procesie druku 3D oraz technologiami konwencjonalnymi. W przypadku pierwszego z nich są to koszty materiałów, pracy drukarki i pracy operatora. Zwiększenie liczby wytwarzanych elementów może mieć jedynie wpływ na niewielkie obniżenie wymaganej pracochłonności operatora. Ilość zużytego materiału i czas pracy drukarki są proporcjonalne do wielkości zamówienia. Wszelkie zniżki dla klienta wymagają więc redukcji zysku. Z kolei w sytuacji wytwarzania konwencjonalnego cena zależy

od kosztów materiałów, dodatkowych narzędzi i form, pracy maszyny oraz pracy operatora, a także zysku. W porównaniu do druku 3D dochodzi koszt narzędzi i form, który jest zazwyczaj znaczący i niezależny od liczby wykonywanych detali. W związku z tym wraz ze zwiększaniem partii produkcyjnej cena za sztukę może maleć, bez konieczności obniżania zysku. Czy warto produkować większe partie z użyciem druku 3D? Wydaje się, że ma to sens tylko w przypadku występowania dodatkowych wymagań, możliwych do spełnienia wyłącznie przy zastosowaniu tej technologii (np. opisywanych wcześniej skomplikowanych geometrii).

Unikalne elementy Klienci często proszą o wydruki elementów unikalnych. Są to zarówno ich projekty własne, jak i części zamienne, których ze świecą szukać na rynku. W przypadku jednostkowej produkcji prototypów z tworzywa sztucznego praktycznie nie ma alternatywy dla druku 3D. Jeżeli chodzi o części zamienne, ważną rolę odgrywa motywacja. Przykładem może być dodrukowywanie elementów do wiekowego samochodu, które nie są już dostępne w obiegu. Można je zeskanować niezależnie od stopnia zużycia, a nawet nieco „podrasować” i następnie wytworzyć addytywnie. Trzeba jednak liczyć się z kosztami takiego procesu. Jeżeli jest to widoczny element zabytkowego pojazdu, będzie to bardzo dobra inwestycja. Jeśli jednak mowa o dodrukowaniu niewidocznej części auta o niskiej wartości, warto przemyśleć zastąpienie jej innym komponentem, który co prawda nie będzie idealnie pasował, ale może być nawet kilkudziesięciokrotnie tańszy.

Różne technologie – różne materiały Różne technologie addytywne to też różne materiały – od bardzo plastycznych, przez utwardzane żywice, aż po kompozyty przemysłowe, a nawet metale. Trzeba pamiętać, że ze względu na sposób wytwarzania 41

TEMAT NUMERU

o tym, że druk 3D to znacznie więcej niż uruchamianie maszyny i zabieranie z niej gotowych części. To także szereg testów, prób, nieudanych wydruków i godzin poświęcanych na wyprowadzanie odpowiednich parametrów procesu. Zmiana materiału na bardzo nietypowy może wiązać się z dodatkowymi bardzo wysokimi kosztami prac technologicznych, a w przypadku drukarek proszkowych – również bardzo kosztowną wymianą zasypanego materiału. Warto brać to pod uwagę w razie chęci wytworzenia elementów z niestandardowych tworzyw.

Opłacalność zależy nie tylko od kosztów Decyzja dotycząca technologii wytwarzania jest niezwykle skomplikowana. Zależy od bardzo wielu czynników, a na opłacalność wpływają nie tylko koszty. Niekiedy zdarza się, że mimo niższych kosztów efekty uzyskiwane w inny sposób niż przez druk 3D są niezadowalające. Bywa też, że technologie ubytkowe radzą sobie lepiej i pozwalają na wytworzenie bardziej wytrzymałych, aczkolwiek cięższych detali. W niektórych sytuacjach możliwe jest łączenie obydwu i zatapianie elementów uzyskiwanych konwencjonalnie w wydrukach. Nie ma

uniwersalnego sposobu oceny, czy w danym przypadku warto pokusić się o wytwarzanie przyrostowe, ale warto wiedzieć, co może wpłynąć na koszty i parametry mechaniczne produkowanych tą metodą elementów. Dobrze również mieć na uwadze, że instytucje i firmy zajmujące się drukiem 3D często chętnie przyłączają się do prac badawczych i są skłonne do testowania nowych materiałów oraz technik służących innowacyjnym zastosowaniom. Bezsprzecznie druk 3D to technologia przyszłości. Piotr Falkowski !" @ 9 #% -

* 2 )#% ;

" = Q % IMI MIO&VS H *

= II VK &M DV& II VK &M IIR O% = * P = # * = +=

***= = =

i strukturę nie mają one tych samych parametrów mechanicznych, co części z materiałów litych. To jednocześnie dobrze i źle. Z jednej strony bowiem trzeba liczyć się z ryzykiem łatwiejszych uszkodzeń mechanicznych i odkształceń, co jest bardzo kłopotliwe zwłaszcza przy pracy pod wysokim obciążeniem. Z drugiej – elementy mogą być lżejsze i mieć powierzchnię o zwiększonej chropowatości. Wybór materiału to temat na osobny artykuł. Tak jak wybór technologii, ma on znaczący wpływ na koszty, a co za tym idzie opłacalność produkcji. Często zapominamy 42

, # D, #% A * # % * ; % ;= , ? %# ?1

% B 4 >

A > ; * # > * % 1

AUTOMATYKA

6 = 5# * @ !"

H # > ; # * ;

?1 * A * ? B4 ; ?

# # D,= H 1 >

# * * ; ; ;

Szanowni Państwo, Obecna sytuacja na świecie w kontekście transformacji cyfrowej generuje zupełnie nowe zadania i wyzwania dla firm produkcyjnych. W obliczu aktualnych ograniczeń, jak i następującego po nich, stopniowego osiągania pełnych mocy produkcyjnych, receptą na sukces będzie gotowość do elastycznej zmiany, tak w sposobie prowadzenia biznesu, jak i samych narzędzi produkcji. Kluczowym rozwiązaniem usprawnienia działalności przedsiębiorstwa są obecnie automatyzacja, robotyzacja i cyfryzacja procesów produkcyjnych. W tych pełnych wyzwań czasach bardzo ważne jest otrzymanie rzetelnego wsparcia od sprawdzonego partnera biznesowego. Łukasiewicz – PIAP to czołowy integrator w obszarze rozwiązań automatyzacji i robotyzacji produkcji, z ponad 50-letnim doświadczeniem we wspieraniu przedsiębiorstw w obszarach zwiększania jakości i wydajności produkcji oraz utrzymania ruchu. Nasi eksperci działający w obszarach automatyzacji i robotyzacji przedstawią państwu optymalne rozwiązania w odpowiedzi na szereg poruszanych obecnie zagadnień, m.in.: 1. Jak automatyzacja i robotyzacja procesów pozwala skutecznie ustabilizować ciągłość i wydajność produkcji? 2. Jak pozyskiwać środki UE na inwestycje w rozwój zaawansowanych systemów produkcji? 3. Jak odpowiedzieć na rosnące wymagania w zakresie uelastycznienia produkcji - jak przygotować produkcję do zmian sposobów wytwarzania? 4. Czy w celu optymalizacji kosztów automatyzacji firmy warto wdrażać roboty używane? 5. Jak automatyzacja i robotyzacja może zwiększyć morale pracowników? 6. Jak robot może odciążyć pracownika i tym samym zwiększyć efektywność jego pracy? Zapraszamy do kontaktu. To dobry czas na podjęcie nieuniknionych wyzwań w nadchodzącej przyszłości. Pomocą w tym niech będzie analiza posiadanych przez państwa systemów produkcji, w kontekście ich automatyzacji i robotyzacji. Podejmij wyzwanie ramię w ramię ze sprawdzonym i doświadczonym partnerem biznesowym.

Łukasz Wojtczak lukasz.wojtczak@piap.lukasiewicz.gov.pl tel. 601 225 289

Marcin Pilip marcin.pilip@piap.lukasiewicz.gov.pl tel. 605 327 783

Środki UE na wsparcie przedsiębiorstw Robotyzacja i automatyzacja przedsiębiorstw i linii produkcyjnych

Projekty robotyzacji i automatyzacji spawania, paletyzacji, konfekcjonowania, obsługi maszyn i inne

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa I tel.: 22 87 40 164, faks:22 87 40 221 www.piap.pl

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY

Systemy fotowoltaiczne Jak wybrać optymalne rozwiązanie? ! > * >#A

% * ? * % > = ) > ?1 >

4 > % A ; ;

> ; % *

? A % ? %

* #

% % G * % A ?

* >B * = 3

B B ? ?1 > >B ? 4

G % ? * ; B A 4 * > >

1 = !"#$!

%$& '& # *

* * =

#% # =

anim zaczniemy omawiać poszczególne rodzaje instalacji fotowoltaicznych, warto przyjrzeć się budowie i zasadzie działania paneli fotowoltaicznych, określanych też często mianem paneli PV (photovoltaic). Podstawowym i najmniejszym elementem paneli fotowoltaicznych, czyli modułów, które montowane są np. na dachu, jest półprzewodnikowe, najczęściej krzemowe, nieco rzadziej germanowe lub selenowe ogniwo fotowoltaiczne, nazywane też ogniwem fotoelektrycznym lub fotoogniwem. Początki fotowoltaiki sięgają 1839 r., kiedy to Antoine César Becquerel po raz pierwszy zaobserwował zjawisko zamiany promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Pierwsze ogniwo fotowoltaiczne wykonane z krzemu powstało w 1954 r., a jego sprawność wynosiła wówczas zaledwie 6 %. Obecnie produkowane, pojedyncze ogniwa charakteryzują się sprawnością wynoszącą 14–19 %.

Ogniwa fotowoltaiczne Fotoogniwo to, najprościej rzecz ujmując, element półprzewodnikowy, w którym na skutek występowania efektu fotoelektrycznego następuje przemiana energii świetlnej w energię elektryczną. Zasadniczo fotoogniwo zbudowane jest z dwóch warstw półprzewodnika. Pierwsza, znajdująca się na górze, to cienka i przezroczysta dla światła warstwa typu n. To nad nią umieszczona jest elektroda ujemna i powłoka antyrefleksyjna panelu. Na samym spodzie znajduje się zaś elektroda dodatnia. Druga umiejscowiona na dole, wprost na elektrodzie dodatniej, półprzewodnikowa, grubsza warstwa, to półprzewodnik typu p. Obie warstwy oddzielone są barierą potencjału, którą tworzy złącze p-n, o czym za chwilę. W tym miejscu trzeba podkreślić, że elementem czynnym fotoogniwa jest właśnie to półprzewodnikowe złącze p-n, choć generacja nośników odbywa się, tak naprawdę w całej objętości fotoogniwa. W obecnie produkowanych ogniwach krzemowych warstwa półprzewodnika typu n, czyli ta, która skierowana jest w stronę światła słonecznego, domieszkowana jest ujemnie fosforem, co skutkuje wytworzeniem w niej nadmiaru elektronów (przewodnictwo elektronowe). Dolna warstwa krzemu tworzącego fotoogniwo domieszkowana jest dodatnio przez dodanie atomów boru (niedobór elektronów, przewodnictwo dziurowe). Po zetknięciu ze sobą obu typów półprzewodnika, na granicy tych dwóch warstw, atomy z warstwy typu n „oddają” swoje nadAUTOMATYKA

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY miarowe elektrony atomom z warstwy typu p „zapełniając” ich dziury. W ten sposób powstaje złącze p-n, które składa się z atomów o obojętnym ładunku elektrycznym. Na skutek odpłynięcia nośników ładunku z półprzewodników typu n i p do złącza p-n, na jego granicy wytwarzana jest bariera potencjału blokująca dalszy napływ nadmiarowych ładunków z głębi półprzewodnika, a w obszarze granicznym tworzy się pole elektryczne. Teraz, kiedy na obszar półprzewodnika, w tym na obszar złącza p-n, pada najmniejsza jednostka światła,

jest stałe, oświetlone światłem słonecznym ogniwo fotowoltaiczne działa jak typowe ogniwo elektryczne, które scharakteryzować można standardową siłą elektromotoryczną. Opisane zjawisko nosi nazwę efektu fotowoltaicznego. Dzięki powstałemu na skutek działania promieni słonecznych napięciu elektrycznemu, po zamknięciu obwodu odbiornikiem energii, między górną a dolną elektrodą w obwodzie popłynie prąd. Wytworzony w ten sposób prąd to prąd stały, który nie jest standardowo wykorzystywany w energetyce. Aby móc z niego korzystać, ko-

%$& (& * * > # B # O =

czyli foton, który ma wyższą energię od szerokości przerwy energetycznej półprzewodnika, to jest on w stanie „wybić” elektrony walencyjne z atomów o obojętnym ładunku do pasma przewodzenia. W ten sposób powstają pary elektron-dziura. Wspomniane przed chwilą, związane z obecnością złącza p-n, pole elektryczne przesuwa, o ile wcześniej nie dojdzie do procesu rekombinacji, wytworzone nośniki dziurowe i elektronowe w różne strony, odseparowując je od siebie. Elektrony trafiają do obszaru n, zaś dziury do obszaru p. Rozdzielenie nośników ładunku sprawia, że w półprzewodniku pojawia się różnica potencjałów, a więc powstaje na nim zewnętrzne napięcie elektryczne. Ponieważ rozdzielone nośniki są nośnikami nadmiarowymi, czyli charakteryzują się nieskończonym czasem życia, a napięcie na złączu p-n 4/2021

sobą w szereg). Łańcuchy usytuowane względem siebie równolegle tworzą macierz fotowoltaiczną. Elektrycznie ogniwa modułu łączy się ze sobą równolegle, szeregowo lub szeregowo-równolegle, jednak już same moduły zawsze łączone są szeregowo. W konsekwencji, żeby uzyskać największą wydajność instalacji, każdy moduł musi pracować z maksymalną wydajnością. Obniżenie uzysku z jednego modułu wpływa na obniżenie wydajności całej instalacji. Przy połączeniu szeregowym przednia elektroda pierwszego ogniwa jest

%$& )& 8; B * O ? * > * *

* * 1 = * % % % # > *

# B # ? # *B

W %#% * X *? % % # # =

nieczne jest zastosowanie falownika (inwertera), który zmieni prąd stały w prąd zmienny. Dla typowych paneli fotowoltaicznych, moc wytwarzana przez pojedyncze ogniwo wynosi ok. 1,5–2,5 W, przy napięciu ok. 0,5 V. Żeby wartość mocy była jak największa, należy ją dostarczyć w tzw. punkcie mocy maksymalnej MPP (Maximum Power Point), czyli w punkcie charakterystyki prądowo-napięciowej ogniwa fotowoltaicznego, dla którego wartość prądu i napięcia jest maksymalna.

Od ogniwa do panelu Jak wspomniano, moc pojedynczego ogniwa fotowoltaicznego jest bardzo mała rzędu 1,5–2,6 W dla ogniwa o wymiarach 12,5 cm × 12,5 cm, dlatego w rzeczywistych instalacjach fotowoltaicznych pojedyncze fotoogniwa łączy się w moduły (panele), a te z kolei w łańcuchy (panele połączone ze

połączona z tylną elektrodą ogniwa następnego, a napięcia w takim połączeniu poszczególnych ogniw sumują się. Przy połączeniu równoległym, przednia elektroda ogniwa poprzedniego łączona jest z przednią elektrodą ogniwa następnego. W tym przypadku prądy połączonych w ten sposób ogniw są sumowane. Łączenie szeregowo-równoległe polega na jednoczesnym łączeniu ogniw szeregowo i równolegle. Przy takim połączeniu sumują się zarówno napięcia, jak i natężenia prądów. Napięcia sumuje się w zależności od liczby modułów w łańcuchu jednego szeregu, natężenia prądów sumuję się w zależności do liczby połączonych równolegle łańcuchów.

Zacienienie ogniw fotowoltaicznych W tym miejscu trzeba wspomnieć o bardzo częstym problemie eksplo45

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY

%$& *& B * O *

% # * * ;= =

atacyjnym – chwilowym zacienieniu spowodowanym np. cieniem rzucanym przez drzewa, leżący śnieg, czy liście, które mogły przykleić się do pojedynczego modułu. Spadek mocy paneli zależy w tym przypadku od sposobu wykonanego połączenia, czy jest to połączenie szeregowe, czy równoległe. Warto wiedzieć, że 3 % cienia na module potrafi zmniejszyć wydajność łańcucha modułów aż o 25 %. Cień obejmujący już od 6 % do 10 % jednego modułu potrafi zmniejszyć wydajność całego łańcucha nawet o połowę. Klasyczne instalacje fotowoltaiczne charakteryzują się szeregowym połączeniem modułów. Przy połączeniu szeregowym zacienienie tylko jednego ogniwa w całym panelu powoduje, że prąd płynący przez panel dostosowuje się do prądu płynącego przez najsłabsze ogniwo, w wyniku czego wartość prądu spada niemal do zera. Tak oświetlony panel szybko ulega przegrzaniu, co grozi jego uszkodzeniem. Aby zapobiec spaleniu panelu, stosuje się bocznikowanie ogniw za pomocą diod. Diody są włączone równolegle w układ szeregowy ogniw i przy normalnej ich pracy są spolaryzowane w kierunku zaporowym, odwrotnie do ogniw fotowoltaicznych. Przy normalnym nasłonecznieniu i braku zacienienia prąd płynie przez ogniwa z pominięciem diod. Jeśli jedno z fotoogniw jest zacienione, dioda polaryzuje się w kierunku przewodzenia i prąd może płynąć w obwodzie z pominięciem zasłoniętego ogniwa. Z kolei w instalacjach równoległych każde ogniwo pracuje niezależnie 46

i zapewnia większe uzyski energii, pod warunkiem, że zastosowano cyfrowe optymalizatory mocy i inwertery dla każdego z modułów. Takie połączenie umożliwia śledzenie maksymalnego punktu mocy osobno dla pojedynczego modułu. Optymalizatory mocy sprawiają, że każde ogniwo redukuje straty związane z częściowym efektem zacienienia, zabrudzenia czy uszkodzenia pojedynczych modułów instalacji. Zastosowanie takiego rozwiązania powoduje spadek produkcji energii wyłącznie dla określonego panelu, a reszta będzie pracowała wykorzystując maksymalnie swoje możliwości. Niestety, ze względu na konieczność stosowania bardziej rozbudowanych systemów sterowniczych, tego typu instalacje są droższe. Ogniwa połączone równoległe z wykorzystaniem optymalizatorów są doskonałym rozwiązaniem dla dachów o nieregularnych kształtach lub w instalacjach, gdzie poszczególne panele zorientowane są na różne strony świata.

Rodzaje ogniw fotowoltaicznych Ilość generowanego przez panel prądu zależy od jego sprawności. Sprawność ogniwa fotowoltaicznego to nic inne-

go jak stosunek generowanej mocy do padającego na nie promieniowania słonecznego. W praktyce efektywność zależy od wielu czynników. Na część z nich mamy wpływ, na inne, takie jak warunki atmosferyczne nie. Sama skuteczność efektu fotowoltaicznego, jaką udaje się uzyskać, zależy od dwóch głównych czynników – od struktury materiału i właściwości zastosowanych warstw antyrefleksyjnych, zapobiegających rozpraszaniu i odbiciom padającego na panel PV światła. Powłoki te mają też za zadanie ograniczyć niekorzystne zjawisko nagrzewania się panelu. W krzemowych panelach słonecznych spadek sprawności sięga nawet 0,5 % na każdy dodatkowy stopień Celsjusza. Najmniej podatne na wysoką temperaturę, ale jednocześnie najdroższe są ogniwa z tellurku kadmu (CdTe). W standardowych zastosowaniach konsumencko-przemysłowych najczęściej wykorzystuje się najłatwiejsze w produkcji i najtańsze, przede wszystkim pod względem kosztów materiałowych, panele krzemowe. Ze względu na stopień uporządkowania struktury krystalicznej krzemu, na rynku spotkać się można trzy odmiany paneli:

%$& +& *

% *

* ;

>B ; #

* * # =

! =

AUTOMATYKA

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY %$& ,& Rodzaje paneli * ;

? #=

• z krzemu monokrystalicznego, • z krzemu polikrystalicznego, • z krzemu amorficznego. Krzem monokrystaliczny charakteryzuje się silnie uporządkowaną strukturą pozbawioną większej liczby defektów. Rozpoznamy je po czarnym, ciemnogranatowym kolorze. Ogniwa zbudowane z tego rodzaju krzemu charakteryzują się najwyższą efektywnością przetwarzania energii słonecznej w energię elektryczną. Sprawność tego typu rozwiązań jest na poziomie 15–19 %. W praktyce oznacza to, że energia promieniowania słonecznego padająca na 1 m2 ogniwa zostaje w 15 % przekształcona na energię elektryczną. Na rynku najczęściej można spotkać nieco tańsze panele z krzemu polikrystalicznego, które rozpoznać można po niebieskim lub ciemnoniebieskim kolorze. Krzem taki charakteryzuje się mniej uporządkowaną strukturą oraz większą liczbą skaz. Z tego względu sprawność modułów zbudowanych z polikryształów krzemu osiąga wartość 14–16 %. Z kolei najtańszy krzem amorficzny to krzem niemający uporządkowanej struktury krystalograficznej (jego struktura jest mocno chaotyczna) i charakteryzuje się stosunkowo dużą liczbą wad. Ma to bezpośredni wpływ na niską sprawność modułów, która wynosi obecnie zaledwie od 9 % do 14 %. Panele z krzemu amorficznego charakteryzują się nieco inną strukturą. Tutaj bardzo cienka warstwa krzemu osadzana jest na powierzchni innego materiału, np. szkła. W panelach amorficznych nie jest zatem możliwe wyróżnienie pojedyn4/2021

czych ogniw, tak jak w panelach monoi polikrystalicznych. Po tej charakterystycznej cesze można je rozróżnić od dwóch wyżej wymienionych typów. Panele tego typu najczęściej wykorzystuje się w urządzeniach elektronicznych i najtańszych instalacjach fotowoltaicznych. Zdecydowanie najpopularniejsze na rynku są obecnie moduły polikrystaliczne, około 70 % światowego rynku, i monokrystaliczne – około 25 %. Wymienione typy paneli należą do urządzeń tzw. I generacji, opartych na opisanym krzemowym złączu p-n. Z paneli I generacji składa się 80 % systemów działających w Polsce. Oprócz nich dostępne są mniej popularne panele, do których należą: • ogniwa II generacji, które produkowane są ze wspomnianego, odpornego na efekty termiczne tellurku kadmu (CdTe), panele wykonane z mieszaniny miedzi, indu, galu, selenu (CIGS), a także cienkowarstwowe (0,001–0,08 mm) panele z krzemu amorficznego nowej generacji. Półprzewodniki w tych ogniwach nakłada się za pomocą naparowywania, napylania oraz epitaksji. Dzięki technologii naparowywania, ogniwa II generacji można wykorzystywać jako elementy budowlane, np. nanieść je bezpośrednio na dachówki lub elementy wykończenia ścian. • ogniwa III generacji bazują na różnych technologiach i nie są oparte na złączach półprzewodnikowych p-n. Tego typu ogniwa są obecnie w fazie rozwoju (dostępne są jedynie instalacje demonstracyjne) i charakteryzują się jeszcze dość

niską sprawnością oraz żywotnością. Spośród stosowanych tu technologii wymienić można ogniwa barwnikowe, polimerowe oraz organiczne, wykorzystujące zjawisko fotosyntezy. W tym miejscu należy dodać, że tradycyjne ogniwa fotowoltaiczne wyprodukowane w określonych warunkach z jednej partii materiału, prawie nigdy nie mają identycznych parametrów pracy. Różnice między poszczególnymi modułami lub partiami produkcyjnymi mogą dochodzić nawet do 5 %. Tę różnicę określa sie jako tolerancję mocy i podaje w procentach mocy modułu, np. dla modułu o mocy nominalnej P = 250 Wp, Power Tolerance ∆Pmax = 0/+3 określa, że moc modułu w warunkach testowych może się wahać od 250 Wp do 253 Wp. Tolerancja ±2 dla tego samego modułu oznacza zakres rozpiętości mocy od 248 Wp do 252 Wp. Co ważne, moduły z tzw. dodatnią tolerancją są zawsze korzystniejszą opcją zakupu dla klienta.

Inwertery fotowoltaiczne Jak wspomniano, panele fotowoltaiczne wytwarzają prąd stały, który nie jest używany w standardowych instalacjach energetycznych. Aby móc zatem skorzystać z wytworzonej energii konieczna jest instalacja falownika (inwertera), który zmieni prąd stały wytwarzany przez panele fotowoltaiczne na prąd przemienny. Oprócz przetwarzania prądu stałego na prąd przemienny, inwerter fotowoltaiczny realizuje też takie funkcje jak: • synchronizowanie instalacji PV z siecią elektroenergetyczną, • monitorowanie i zarządzanie systemem fotowoltaiki, • rejestrowanie danych eksploatacyjnych, • śledzenie parametrów MMPT (maksymalny punkt mocy modułów fotowoltaicznych), • automatyczne rozłączanie w razie awarii. Inwertery fotowoltaiczne podzielić można na: • Inwertery wyspowe (off-grid). Falownik nie nawiązuje połączenia z siecią, a więc nie może oddawać do niej nadwyżek energii. Ma nato47

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY miast możliwość ładowania akumulatorów. Inwerter tego typu często dostosowuje napięcie do potrzeb podłączonych urządzeń i baterii, na przykład maszyn i urządzeń wykorzystywanych na budowie w terenie. W praktyce przemysłowej tego typu falowniki są rzadko stosowane. • Inwertery sieciowe (on-grid). Tutaj falownik nawiązuje bezpośrednie połączenie z siecią energetyczną, oddając do niej nadwyżki nagromadzonej energii. Co ważne, dostosowuje napięcie do jego poziomu w sieci. Ten typ urządzenia nie pozwala na ładowanie akumulatorów, niemniej jest najczęściej stosowanym obecnie rodzajem falownika. • Inwertery hybrydowe, to połączenie funkcji obu wymienionych wyżej systemów. Pozwala wytwarzać prąd z paneli fotowoltaicznych, oddawać go w razie potrzeby do sieci energetycznej, albo ładować akumulatory. Falownik taki charakteryzuje się większą liczbą wejść i wyjść. Inny podział inwerterów fotowoltaicznych, to podział na inwertery jednoi trójfazowe. Te pierwsze stosowane są wszędzie tam, gdzie nie ma potrzeby korzystania z sieci trójfazowej. Tego typu falowniki spotkać można najczęściej w mniejszych, domowych instalacjach fotowoltaiki o mocy do kilku kW. Z kolei inwertery trójfazowe, stosowane są w instalacjach przemysłowych i systemach fotowoltaiki o większej niż kilka kW mocy. Kolejnym podziałem, jest podział ze względu na wielkość instalacji: mikroinwertery (np. domki letniskowe), inwertery stringowe (instalacje fotowoltaiczne o mocy do 30 kW) i inwertery centralne (duże instalacje, np. farmy fotowoltaiczne). W najbardziej nowoczesnych i zaawansowanych instalacjach wykorzystuje się tzw. mikroinwertery. Falowniki te wpinane są bezpośrednio w każde ogniwo. W ten sposób zwiększa się wydajność działania systemu fotowoltaiki. W przeciwieństwie do falowników centralnych, moduły fotowoltaiczne wykorzystujące mikrofalowniki działają równolegle. Każdy moduł pracuje zawsze z największą możliwą do osiągnięcia w danym momencie mocą, a mniejsza wydajność pojedynczego 48

ogniwa nie wpłynie znacząco na pracę całej instalacji. Co więcej, mikrofalownik może automatycznie poinformować, który panel został przykryty np. liśćmi czy śniegiem. Jak można się domyślić, inwerter fotowoltaiczny jest zbudowany z następujących elementów: falownika – generującego prąd przemienny, stopnia pośredniego i końcowego – odpowiedzialnych za stabilizację i wygładzanie przebiegu napięcia oraz układu zabezpieczeń – chroniącego przed awariami przez odłączenie zasilania w przypadku wykrycia niepożądanych parametrów pracy. Do tego dochodzi mikroprocesorowy moduł elektroniki

la wykorzystywać nawet o 20 % więcej energii w porównaniu z falownikami starszego typu, które są pozbawione tego układu. Oczywiście – inwerter zsynchronizowany z siecią (sieciowy lub hybrydowy) zlicza energię produkowaną przez panele słoneczne, a jednocześnie odczytuje prąd pobrany z sieci energetycznej. W ten sposób można monitorować rzeczywiste oszczędności uzyskane dzięki panelom słonecznym. Dane takie można porównać w różnych cyklach – chwilowe, godzina, doba, tydzień, miesiąc, rok itp. Moc inwertera fotowoltaicznego powinna wynosić od 80 % do 95 %

TREND ZWIĄZANY Z MONTAŻEM PANELI FOTOWOLTAICZNYCH WPISUJE SIĘ SZERZEJ W PROEKOLOGICZNE DZIAŁANIA ZWIĄZANE Z ZIELONYMI BUDYNKAMI LUB ZIELONĄ FABRYKĄ. sterującej, która odpowiada za dobieranie w czasie rzeczywistym optymalnych parametrów pracy systemu fotowoltaicznego i wyświetla użytkownikowi oraz archiwizuje wszystkie informacje o bieżącym działaniu fotowoltaiki. Sterowanie nowoczesnym inwerterem jest wyjątkowo proste. Wszystkie parametry pracy są na bieżąco wyświetlane na panelu LCD i jednocześnie archiwizowane i wysyłane do firmowego systemu IT lub systemu automatyki. Do podstawowych parametrów zaliczyć można wskazania mocy, napięcia, prąd DC i AC, a także dzienną, miesięczną i roczną produkcję energii. Dostępne są też falowniki wyposażone w zewnętrzne układy pomiarowe. Dzięki temu mogą one mierzyć zużycie energii przez podłączone urządzenia, co może być istotne w warunkach przemysłowych. Jedną z funkcji inwertera jest śledzenie parametru MPPT (maksymalny punkt mocy modułów fotowoltaicznych), który zależy od natężenia światła słonecznego. Jest to o tyle istotne, że dzięki systemowi śledzenia maksymalnego punktu mocy paneli fotowoltaicznych, instalacja fotowoltaiczna pozwa-

mocy znamionowej instalacji fotowoltaicznej. Co ważne, inwertery fotowoltaiczne dość dobrze znoszą lekkie przeciążenia, nie ma więc obawy, że instalacja ulegnie uszkodzeniu. Dodatkowo, w polskich warunkach klimatycznych panele nigdy nie osiągają swoich nominalnych wartości mocy podawanej przez producenta.

Rodzaje instalacji fotowoltaicznych Przejdźmy teraz do instalacji fotowoltaicznej traktowanej jako cały system. Niezależnie od jej rodzaju w skład wchodzą omówione już panele fotowoltaiczne, inwerter a także niezależne zabezpieczenia chroniące przed zbyt wysokim napięciem oraz system montażowy. Rodzaj samej instalacji skorelowany jest z rodzajem zamontowanego w systemie falownika. I tak instalacja sieciowa on-grid, nazywana też instalacją sieciową, to po prostu instalacja fotowoltaiczna podłączona do sieci dystrybucyjnej. Instalacje on-grid stanowią zdecydowaną większość systemów fotowoltaicznych montowanych na świecie. Tutaj energia elektryczna z modułów fotowoltaicznych AUTOMATYKA

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY wykorzystywana jest na potrzeby pracy podłączonych urządzeń, a w przypadku wygenerowania nadwyżek energii, sprzedawana do sieci energetycznej. Podobnie jak w przypadku inwertera, instalacją off-grid lub instalacją autonomiczną nazywamy instalację działająca poza publiczną siecią elektroenergetyczną. Tutaj, podobnie jak w sieciowej, energia elektryczna z modułów fotowoltaicznych wykorzystywana jest na potrzeby pracy podłączonych urządzeń domowych, a w przypadku wystąpienia nadwyżek energii, wykorzystuje się ją do ładowania akumulatorów. Z kolei w przypadku instalacji hybrydowej nie ma już prostej analogii do rodzaju użytego falownika. Fotowoltaiczna instalacja hybrydowa to instalacja, w której oprócz paneli fotowoltaicznych korzysta się z innego, własnego źródła energii elektrycznej. Są to najczęściej turbiny wiatrowe lub generatory spalinowe. Instalacja ta może również współpracować z siecią energetyczną. Energia pozyskiwana z paneli może być zużywana od razu, a jeśli do tego nie dojdzie jest magazynowana i może być spożytkowana później. Tego typu instalacje wykorzystywane są przez firmy energetyczne, a także korzysta się z nich w wypadku zasilania dużych fabryk lub całych kompleksów przemysłowych. Instalacje fotowoltaiczne podzielić można również ze względu na ich umiejscowienie. Najpopularniejsze są instalacje fotowoltaiczne montowane na dachu. W przypadku montażu systemu fotoogniw na dachu ważne jest ich usytuowanie, konstrukcja oraz otoczenie. Najlepszy do montażu paneli fotowoltaicznych jest dach zwrócony na południe, który umożliwia umieszczenie paneli pod kątem około 35°. Bardzo istotna jest przestrzeń dookoła instalacji. Nie powinna być ona zacieniona przez obiekty zewnętrzne, takie jak drzewa i słupy, ale również elementy samego budynku jak np. komin. Panele fotowoltaiczne na dachu montowane są na specjalnych konstrukcjach dostosowanych do materiału, którym pokryty jest dach i do kąta jego nachylenia. Podczas montażu należy też pamiętać o względach architektonicznych – es4/2021

JAK DZIAŁA LICZNIK DWUKIERUNKOWY? Niezbędnym elementem sieciowej instalacji fotowoltaicznej jest licznik dwukierunkowy. Jego zadaniem jest zliczanie energii elektrycznej, którą wytworzyła instalacja fotowoltaiczna oraz energii pobranej z sieci publicznej. Jest to więc urządzenie pomiarowe, które dokonuje pomiarów dwukierunkowego przepływu prądu – do sieci oraz z sieci. Na ich podstawie prosument (osoba będąca jednocześnie producentem i odbiorcą energii elektrycznej) rozlicza się z zakładem energetycznym. Funkcjonalność sieci elektrycznej jest zachowana. Jedyną różnicą jest dodatkowa mikroinstalacja do produkcji prądu. W zależności od inwertera (jednofazowy, trójfazowy) i od tego, czy zasilamy jedną bądź trzy fazy, firma energetyczna zamontuje odpowiedni licznik. Instalacja fotowoltaiczna może być również wyposażona w dodatkowy licznik, który umożliwi także analizowanie wykresów zużycia energii elektrycznej i energii, która dostarczana jest do sieci energetycznej. -# =

tetyce i o tym, aby instalacja w miarę możliwości współgrała ze znajdującą się obok zabudową. Drugim rodzajem instalacji fotowoltaicznych, ze względu na ich umiejscowienie, są instalacje fotowoltaiczne posadowione na gruncie. Panele fotowoltaiczne na gruncie montuje się w przypadku budowy farm fotowoltaicznych zasilających np. fabryki lub kompleksy przemysłowe lub, gdy montaż paneli na dachu jest zbyt skomplikowany lub niemożliwy, np. na dachu zabytkowego budynku. Powodem montażu na gruncie zamiast na dachu są zazwyczaj liczne zacienienia, skomplikowana, nietypowa konstrukcja dachu lub brak na nim miejsca na odpowiednią liczbę paneli. Instalacja taka charakteryzuje się bardziej rozbudowaną konstrukcją i dłuższym czasem montażu. Przed jej wykonaniem trzeba wziąć pod uwagę szereg czynników. Najważniejszym z nich jest to, aby na działce znajdowało się odpowiednio dużo miejsca, ponieważ prawidłowe funkcjonowanie instalacji wymaga odpowiedniej przestrzeni między panelami. W inwestycji trzeba uwzględnić również obecne zacienienie i przyszły plan zagospodarowania terenu.

Wybór instalacji fotowoltaicznej Obecnie po instalacje fotowoltaiczne sięgają już nie tylko indywidualni użytkownicy, ale również firmy, które chcą zoptymalizować koszty poprowadzenia działalności i produkcji.

Często wybieranym rozwiązaniem są tzw. mikroinstalacje fotowoltaiczne. Systemy o mocy do 50 kWp nie podlegają bowiem obowiązkowi zgłoszenia, a ich tworzenie i montaż nie podlega dodatkowym uwarunkowaniom prawno-technicznym. Firma powinna jednak dokładnie przeanalizować, jaką moc ma mieć projektowana instalacja. Ewentualne nadwyżki wyprodukowanego prądu zawsze można odsprzedać do zakładu energetycznego z zyskiem dla przedsiębiorstwa. Cenę i moc potrzebnej instalacji fotowoltaicznej najczęściej przelicza się posługując się jednostką o nazwie kilowatopik (kWp), czyli mocą maksymalną panelu osiąganą w warunkach laboratoryjnych (Watt-peak). Jak można wyczytać na stronach PGNiG, ceny instalacji w segmencie klientów indywidualnych obecnie wahają się w granicach 4–7 tys. zł netto za 1 kWp, natomiast w segmencie przedsiębiorców zaczynają się już od ok. 3 tys. zł za 1 kWp. Średnia cena dla instalacja 40–50 kWp to około 3,5 tys. zł netto za 1 kWp. Na cenę wpływ ma przede wszystkim jakość wykorzystanych komponentów, tj. modułów, inwertera, konstrukcji wsporczych oraz okablowania. Na koszt wpływać będą też warunki instalacji, np. odległość do najbliższej stacji transformatorowej, czy konieczność wykonania dodatkowych badań, np. nośności dachu lub badań geologicznych (w przypadku instalacji gruntowych). Jak już wspomniano, decydując na instalację fotowoltaiczną dla firmy, war49

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY to w pierwszym kroku przeanalizować profil energetyczny przedsiębiorstwa, czyli schemat korzystania z energii elektrycznej, który zawsze będzie się różnił od schematu energetycznego gospodarstwa domowego. W przeważającej mierze firmy rozpoczynają pracę rano i kończą po południu, więc zapotrzebowanie na prąd występuje w czasie jego produkcji przez fotoogniwa. Montaż i podłączenie paneli fotowoltaicznych w przedsiębiorstwie charakteryzuje się mniejszym nakładem środków niż w przypadku instalacji systemu fotowoltaicznego w domu. Na niższe koszty wpływa między innymi wielkość instalacji, gdyż im większa moc całego systemu, tym niższe koszty zainstalowania 1 kW. Ponieważ firmy cechują się dość dużym zapotrzebowaniem na energię, moc instalacji fotowoltaicznej powinna wynosić przynajmniej 10 kW. Warto też dodać, że inwestycję systemu fotowoltaicznego w firmie należy potraktować jako środek trwały i amortyzować pomniejszając kwotę odprowadzanego podatku. A niższe koszty inwestycji w system solarny to szybszy okres zwrotu z przedsięwzięcia. Zwrot z inwestycji w instalację fotowoltaiczną zajmuje obecnie od 6 do 10 lat. Jej żywotność jest dużo dłuższa, po tym okresie instalacja fotowoltaiczna przynosi zyski. Jednym z ciekawszych rozwiązań na sfinansowanie instalacji fotowoltaicznej dla firmy może być też leasing. Jest to relatywnie tanie rozwiązanie, gdyż jego koszt to zaledwie kilka procent w skali roku a w ten sposób nie trzeba angażować środków własnych. Atutem jest tu też fakt, że można go wpisać w koszty działalności firmy. Działanie to prowadzi do zmniejszenia obciążeń podatkowych z tytułu poniesionych kosztów finansowych.

mentów w bilansach rocznych, który zakłada, że dla instalacji do 10 kWp za każdy 1 kWh energii wprowadzonej do sieci można odebrać 0,8 kWh energii, zaś dla instalacji 10–50 kWp, jest to 0,7 kWh energii. W przypadku użytkowników indywidualnych obowiązuje system bezgotówkowego rozliczania wyprodukowanej i oddanej do sieci energii elektrycznej z zakładem energetycznym. Firma może natomiast podpisać stosowne umowy z dostawcą prądu. Należy jednak koniecznie sprawdzić, na jakich warunkach będziemy mogli odsprzedawać prąd i w jakich ilościach, zanim przystąpimy do kalkulacji. Zazwyczaj tę część energii, której przedsiębiorstwo nie wykorzysta na potrzeby własne, może odsprzedać do zakładu energetycznego po obowiązującej w danym kwartale cenie hurtowej. Przyjmuje się, że instalacji fotowoltaicznej nie należy przewymiarować o więcej niż około 20 %. W polskich

warunkach klimatycznych optymalnie usytuowana instalacja może wyprodukować rocznie nieco ponad 1000 kWh z 1 kWp zainstalowanej mocy. Wartość zużywanej mocy przez naszą firmę najlepiej poznamy analizując pobór prądu z kilku lat, najlepiej korzystając z ze zarchiwizowanych odczytów z liczników lub jeśli nie ma takiej możliwości, można też przeanalizować dotychczasowe faktury lub poprosić o pomoc dostawcę energii elektrycznej. Do takiego archiwalnego zużycia należy dodać planowane zwiększenie zużycie prądu, które może wynikać z zakupu nowych urządzeń, maszyn czy linii produkcyjnych. Najlepiej, żeby instalacja fotowoltaiczna pokrywała zapotrzebowanie całej firmy lub danego budynku na energię elektryczną. Nie zawsze jednak będziemy dysponować odpowiednią ilością miejsca. Z tego powodu niezbędne jest dokonanie pomiarów dostępnej przestrzeni montażowej. Konieczne jest

JAK POPRAWNIE POLICZYĆ MOC INSTALACJI Dobierając moc instalacji można przyjąć, że w polskich warunkach nasłonecznienia na każde zużyte rocznie 1000 kWh energii dobiera się 1,25 kWp mocy instalacji fotowoltaicznej. Obliczając moc warto skorzystać z poniższego wzoru:

Moc instalacji [kWp] gdzie: • Ek – ilość zużywanej rocznie energii [kWh] • a – procentowy udział bieżącej konsumpcji własnej [%] • b – procentowy udział ilości energii oddanej do sieci [%] • opust – 0,8 kWh za 1 kWh oddaną do sieci w przypadku instalacji do mocy 10 kW; 0,7 kWh, w przypadku instalacji o mocy 10–50 kW. • a + b = 100 % • uzysk – roczna produkcja energii z 1 kWp zainstalowanej mocy przez instalację PV [kWh]

Dobór mocy i montaż Przed rozpoczęciem inwestycji, warto zastanowić się nad tym, jakiej wielkości instalacja jest tak naprawdę nam potrzebna i jak prawidłowo dobrać jej moc. Najlepszym rozwiązaniem jest instalacja o mocy, która pokryje całkowicie nasze zapotrzebowanie na energię elektryczną i pozwoli nadwyżki oddawać do sieci. Od 1 lipca 2016 r. w Polsce funkcjonuje system rozliczenia energii przez prosu50

#% # =

AUTOMATYKA

6 = 6 * #

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY sprawdzenie wymiarów dachu bądź gruntu, a także określenie wymiarów i lokalizacji tych elementów, które mogą odpowiadać za zacienienie fotoogniw. Chodzi tu o takie elementy, jak kominy, anteny, drzewa, czy budynki sąsiadujące. Istotne znaczenie ma również skierowanie w stronę południa oraz nachylenie paneli fotowoltaicznych, które wpływa na dostępną przestrzeń montażową. Panele fotowoltaiczne można zamontować wszędzie, gdzie będą wystawione na działanie promieni słonecznych. Optymalny jest dach, ale panele mogą być także instalowane na ogrodzeniach lub innych obiektach architektonicznych. W wypadku instalacji gruntowych, o ile warunki na to pozwalają, panele fotowoltaiczne powinny być usytuowane w kierunku południowym. Na południu Polski panele powinny być montowane pod kątem 20–30° licząc nachylenie od powierzchni gruntu, a na północy kraju pod kątem 25–35°. W ten sposób zapewnione są najlepsze warunki naświetleniowe. Przy montażu paneli na dachach płaskich często stosuje się niższy, bo wynoszący zaledwie 10–15° kąt nachylenia. Wynika to z faktu ograniczonej powierzchni montażowej i ze względów bezpieczeństwa ochrony instalacji przed silnymi wiatrami. W przypadku instalacji dachowych, jeżeli kąt pochylenia dachu nie jest optymalny, stosuje się specjalne konstrukcje wsporcze. Na wybór konkretnego rozwiązania i jego cenę ma wpływ materiał, którym pokryty jest dach. Jeżeli kąt dachu mieści się w przedziale od 15° do 60° przy odchyleniu od południa ±45°, stosowanie konstrukcji wsporczej dopasowującej kąt montażu paneli nie jest uzasadnione pod względem ekonomicznym. Jeśli chodzi o wymiary samych modułów PV, to typowy moduł fotowoltaiczny ma około 1,67 m długości i około 1 m szerokości. Wymagana powierzchnia montażowa potrzebna do uzyskania 1 kWp z instalacji fotowoltaicznej, wraz z uwzględnieniem koniecznych ze względów technicznych przestrzeni instalacyjnych między modułami, wynosi ok. 5,5 m2 dla standardowych, dostępnych na rynku modułów o mocy 330 Wp każdy. 4/2021

Montaż instalacji fotowoltaicznej, to inwestycja, która może być również opłacona z dofinansowań promujących odnawialne źródła energii. Przede wszystkim należy sprawdzić dostępne Regionalne Programy Operacyjne, gdyż każde z województwo lub region oferuje własne zasady dofinansowania energetyki ekologicznej. Dodatkowo istnieje możliwość pozyskania środków z Funduszy Unijnych, a także z Narodowego Funduszu Ochrony Środowiska.

Zielona fabryka Trend związany z montażem paneli fotowoltaicznych wpisuje się szerzej w proekologiczne działania związane z zielonymi budynkami lub zieloną fabryką. Wiele firm deklaruje chęć jak największego wyeliminowania negatywnego wpływu swojej produkcji na środowisko naturalne. Chodzi tutaj przede wszystkim o przedsiębiorstwa i zakłady, które realizując proekologiczną politykę poszczycić się mogą maksymalną efektywnością energetyczną, instalacjami odnawialnej energii OZE, w tym instalacją paneli fotowoltaicznych, zgodnością z przepisami ekologicznymi, zrównoważoną gospodarką dotyczącą odpadów, ograniczeniem do minimum strat, w tym strat energii w procesie produkcyjnym. Takie zielone przedsiębiorstwo produkcyjne powinno również uwzględniać wpływ swojej działalności na środowisko, a także gospodarować materiałami, odpadami i energią zgodnie z zasadami ekorozwoju. Szeroko pojęta ekologia, stała się nie tylko modą, ale również wyzwaniem

związanym z ograniczeniem emisji gazów cieplarnianych, w tym CO2. Dlatego coraz więcej firm zwraca się ku własnej zielonej energii. Idąc o krok dalej, panele fotowoltaiczne wpisujące się w koncepcję zielonej fabryki montowane są już nie tylko na dachach budynków fabrycznych ale tworzą coraz częściej tak zwane farmy fotowoltaiczne. Bardzo częstą praktyką jest wykorzystywanie do ich budowy nieużytków rolnych o minimalnej powierzchni 2 ha z gruntami klasy IV lub gorszej. Farma taka powinna powstać na płaskim terenie, ponadto powinna być zlokalizowana w pobliżu sieć niskiego lub średniego napięcia – od rodzaju sieci zależy wielkość instalacji, jaką można do niej wpiąć, dzięki czemu łatwiej będzie można zawrzeć umowę przyłączeniową. Budowie farm fotowoltaicznych i wpisywanie się coraz większej liczby firm w proekologiczne trendy związane z zieloną fabryką, czy szerzej zielonym przemysłem podyktowane jest też względami praktycznymi. Polska sukcesywnie zamykać będzie kopalnie, drożeje też prąd pozyskiwany z węgla. Opłatę mocową w 2021 r. określono na 76,20 zł w przeliczeniu na każdą skonsumowaną megawatogodzinę energii w godzinach szczytowego jej poboru. W przypadku dużych fabryk, wzrost rocznych kosztów energii elektrycznej w związku z nową stawką opłaty mocowej może być nawet sześciocyfrowy. Jedynym rozwiązaniem może okazać się fotowoltaika. - /& !"#$! "(32 "3E "

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY

Na drodze do zeroemisyjności 6 % - 2 "3 > #> ?

w doradztwie, projektowaniu, budowie oraz utrzymaniu instalacji fotowoltaicznych. Klientami G % B G % ? *

% * #>B * ? * *B= - 2 "3

prowadzi proces inwestycyj % * B*

> # > czywszy na optymalizacji energetycznej produkowanej energii z instalacji fotowoltaicznych. H1 * ; >

m.in. projekt instalacji fotowoltai > G % - " '$O"8

z Tarnowa. - /& 0 1$2 01$ ! 34 /& # 5 "3 $2 #$!

ieloletnie doświadczenie oraz szeroka wiedza pracowników SKOMAT pozwala im podejmować się realizacji wielu specyficznych oraz niestandardowych projektów, takich jak np. rozwiązanie off-gridowe, instalacje przemysłowe maksymalizujące autokonsumpcję energii własnej, układy hybrydowe wiatrowo-słoneczne, instalacje gruntowe dopasowane do specyficznego ukształtowania terenu czy instalacje Building Integrated Photovoltaics (BIPV). SKOMAT współpracuje także z podmiotami z sektora energetycznego przy szacowaniu potencjału energetycznego budynków lub działek budowlanych, wykonuje analizę energetyczną i ekonomiczną projektów fotowoltaicznych oraz optymalizuje energetycznie i kosztowo projektowane instalacje.

Nowoczesna energetycznie siedziba SKAMER-ACM Jedną z instalacji fotowoltaicznych, którą warto szerzej opisać, jest projekt zrealizowany dla firmy SKAMER-ACM z Tarnowa, którą można określić mianem lidera w holistycznym podejściu do efektywności energetycznej – przykładem są audyty energetyczne i efektywności energetycznej, systemy monitoringu mediów, instalacje odzysku energii itp. Firma postawiła na racjonalne użytkowanie energii również przy trwającej obecnie budowie nowej

P R O M O C J A

siedziby. Zainwestowano w instalację fotowoltaiczną, pompy ciepła i wentylację mechaniczną z odzyskiem ciepła.

Stoły fotowoltaiczne i podział inwerterów W przypadku instalacji fotowoltaicznej przy budynku SKAMER-ACM podstawę projektową stanowiło specyficzne ułożenie terenu wokół niego. Skarpa, która powstała podczas kształtowania się terenu przy budynku idealnie nadawała się na posadowienie farmy fotowoltaicznej. Jak wykazały badania geologiczne składa się ona w dużej mierze z łupków przykrytych piaskiem. Taki profil geologiczny jest doskonały do posadowienia konstrukcji montażowej pod moduły fotowoltaiczne. W przypadku farmy fotowoltaicznej przy budynku SKAMER-ACM zdecydowano się na konstrukcję stalową, kafarowaną. Aby zminimalizować efekt rozszerzalności cieplnej oraz powstałych w jej wyniku naprężeń, konstrukcja została podzielona na części, tzw. stoły fotowoltaiczne. Na konstrukcję złożyło się 12 stołów zawierających 20 modułów fotowoltaicznych oraz dwa stoły po 24 moduły. Ułożenie całości w 12 kolumn po dwa stoły pozwoliło na harmonijne pokrycie całości skarpy, dając efekt całkowitego zabudowania mało estetycznego terenu. Odstępy między stołami (50 cm) mają dwa dodatkowe atuty: są przestrzenią komunikacyjną oraz pozwalają na efektywne odprowadzanie ciepła powstającego pod mo-

6 = - " '$O "8

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY dułami. Wraz z wyborem optymalnego rozwiązania montażowego modułów fotowoltaicznych dobrano ich liczbę, a co za tym idzie moc. Analizy profilu zużycia w całym budynku oraz potencjału energetycznego terenu pozwoliły na wybór mocy instalacji – 90 kWp. Finalnie zdecydowano się na moc 89,6 kWp, na którą złożyły się 288 moduły o mocy jednostkowej 300 Wp. W przypadku instalacji przy budynku SKAMER-ACM zastosowano rozproszony układ stałoprądowy. Na etapie projektowania instalacji zdecydowanie odrzucono użycie inwertera centralnego. W jego zastępstwie użyto czterech inwerterów SMA STP 20000 TL-30 o mocy 20 kWp każdy i jednego inwertera SMA STP 10.0. Dzięki zastosowaniu rozproszonego układu stałoprądowego z pięcioma inwerterami możliwe było zminimalizowanie odległości między poszczególnymi modułami fotowoltaicznymi a inwerterami. Krótkie odległości torów stałoprądowych są jednym z elementów optymalizacji energetycznej instalacji. Kolejnym argumentem przemawiającym za kilkoma inwerterami jest wyższa stabilność ciągłej produkcji, która jest niemożliwa w przypadku inwertera centralnego. Na wybór producenta inwertera wpłynęło kilka czynników. W takim układzie ważne jest, aby komunikacja między wszystkimi inwerterami była ciągła, a jakość energii elektrycznej po stronie zmienno-prądowej była identyczna. Oba kryteria spełniają inwertery SMA. Zastosowane w przypadku instalacji modułu SinoSola SA300-60M zostały dobrane zgodnie z dwoma głównymi kryteriami. Pierwszym były wysoka sprawność sięgająca 18,44 % oraz niski współczynnik temperaturowy dla mocy modułu tj. –0,36 %/K. Drugim był wysoki współczynnik obciążalności mechanicznej tych modułów. Aby poprawić bezpieczeństwo długookresowego użytkowania całej instalacji, zastosowano rozbudowaną ochronę przeciwprzepięciową całej instalacji. Jej głównymi elementami są ograniczniki przepięć stało- i zmiennoprądowe (montowane przy inwerterach fotowoltaicznych kaskadowo w rozdzielnicach stało- i zmiennoprądowych), ogranicznik przepięć w złączu kablowym przeznaczonym do instalacji fotowoltaicznej oraz ogra4/2021

nicznik przepięć w złączu kablowym całego budynku. Ochronę przepięciową uzupełnia instalacja uziemiająca, której głównym elementem są zwody pionowe w postaci iglic o wysokości 3 m, usytuowanych na koronie skarpy. Z punktu widzenia rozliczania wyprodukowanej energii głównym elementem układu jest licznik energii elektrycznej. Dzięki pomiarowi półpośredniemu i transmisji danych Operator Systemu Dystrybucyjnego ma na bieżąco wgląd do produkcji energii elektrycznej. Sam licznik wraz z niezbędną automatyką znajduje się na koronie skarpy obok instalacji fotowoltaicznej. Dystrybucja wytworzonej energii do budynku SKAMER-ACM i sieci publicznej odbywa się przez kolejne złącze kablowe zlokalizowane przy głównym liczniku energii elektrycznej dla całego obiektu. Złącze kablowe budynku zostało uzupełnione o kolejny element zabezpieczający. Zaprojektowany oraz zamontowany układ zabezpieczenia generatorowego Micrologic 2.2G oraz kontrolera uREG pozwala na pełną automatyzację współpracy energetycznej farmy z Operatorem Systemu Dystrybucyjnego. Całość rozwiązania spina przeciwpożarowy wyłącznik prądu przeznaczony do instalacji fotowoltaicznej.

Centralna pompa ciepła Kolejnym elementem, na który należy zwrócić uwagę w nowej siedzibie firmy SKAMER-ACM jest centralna pompa ciepła typu powietrze-woda, zastosowana do ogrzewania, chłodzenia oraz wytwarzania ciepłej wody użytkowej dla całego budynku. Pompa ciepła, dzięki net-meteringowemu rozliczaniu energii elektrycznej z OSD, jest pośrednio zasilana z instalacji fotowoltaicznej. Dzięki zastosowaniu obiegu termodynamicznego pompa pobiera ciepło z powietrza z zewnątrz, co przekłada się na prawie czterokrotną redukcję zużycia energii elektrycznej w stosunku do klasycznych oporowych rozwiązań grzewczych. Urządzenie ma klasę efektywności sezonowej A+. Precyzyjne, inwerterowe sterowanie sześcioma sprężarkami pompy zwiększa żywotność urządzenia oraz pozwala optymalizować energetycznie zapotrzebowanie na ciepło lub chłód. Ma to kluczowe znaczenie w bardzo nie-

jednolitym energetycznie środowisku, jakim jest przestrzeń biurowa. Rzadsze, energochłonne cykle załączania i zatrzymywania zmniejszają zużycie energii do 30 % i zapewniają bardziej stabilną temperaturę. Moc grzewcza i chłodnicza (ponad 60 kW wraz z wysokim średniorocznym COP dla C.W.O i C.O. – 3,45) przekłada się teoretycznie na możliwość wytworzenia 320 MWh ciepła lub chłodu w całorocznej produkcji energii elektrycznej z istniejącej instalacji fotowoltaicznej. Instalacja wentylacji wyposażona została w wymienniki krzyżowe przeciwprądowe, dzięki temu uzyskano odzysk ciepła rzędu 86 %. Wymienniki ciepła wykorzystują w szczególności zasadę przepływu krzyżowego. Zalety tego rozwiązania to rozdzielenie strumieni powietrza nawiewanego i usuwanego oraz obniżenie temperatury, w której występuje szronienie i zatykanie się wymiennika. Ciągłe udoskonalanie konstrukcji wymiennika w celu eliminacji zjawiska szronienia doprowadziło do powstania wymienników przeciwprądowych spiralnych. Mają one większą powierzchnię czynną w stosunku do zwykłego wymiennika przeciwprądowego.

Podsumowanie Mając na uwadze farmę fotowoltaiczną, SKAMER-ACM rozważa wprowadzenie do swojej floty samochodów elektrycznych i zainstalowanie stacji ładowania. Finalnie firma chce być zeroemisyjna. Zastosowanie fotowoltaiki, instalacji odzysku i pomp ciepła jest inwestycją, której czas zwrotu nie przekracza pięciu lat, a zysk dla środowiska jest nie do przecenienia. - /& 0 1$2 01$ ! SKOMAT

34 /& # 5 "3 $2 #$! - " '$O"8

ul. Gustawa Morcinka 23e/1 DROKSI *

tel.+48 576 911 790 ww.skomat-fotowoltaika.pl

6 # = $ IS DDORMM 3 * tel. +48 665 844 444 www.skamer.pl

APLIKACJE % A *

-# E ;

Perfekcyjna symulacja 3D

Sunreef Yachts projektuje z aplikacjami Dassault Systèmes H * % >B

? > * B * *

# # * % G % -# E ;

B * %#

% * 4 % * 4 > *

% G * 4 ; # ? # * 4 ; # >?=

% 1 B > G % ? * 4

> , # - .%

* > * ; %# > > ; *=

ysokospecjalistyczna symulacja, jaką umożliwia aplikacja Dassault Systèmes pozwala inżynierom na szybkie przeglądanie niemal nieskończonych wariantów architektury kadłuba i optymalizowanie łodzi pod kątem wydajności paliwowej, dzielności morskiej i osiągów w różnych warunkach morskich.

Odpowiedź na nową filozofię yachtingu Stworzenie firmy produkującej luksusowe katamarany, której wizja zakłada, że elementy takie jak przestrzeń wypoczynkowa, wysokiej jakości materiały i ergonomia są dla wielu klientów bardziej pożądane niż prędkość i moc jednostki, było niewątpliwie ryzykowne. Francis Lapp, założyciel Sunreef Yachts, był jednak przekonany, że takie łodzie, P R O M O C J A

oprócz bardziej tradycyjnych jachtów, również znajdą swoje miejsce na rynku. – Kiedy w 2002 r. założyłem firmę Sunreef Yachts, prywatne luksusowe katamarany praktycznie nie istniały. Czułem jednak, że preferencje klientów się zmieniają. Wielu właścicieli jachtów wybiera Sunreef, a tym samym decyduje się przesiąść z jednostki jednokadłubowej na katamaran, ponieważ katamarany jako dwukadłubowce są bardziej stabilne. Ponadto oferują więcej przestrzeni wypoczynkowej, zapewniając poczucie większej swobody i otwartości w porównaniu z węższymi i dłuższymi jachtami – twierdzi Francis Lapp. Jak podkreśla, luksusem jest również to, że można nimi pływać tam, gdzie nie da się jachtem. – Katamaran pozwala odwiedzić najdalsze zakątki świata, podczas gdy jacht, nawet duży, nie zaAUTOMATYKA

APLIKACJE wsze daje taką możliwość ze względu na mniejszą stabilność i brak dostatecznego zasięgu. Katamarany mają tę przewagę, że tarcie kadłuba o wodę jest mniejsze, co przekłada się na mniejszy opór i zużycie paliwa. Na 18-metrowym katamaranie można przepłynąć Ocean Atlantycki bez uzupełniania paliwa. Na klasycznym 40- czy 50-metrowym jachcie może to być niemożliwe – wyjaśnia założyciel Sunreef Yachts.

Zaufanie i duch współpracy

6 = -# E ;

Luksusowe, designerskie produkty tworzone przez Sunreef Yachts są skierowane do najbardziej wymagających klientów na świecie. Oczekują oni wyłącznie najwyższej klasy, jeśli chodzi o projekt, bezpieczeństwo i elegancję. Jednak połączenie nowoczesnego designu z dobrą dzielnością morską i personalizacją, a także innymi istotnymi parametrami, takimi jak sprawność energetyczna, niezawodność i wysoka wydajność, nie jest łatwym zadaniem. Przystępując do projektowania nowego modelu, należy uwzględnić wszystkie powyższe czynniki, pamiętając przy tym, że kadłub odgrywa kluczową rolę. Dlatego dla firmy Sunreef Yachts liczy się wiarygodność konstrukcyjna. – Opracowa-

nie atrakcyjnej i żeglownej łodzi, którą można dodatkowo łatwo personalizować, jest możliwe wyłącznie wtedy, gdy dysponuje się odpowiednio sprawnym narzędziem projektowym i symulacyjnym. Wirtualna weryfikacja modelu 3D ma ogromne znaczenie dla naszych klientów. Kształt kadłuba jest uzależniony od wielu szczegółów, które możemy modyfikować, aby osiągnąć oczekiwane wyniki w takich obszarach, jak sprawność energetyczna czy prędkość w przypadku jachtu motorowego, zachowując przy tym wysoką sterowność. Wszystkie te elementy należy jednak uwzględnić w procesie projektowym i wizualizować w miarę jego postępowania – zauważa Piotr Hinczewski, kierownik biura projektowego w firmie Sunreef Yachts. W tym celu firma Sunreef Yachts wdrożyła oprogramowanie Dassault Systèmes: SOLIDWORKS do projektowania oraz SIMULIA XFlow do symulacji i weryfikacji dzielności morskiej zaprojektowanej jednostki. – Korzystając z SIMULIA XFlow, wykonujemy analizy z zakresu obliczeniowej mechaniki płynów, aby zobaczyć, jak łódź będzie się zachowywać na wodzie. Oprogramowania SIMULIA XFlow używamy również do opracowywania nowych koncepcji

projektowych, a następnie do sprawdzenia aerodynamiki i hydrodynamiki konstrukcji w drodze symulacji cyfrowych – wyjaśnia Piotr Hinczewski. Do prawidłowego zaprojektowania lub zmodyfikowania układu napędowego potrzebna jest krzywa oporu kadłuba, gdzie z pomocą również przychodzi program XFlow. W ten sposób określa się niezbędną moc łodzi z uwzględnieniem oporu hydrodynamicznego oraz oporu powietrza przy różnych prędkościach i warunkach otoczenia. – Na podstawie tych informacji możemy wybrać odpowiedni silnik oraz dopasować najlepsze śruby napędowe i ożaglowanie, a oprogramowanie symulacyjne testuje je w warunkach bardzo zbliżonych do rzeczywistych. Przykładowo 12-metrowa łódź motorowa z wysokowydajnym silnikiem wymaga kształtu dostosowanego do dużych prędkości. Natomiast w przypadku 18-metrowego jachtu żaglowego prędkość nie musi mieć aż tak dużego znaczenia, zatem kształt jego kadłuba będzie inny. Dzięki oprogramowaniu SIMULIA XFlow możemy testować rozmaite scenariusze – różne kształty, prędkości czy warunki morskie – i szybko otrzymywać wyniki. Na ich podstawie opracowujemy estetyczny kształt, zapewniający optymalną dziel-

:6 * * #A * % * 4 * > ? * 1 %# > * >1 * ; * % D, 4

> * * 1 % * ; > ? 14 * # % # = - > 1 = %# > >

;% %#>B % >? % ; * % >B ; % > A B ? % ; * * 1 >

4/2021

APLIKACJE ność morską i zużycie paliwa. Ponadto, jeśli klient chce dodać coś od siebie, program pozwala nam sprawdzić, czy taki nowy element nie będzie mieć negatywnego wpływu na prędkość lub sterowność łodzi – tłumaczy kierownik biura projektowego w firmie Sunreef Yachts.

Przełom w optymalizowaniu kształtu Łodzie Sunreef Yachts oferują niezwykły komfort i luksusowe wyposażenie, dlatego dużą wagę przywiązuje się do ich masy. Aby jednostka osiągała wymagane parametry, musi charakteryzować się jak najlepszą hydrodynamiką i sprawnością energetyczną, na co kluczowy wpływ ma kształt kadłuba. Decyduje on też o wyborze silnika i ewentualnego ożaglowania. – Metody optymalizacji kształtu mają kluczowe znaczenie, ponieważ pozwalają projektować atrakcyjne łodzie o wysokiej dzielności morskiej – uważa Michał Kruła, projektant kadłubów i specjalista ds. CFD (obliczeniowej dynamiki płynów) w firmie Sunreef Yachts. Możliwość przeprowadzania szczegółowych symulacji, które mają swoje początki w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym, stanowi dla Sunreef Yachts ogromną zaletę. – Dzięki temu możemy wyeliminować konieczność tworzenia fizycznych prototypów i ich testowania, które wymaga basenu modelowego. Uważam, że jest to przełom, jeśli chodzi o mechanikę płynów i symulację. Drogie i czasochłonne fizyczne testy nie są już potrzebne. Siedząc przy komputerze, możemy przetestować model łodzi w zakresie wszystkich możliwych scenariuszy i warunków występujących w rzeczywistości, aby sprawdzić, jak się zachowa – mówi Michał Kruła. Jak dodaje, model 3D jest testowany wirtualnie w warunkach morskich. Pokazuje to, jaki wpływ mają fale i prądy na osiągi oraz wydajność energetyczną łodzi przy różnych prędkościach, w jaki sposób temperatura otoczenia i wiatr wpływają na zachowanie łodzi, jak kształtuje się opór aerodynamiczny i jak łódź reaguje w różnych sytuacjach na wodzie. Dlatego proces projektowy zaczyna się od określenia oczekiwań – np. zmniejszenie oporu kadłuba na wodzie. – Następnie opracowujemy modele i badamy je przy zastosowaniu wielu parametrów, takich 56

jak różne wysokości i długości fal czy prędkości wiatru. Celem jest zobaczenie w programie XFlow, w jakich warunkach opór się zwiększa, a następnie zoptymalizowanie konstrukcji kadłuba w miejscach, w których według XFlow istnieje taka możliwość. XFlow generuje wyniki tak szybko, że symulacje możemy przeprowadzać praktycznie w nieskończoność – mówi projektant kadłubów i specjalista ds. CFD w firmie Sunreef Yachts. Firma zdała sobie również sprawę, że wirtualne symulacje otwierają nowe możliwości, jak testowanie nietypowych konstrukcji. – Możemy testować np. nieszablonowe kadłuby lub różne rodzaje stabilizatorów. Dzięki temu zwiększyliśmy naszą innowacyjność. W procesie projektowym możemy pozwolić sobie na większą kreatywność, a przy tym mamy wsparcie w podejmowaniu właściwych decyzji. Pozwolę sobie nawet stwierdzić, że jest to rewolucja w projektowaniu łodzi – mówi Michał Kruła.

Wielobranżowość koncepcji Kolejną zaletą nowego oprogramowania jest fakt, że wszystkie działy korzystają przy projektowaniu z SOLIDWORKS. – Po opracowaniu ostatecznego projektu w SOLIDWORKS wszystkie działy, tj. dział konstrukcyjny, dział instalacji elektrycznych, hydraulicznych i mechanicznych, a także projektanci wnętrz, pracują na tym samym modelu. Ułatwia to skoordynowanie wszystkich instalacji, wystroju wnętrza i elementów konstrukcyjnych, dzięki czemu unikamy konfliktów, które na późniejszych etapach spowodowałyby trudności produkcyjne lub montażowe. Dokumentacja jest od razu bezbłędna – nie ma konieczności wprowadzania poprawek, gdyż wszystko jest modyfikowane na bieżąco. Jej treść jest automatycznie aktualizowana w miarę postępowania procesu projektowego – mówi Piotr Hinczewski. Sunreef Yachts może teraz szybko testować realistyczne scenariusze symulacji, aby od ręki sprawdzać, jak poprawić hydrodynamikę i aerodynamikę. Dzięki temu zyskuje też pewność, że osiągnięte zostały wszystkie parametry bezpieczeństwa, przy jednoczesnym spełnieniu oczekiwań w zakresie prędkości i sprawności energetycznej.

Zanim firma Sunreef zaczęła korzystać z oprogramowania SIMULIA XFlow, zlecała symulację innemu podmiotowi. Teraz może samodzielnie wykonywać analizy, natychmiast otrzymując wyniki i od razu wprowadzając konieczne poprawki w SOLIDWORKS. – Czas realizacji uległ znacznemu skróceniu. Wcześniej budowa 22,5-metrowej łodzi zajmowała nam 6–7 miesięcy, a teraz trwa to tylko 3,5 miesiąca – podkreśla Francis Lapp. Założyciel Sunreef Yachts zaznacza, że istnieje też zapotrzebowanie na 50- i 60-metrowe katamarany – są one przyjazne środowisku dzięki zastosowaniu silnika zasilanego energią elektryczną lub słoneczną i mają ekologiczne elementy wyposażenia. Obecnie firma eksperymentuje z zastosowaniem rewolucyjnego panelu słonecznego, zintegrowanego bezpośrednio z kadłubem lub masztem. – Nasza przyszłość będzie wiązać się z intensywnym wykorzystaniem wysokowydajnych aplikacji SOLIDWORKS i SIMULIA XFlow, gdyż planujemy budować tego rodzaju większe łodzie. Będzie to podstawą rozwoju naszej firmy – dodaje Piotr Hinczewski. Przedstawiciele Sunreef Yachts wierzą, że sprzedaży łodzi powinno towarzyszyć promowanie filozofii, zgodnie z którą klienci otrzymują wyjątkowe przeżycia na wodzie, dużą przestrzeń wypoczynkową oraz wysokiej jakości obsługę posprzedażową. – Budujemy bliskie relacje między stocznią a klientem, gdyż stwarza to poczucie przynależności do naszej rodziny, i to właśnie uważam za nasz znak firmowy – podsumowuje Francis Lapp.

O firmie Firma Sunreef Yachts jest światowym liderem w budowie luksusowych personalizowanych jachtów. Oferuje katamarany oraz jachty motorowe i żaglowe. Zatrudnia około 1000 osób, a jej siedziba mieści się w Gdańsku. Więcej informacji można znaleźć na stronie https://www.sunreef-yachts.com/com.

DASSAULT SYSTÈMES Sp. z o.o. # = 7* H # RS MIOMLI H * ; UU + =D = %U U O#

AUTOMATYKA

PRAWO I NORMY

MACIEJ KUBIAK

KATARZYNA LEJMAN

" * * * #>B

B ! U3 3

9-H 9 1

# H

" * ? * B * ;

* * 1 # > 9-H 9 1

# H

Jak unikać konfliktów przy wdrażaniu automatyki i robotyki? 9 > 4 A 4

@ % * = $ % #% * ? 14 * > ; ; % ?

% * >B % * * B

> >

# #% * = " % % * 4

* 1 *

* 4 #* ?

1 = 2% * % > * % # =

iezależnie od tego, czy chodzi o zamówienie u wykonawcy dedykowanego oprogramowania z usługą jego wdrożenia, czy przedmiotem umowy ma być skomplikowany sprzęt o unikatowych cechach, punktem wyjścia do ustalenia szczegółów współpracy powinno być drobiazgowe opisanie cech i funkcji rozwiązania. Opis przedmiotu zamówienia powinien określać m.in.: • do czego ma służyć oprogramowanie lub sprzęt (za co ma odpowiadać w przedsiębiorstwie)? • w jakie funkcjonalności i moduły ma być wyposażony? • w przypadku oprogramowania – z jakim oprogramowaniem i sprzętem istniejącym ma być kompatybilne? • w przypadku sprzętu – jakie ma mieć parametry? • czy rozwiązanie ma być kompatybilne z innymi już wdrożonymi w firmie? • jaka powinna być jego wytrzymałość (z jaką ilością danych ma sobie poradzić lub z jakiej wielkości linią produkcyjną)? • czy rozwiązanie ma być skalowalne? • jaka ma być perspektywa rozwoju rozwiązania oraz możliwych jego modyfikacji?

Równie ważne są poziomy zabezpieczeń w oprogramowaniu, wygląd i wymiary sprzętu, liczba pracowników potrzebnych do jego obsługi czy szczegóły licencji lub ograniczeń prawnych dotyczących danego rozwiązania. Przywiązanie do detali sprzyja obu stronom – wykonawca dokładnie wie, co ma zostać stworzone, a zamawiający może być pewny, że w razie nieosiągnięcia przez rozwiązanie wymaganych parametrów będą mu przysługiwać roszczenia o doprowadzenie zamówienia do stanu wymaganego umową. Co równie ważne, taka praca wymaga często zewnętrznego konsultanta albo zatrudnienia specjalisty w danej dziedzinie. Pozwala to uniknąć sytuacji, gdy zamawiającemu jedynie wydaje się, że wie i rozumie, co zamawia albo gdy obie strony inaczej interpretują zakres zamówienia. W takim przypadku spór jest jedynie kwestią czasu.

Metodyka pracy i zasady współpracy stron Po opisaniu potrzeb przychodzi czas na dobranie przez wykonawcę odpowiedniej metodyki pracy oraz określenie, jaką rolę w procesie tworzenia i wdrożenia nowego rozwiązania ma mieć zamawiający. Dochodzenie do efektu końcowego jest procesem, AUTOMATYKA

PRAWO I NORMY a niektórzy klienci chcą w tym procesie aktywnie uczestniczyć. Przed podpisaniem umowy należy określić, czy testowanie rozwiązania ma nastąpić dopiero po zakończeniu pracy nad nim, czy kilkukrotnie na etapie jego rozwijania. Jeśli mamy do czynienia z tworzeniem dedykowanego sprzętu lub oprogramowania, zamawiający będzie prawdopodobnie oczekiwał możliwości zgłaszania uwag i poprawek. Dobrze jest jeszcze przed zawarciem umowy określić, ile będzie miał na to czasu i jakiego rodzaju mogą to być poprawki. Warto mieć na względzie, że zgłaszanie uwag, które zmierzają do rozbudowy rozwiązania względem pierwotnie opisanego przedmiotu zamówienia może doprowadzić do zwiększenia kosztów wykonania rozwiązania i wydłużenia czasu jego realizacji – a to już dwa potencjalne zapalniki w relacjach między kontrahentami. W przypadku budowy oprogramowania niezbędnym elementem umowy jest określenie, jaką metodą będzie ono opracowywane – czy będzie to metoda tradycyjna, tzw. kaskadowa, czy metoda zwinna. W największym uproszczeniu tę pierwszą cechuje większe uporządkowanie, strony muszą włożyć więcej pracy w opisanie przedmiotu umowy, a koszt takiego rozwiązania bywa droższy, ale co do zasady pozostaje niezmienny. Ta druga zakłada większą elastyczność, strony dopiero w toku wykonywania umowy w kolejnych sprintach dochodzą do ostatecznego kształtu wdrażanego rozwiązania, co może być tańszym rozwiązaniem w ofertowaniu, ale też wiąże się z otwartym budżetem końcowym projektu. Wybór metody wpływa na budżet projektu i liczebność angażowanego po stronie wykonawcy zespołu, dlatego powinien być dokonywany świadomie. Nie należy także lekceważyć ustalenia przez strony poziomu zaangażowania przedsiębiorcy, który zamawia dane rozwiązanie. Wskazane jest określenie: • czy w trakcie pracy zamawiający powinien przekazać wykonawcy jakieś niezbędne szczegóły, dokumenty, materiały? • czy wykonawca ma pracować nad rozwiązaniem w infrastrukturze zamawiającego? 4/2021

DO SĄDÓW TRAFIA WIELE SPRAW ZWIĄZANYCH ZE STWIERDZENIEM WAD SPRZĘTU LUB OPROGRAMOWANIA, Z OPÓŹNIEŃ Z WINY KTÓREJŚ ZE STRON CZY Z NIEMOŻLIWYCH DO PRZEWIDZENIA PRZESZKÓD. TO TE NAJTRUDNIEJSZE PRZYPADKI, GDZIE UMOWA NIE ZAPOBIEGA SPOROM. MOŻE JEDNAK ZAWIERAĆ GOTOWE SCHEMATY ROZWIĄZAŃ DLA DANEGO TYPU PROBLEMU. • czy będą potrzebne wizyty u zamawiającego, dostęp do innych sprzętów i już działającego w jego przedsiębiorstwie oprogramowania? • jak wdrożenie może wpływać na bieżące funkcjonowanie zamawiającego? Odpowiedzenie sobie na wszystkie te pytania zwiększy komfort współpracy po obu stronach.

Wycena i harmonogram Dopiero po ustaleniu wymienionych szczegółów strony mogą w sposób świadomy ocenić koszt wdrożenia opisanego rozwiązania i czas potrzebny na jego instalację w przedsiębiorstwie. Jeżeli ma dojść do częściowych wdrożeń, strony powinny stworzyć ich terminarz. Świadomość wzajemnych obowiązków jest kluczowa, żeby uniknąć przyszłych problemów. Harmonogram (szerszy niż termin wykonania wdrożenia) i zasady oraz okoliczności, w jakich może być modyfikowany są kluczowe, zwłaszcza jeśli w projekt zaangażowany jest wiecej niż jeden dostawca (np. w powstającym magazynie jeden wykonawca realizuje prace wdrożeniowe z zakresu automatyzacji, a inny montuje regały magazynowe).

Dlaczego to takie ważne? Jednymi z podstawowych zarzutów spotykanych w sporach sądowych są te wynikające z rozminięcia się oczekiwań z rzeczywistością. Poniżej prezentujemy kilka przykładów sytuacji konfliktowych spowodowanych w dużej mierze (jeśli nie wyłącznie) nieprecyzyjnymi postanowieniami umowy.

Przykład 1 Umowa zawiera bardzo ogólny opis zamówienia i lakoniczny opis metody pracy. Na prośbę zamawiającego rozwijane są poszczególne elementy zamówienia. Po realizacji pracy wykonawca twierdzi, że stworzone przez niego dzieło zapewnia znacznie szersze funkcjonalności niż te, na które umówił się z zamawiającym. Oczekuje podwyższenia wynagrodzenia, ponieważ to ustalone w umowie nie pokrywa nawet kosztów wykonania dzieła. Zamawiający twierdzi natomiast, że od początku było dla niego jasne, że strony umówiły się na osiągnięty finalnie efekt końcowy i odmawia dopłaty.

Przykład 2 Umowa zawiera bardzo ogólny opis zamówienia i lakoniczny opis metody pracy, ale dochodzi do sytuacji odwrotnej niż w przykładzie 1. Zamawiający zgłasza uwagi do dzieła, twierdząc, że nie spełnia ono jego oczekiwań – rozwiązanie nie ma wszystkich funkcjonalności, na które strony się umówiły. Wykonawca odmawia rozbudowy rozwiązania, według niego dzieło jest kompletne i w ramach ustalonej pierwotnie ceny nie zamierza wykonać dla zamawiającego dodatkowych prac.

Przykład 3 Strony nie określiły metodyki pracy nad oprogramowaniem. W połowie realizacji projektu zamawiający zwraca się do wykonawcy z prośbą o przedstawienie dotychczasowych efektów i zainstalowanie prototypu w przedsiębiorstwie. 59

PRAWO I NORMY Wykonawca nie odmawia, jednak czas poświęcony na próbne wdrożenie nie był przewidziany w harmonogramie. Dochodzi do istotnego opóźnienia, co jest przedmiotem pretensji ze strony zamawiającego.

Sytuacje atypowe – czy można przewidzieć je w umowie? Czasami sprecyzowanie wzajemnych oczekiwań i obowiązków nie wystarcza, by uniknąć konfliktu. Do sądów trafia wiele spraw związanych ze stwierdzeniem wad sprzętu lub oprogramowania, z opóźnień z winy którejś ze stron czy z niemożliwych do przewidzenia przeszkód. To te najtrudniejsze przypadki, gdzie umowa nie zapobiega sporom. Może jednak zawierać gotowe schematy rozwiązań dla danego typu problemu. W takim przypadku łatwiej jest przekonać do ugody stronę, która nie wykonała obowiązków – będzie ona zdawać sobie sprawę, że jej szanse na wygraną w sądzie przy takiej treści umowy są niewielkie. Przykłady takich sytuacji podajemy poniżej.

Przykład 1 Ujawnia się problem ze sprzętem lub oprogramowaniem. Z umowy wynika domniemanie, że problem z przedmiotem zamówienia wynika z wady, a ponadto sprecyzowane jest, w jakim czasie wykonawca jest zobowiązany zareagować i usunąć wadę. Jeśli po upływie czasu określonego konkretną datą wada nie jest usunięta, a wykonawca nie obalił domniemania, nie budzi wątpliwości, że naruszył on warunki umowy.

Przykład 2 Wykonawca spóźnia się z wykonaniem zamówionego sprzętu, ponieważ zbyt długo oczekiwał na zamówione materiały lub części potrzebne do jego budowy. W kontrakcie może być zapisane, że pozyskanie części jest wy-

MACIEJ KUBIAK Adwokat, wspólnik współkierujący praktyką IP/TMT w kancelarii LSW Leśnodorski Ślusarek i Wspólnicy, autor publikacji naukowych z zakresu prawa autorskiego i własności przemysłowej, wykładowca w Centrum Praw Własności Intelektualnych im. Hugona Grocjusza w Krakowie oraz arbiter Sądu Arbitrażowego Rynku Audiowizualnego (SARA). Specjalizuje się w ochronie prawa własności intelektualnej i prawie nowych technologii. Konsultuje przedsięwzięcia związane z innowacjami (w tym automatyką i robotyką, sztuczną inteligencją oraz wdrożeniami systemów IT i rozwiązań chmurowych), danymi osobowymi i komercjalizacją badań naukowych. Doradza również mediom, producentom i branży kreatywnej. Kontakt: m.kubiak@lsw.com.pl, www.lsw.com.pl, www.lswipblog.pl.

KATARZYNA LEJMAN Adwokat, specjalizuje się w prawie własności intelektualnej i w prawie cywilnym. Ma bogate doświadczenie w prowadzeniu spraw sądowych – reprezentuje zarówno duże podmioty gospodarcze, jak i osoby fizyczne, w tym twórców. W praktyce mierzy się zarówno ze sporami, których przedmiotem są usługi IT i rozwiązania z zakresu nowych technologii, jak i reprezentuje klientów w sprawach o naruszenie renomy, prawa do firmy i o kradzież know-how. Doradza także w zakresie prawa autorskiego, prawa znaków towarowych i prawa konkurencji, ze szczególnym uwzględnieniem aspektów związanych z prowadzeniem e-biznesu i z reklamą. W obszarze jej praktyki mieszczą się również zagadnienia związane z ochroną dóbr osobistych, a także praw konsumenta, ze szczególnym uwzględnieniem usług świadczonych na rzecz konsumentów za pośrednictwem Internetu.

magające czasowo i termin realizacji dzieła będzie liczony od daty ich dostawy, albo że zakup materiałów jest obowiązkiem wykonawcy i ewentualne problemy z tym związane nie mogą usprawiedliwiać opóźnienia w wykonaniu dzieła.

przedłużenie terminu wykonania umowy, co rozwiewa wątpliwości odnośnie momentu, w którym wykonawca – odwlekając termin oddania dzieła – naruszył jej warunki.

Przykład 3

W przypadku wdrażania w biznesie automatyki, robotyki czy szerzej pojmowanych innowacji bez wątpienia będą pojawiać się spory między stronami. Sprzyjają temu skomplikowanie techniczne materii oraz duże budżety przypisane do takich projektów. Niemniej jednak sporej ich części można uniknąć, uzgadniając pewne mechanizmy i precyzując prawa oraz obowiązki stron na etapie negocjowania i zawierania umów. W kolejnym artykule odpowiemy na pytanie, co zrobić, kiedy zawarta umowa była niedoskonała, albo kiedy z powodu nieprzewidzianych okoliczności projekt nie zakończył się sukcesem.

Z powodu epidemii SARS-COV-2 doszło do zerwania łańcucha dostaw potrzebnych części, kluczowy personel wykonawcy trafił na dwa tygodnie na izolację albo ze względu na sytuację epidemiczną zamawiający nie mógł udostępnić wykonawcy siedziby swojego przedsiębiorstwa. Już od ponad roku w kontraktach dotyczących większych projektów uwzględniane są tego typu problemy i tworzone są alternatywne scenariusze działania. W takim przypadku często stosuje się

ŚWIADOMOŚĆ WZAJEMNYCH OBOWIĄZKÓW STRON UMOWY JEST KLUCZOWA, ŻEBY UNIKNĄĆ PRZYSZŁYCH PROBLEMÓW. 60

Precyzja zapobiega sporom

Maciej Kubiak Katarzyna Lejman AUTOMATYKA

PRAWO I NORMY

ARTUR BUBROWIECKI

MARIUSZ TKACZYK

* HH 9

8% ; H

* HH 9

8% ; H

Ulga podatkowa na działalność badawczo-rozwojową 2 IMRS = ?

# * B *# #* ? * ;# #

* % 1 ; * * W *= *

* G * ;X ;

14 * O * > *B @ * * * >B # * > # #

; # 1 #

% * # * *

* # % W# <$X=

- # <$ W* A 1 #

* > 1

* O * > * >X % A

14 1 * > A % ? 4 A * BA ? > 1 1 B

# * # * % O % ; * %

* % # =

rzedsiębiorcy chcący skorzystać z przedmiotowej ulgi w pierwszej kolejności powinni dokonać szczegółowej analizy potencjalnych obszarów działalności badawczo-rozwojowej w swojej organizacji. Przez działalność badawczo-rozwojową na gruncie omawianych regulacji uznaje się działalność twórczą obejmującą badania naukowe lub prace rozwojowe, podejmowaną w sposób systematyczny w celu zwiększenia zasobów wiedzy oraz wykorzystania ich do tworzenia nowych zastosowań. O ile wykorzystywanie ulgi w oparciu o prowadzone badania naukowe (pojmowane jako badania podstawowe lub badania aplikacyjne w rozumieniu ustawy Prawo o szkolnictwie wyższym i nauce z dnia 20 lipca 2018 r.) może być rzadko praktykowane (zwłaszcza w mniejszych lub średnich przedsiębiorstwach), o tyle identyfikacja tzw. prac rozwojowych w wielu przedsiębiorstwach jest możliwa i – jak pokazuje praktyka – coraz częściej stosowana.

Identyfikacja prac rozwojowych Prace rozwojowe są działalnością obejmującą nabywanie, łączenie, kształtowanie i wykorzystywanie dostępnej aktualnie wiedzy i umiejętności (w tym w zakresie narzędzi informatycznych 4/2021

lub oprogramowania) do planowania produkcji oraz projektowania i tworzenia zmienionych, ulepszonych lub nowych produktów, procesów lub usług (wyłączona jest z tego działalność obejmująca rutynowe i okresowe zmiany, nawet jeśli mają one charakter ulepszeń). Z perspektywy podatkowej najistotniejszym aspektem prowadzenia takiej działalności jest to, by miała ona charakter twórczy (była nastawiona na tworzenie nowych i oryginalnych rozwiązań, często o charakterze unikatowym, które nie mają odtwórczego charakteru) i była podejmowana w sposób systematyczny. Oznacza to prowadzenie działań badawczo-rozwojowych przy jednoczesnym założeniu, że przedsiębiorstwo w przyszłości będzie nadal podejmowało prace tego rodzaju (zasadniczo istnieje zakaz obejmowania ulgą incydentalnych działań podatnika). Takie sformułowanie warunku zastosowania ulgi B+R ma zarówno wady (istnieje ryzyko zakwestionowania w przypadku uznania, iż działalność o charakterze B+R nie ma charakteru systematycznego), jak i zalety (szeroki katalog podmiotów mogących skorzystać z ulgi). Najbezpieczniej mogą z tej ulgi korzystać podmioty, które mają wyodrębnione w swojej strukturze działy B+R, działy rozwoju etc. Nie jest to jednak warunek konieczny, ponieważ zespół 61

PRAWO I NORMY B+R (choć jego istnienie także nie jest wymagane) może funkcjonować w wyodrębnionym dziale operacyjnym jednostki (np. dziale automatyki i robotyki). Istotne jest natomiast, by systematyczność prowadzenia działalności B+R oparta była na schemacie postępowania, według którego podmiot planuje, realizuje i kontroluje proces rozwoju nowych rozwiązań. Oznacza to, że tworzenie nowego, udoskonalonego produktu przechodzi cykle/fazy, począwszy od projektowania, analizy danych, testowania oraz projektowania np. prototypów. Warto pamiętać, iż zasadniczym celem ulgi B+R nie jest wsparcie działalności produkcyjnej, lecz prowadzonej przez podatnika działalności B+R. Ulga nie będzie przysługiwała z racji nabycia np. gotowego oprogramowania bądź oprzyrządowania do produkcji, lecz pod warunkiem wykorzystania ich w działalności B+R podatnika (np. do tworzenia nowych czy ulepszonych produktów, procesów lub usług).

Ulga B+R w przełożeniu na automatyzację i robotyzację Organy podatkowe wielokrotnie potwierdzały możliwość stosowania ulgi przez podmioty funkcjonujące w branży automatyki, robotyki i maszyn. Za działalność B+R uznawane były m.in.: • tworzenie nowych prototypów maszyn, • usprawnianie i modernizacje oferowanych maszyn, • projektowanie i wykonywanie linii technologicznych oraz linii produkcyjnych, • produkcja zindywidualizowanych maszyn do obróbki surowca, • produkcja zindywidualizowanych automatycznych stacji dokręcania ze stacją obrotową silnika, • produkcja zindywidualizowanych automatycznych stacji pomiarowo-znakujących, • produkcja zindywidualizowanych linii montażu silnika, • opracowywanie ulepszeń i wprowadzanie technologicznych usprawnień funkcjonalności i bezpieczeństwa działania maszyn klienta, • wprowadzanie nowego oprogramowania przemysłowego do istniejących maszyn klienta. 62

Koszty działalności B+R Ustawa o CIT zawiera zamknięty katalog wydatków, które mogą stanowić podstawę do kalkulacji ulgi B+R. Należą do nich m.in.: • koszty wynagrodzeń za pracę/ umów zlecenia, wraz ze sfinansowanymi przez pracodawcę składkami ZUS (w takiej części, w jakiej czas przeznaczony na realizację działalności badawczo-rozwojowej pozostaje w ogólnym czasie pracy pracownika w danym miesiącu), • nabycie materiałów i surowców oraz sprzętu specjalistycznego wykorzystywanego bezpośrednio w prowadzonej działalności B+R, który nie stanowi środków trwałych, • ekspertyzy, opinie, usługi doradcze i usługi równorzędne, świadczone lub wykonywane na podstawie umowy, m.in. przez uczelnie, instytuty badawcze oraz instytuty naukowe PAN, a także nabycie od takiego podmiotu wyników prowadzonych przez niego badań naukowych, na potrzeby działalności B+R, • odpłatne korzystanie z aparatury naukowo-badawczej wykorzystywanej wyłącznie w prowadzonej działalności B+R, • koszty uzyskania i utrzymania patentu, prawa ochronnego na wzór użytkowy, prawa z rejestracji wzoru przemysłowego,

ty wynagrodzeń pracowniczych wraz z należnymi składkami ZUS. W praktyce przyjmuje się jednak, iż również koszty premii, godzin nadliczbowych oraz wynagrodzenia za czas urlopu mogą być uznane za koszt kwalifikowany (w odpowiedniej proporcji) – w takiej ich części, w jakiej czas przeznaczony na realizację działalności badawczo-rozwojowej pozostaje w ogólnym czasie pracy pracownika w danym miesiącu. To powoduje, iż w praktyce przedsiębiorcy chcący korzystać z dobrodziejstw ulgi B+R zobowiązani są do prowadzenia dość szczegółowej ewidencji czasu pracy pracowników zaangażowanych w działalność B+R. W branży automatyki istotną kategorią kosztów kwalifikowanych mogą być wydatki na nabycie materiałów i surowców bezpośrednio związanych z prowadzoną działalnością badawczo-rozwojową, przy czym bezpośredniość tego związku powinna być rozumiana jako możliwość ustalenia, jakie działania B+R mogły być realizowane w wyniku poniesienia nakładów na materiały i surowce. Ostatnią z najistotniejszych kategorii kosztów kwalifikowanych stanowią odpisy amortyzacyjne od środków trwałych oraz wartości niematerialnych i prawnych wykorzystywanych w prowadzonej działalności B+R. W odniesieniu do budynków

WARTO PAMIĘTAĆ, IŻ ZASADNICZYM CELEM ULGI B+R NIE JEST WSPARCIE DZIAŁALNOŚCI PRODUKCYJNEJ, LECZ PROWADZONEJ PRZEZ PODATNIKA DZIAŁALNOŚCI B+R. • odpisy amortyzacyjne od środków trwałych oraz wartości niematerialnych i prawnych wykorzystywanych w prowadzonej działalności B+R (w przypadku budynków – w takiej proporcji, w jakiej są stosowane w działalności B+R), z wyłączeniem samochodów osobowych oraz budowli, budynków i lokali stanowiących odrębną własność. Najistotniejszą kategorią kosztów kwalifikowanych są z pewnością kosz-

zastrzega się, iż w przypadku, gdy tylko część budynku lub lokalu jest wykorzystywana w prowadzonej działalności B+R, za koszty kwalifikowane uznaje się odpisy amortyzacyjne w wysokości ustalonej od wartości początkowej budynku lub lokalu (odpowiadającej stosunkowi powierzchni użytkowej wykorzystywanej w prowadzonej działalności B+R do ogólnej powierzchni użytkowej budowli, budynku lub lokalu). AUTOMATYKA

PRAWO I NORMY Prowadzenie ewidencji, raportowanie w zeznaniu podatkowym i wysokość ulgi Należy pamiętać, że podatnicy prowadzący działalność B+R, którzy zamierzają skorzystać z dobrodziejstw ulgi B+R są zobowiązani prowadzić ewidencję, w której powinni wyodrębnić koszty działalności B+R. Zasadniczo regulacje podatkowe nie wskazują, jak taka ewidencja ma być prowadzona, co powoduje, że każdy sposób tego wyodrębnienia, pozwalający precyzyjnie ustalić wielkość przysługującej podatnikowi ulgi, należy uznać za dopuszczalny. Skorzystanie z ulgi B+R następuje na etapie odliczenia kosztów kwalifikowanych w zeznaniu podatkowym składanym za rok podatkowy, w którym poniesiono przedmiotowe koszty (nie jest możliwe korzystanie z ulgi „na bieżąco”, na etapie ustalania zaliczek na podatek). Są one ujmowane w załączniku CIT-BR składanym do zeznania roczne-

ARTUR BUBROWIECKI

MARIUSZ TKACZYK

Doradca podatkowy, związany z kancelarią GWW Tax, zajmuje się przede wszystkim bieżącym doradztwem podatkowym, doradztwem w zakresie transakcji nieruchomościowych, przeglądami podatkowymi oraz wdrażaniem ulg podatkowych. Kontakt: Artur.Bubrowiecki@gww.pl.

Doradca podatkowy, specjalizuje się w tworzeniu optymalnych struktur podatkowych oraz w bieżącym doradztwie podatkowym. Opiekun praktyki podatki dochodowe oraz raportowanie schematów podatkowych w GWW. Kontakt: mariusz.tkaczyk@gww.pl.

go. Przedsiębiorcy, którzy nie mają statusu centrum badawczo-rozwojowego, są uprawnieni do odliczenia 100 % poniesionych kosztów kwalifikowanych.

tej ulgi wymaga podjęcia szeregu działań o charakterze zarządczo-ewidencyjnym. Wynika to przede wszystkim z dość nieprecyzyjnych regulacji, ale również konieczności uwzględnienia indywidualnej sytuacji podatnika. W efekcie wielu podatników chcących skorzystać z ulgi decyduje się na wcześniejsze wystąpienie z wnioskiem o wydanie indywidualnej interpretacji podatkowej, potwierdzającej metodologię kalkulacji ulgi B+R.

Podsumowanie Ulga na działalność B+R może być bardzo interesującym rozwiązaniem dla przedsiębiorców działających w branży automatyki i robotyki, pozwalającym na obniżenie wartości płaconego zobowiązania z tytułu podatku dochodowego i zwiększenie rentowności firmy. Niemniej jednak trzeba pamiętać, że skuteczne i bezpieczne wdrożenie

Artur Bubrowiecki Mariusz Tkaczyk R E K L A M A

KLUCZEM

DO SUKCESU

PRENUMERUJ

CZYTAJ

Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa, e-mail: automatyka@piap.lukasiewicz.gov.pl

4/2021

WSPÓŁPRACUJ

www.AutomatykaOnline.pl/Automatyka

RYNEK

Potrójna współpraca momentu obrotowego, prędkości i precyzji H * * % ? # % * %

% B ; 4

= 1* # ?1

# B = % B

#A 4 * * * % ; *

* # % % %

#>B % * %

W = RX=

otychczas zastosowanie tradycyjnych systemów zawsze oznaczało pójście na kompromis. Apertury w wydrążonych wałach zazwyczaj były dość małe, same napędy powolne i ciężkie, a mechaniczna integracja wymagała mnóstwa pracy. Nowy bezpośredni napęd oferuje obiecującą alternatywę. Jego apertura ma średnicę 40 mm, a dzięki techno-logii silnika krokowego osiąga równo-wagę między prędkością i momentem m obrotowym a wielkością i masą. Istnieje wiele technologii napędów w i rozwiązań dostępnych w przypad-kach, w których potrzebna jest cen-tralna apertura. W praktyce jednakk każda z nich ma swoje wady. Przy-kładowo w hybrydowych silnikach h krokowych średnica otworu w walee jest zazwyczaj ograniczona do około o 10–12 mm ze względu na niezbędnee elementy miedziane lub magnetycz-ne. Z uwagi na ich wielobiegunową ą konstrukcję silniki obrotowe mogą ą być konstruowane z większą apertu-

Fot. 1. ) ? % * % >

* % A * 1 *

rą, jednak nie mogą osiągać wysokich prędkości ze względu na dużą masę. W dodatku są stosunkowo drogie i niejednokrotnie trudne w integracji. Dlatego często stosowane są stoły obrotowe z otworem pośrodku, napędzane „zwykłymi” silnikami. Tego rodzaju rozwiązania wymagają z kolei przekładni oraz złożonych mechanizmów. Wynikający z tego nieunikniony luz międzyzębowy musi zostać zrównoważony za pomocą wyszukanych środków, zanim ten typ silnika zostanie wykorzystany do zastosowań wymagających dużej precyzji. W znaczący sposób wpływa to na integrację systemową. Co więcej, wykorzystuje się w nich wiele zużywających się części, co oznacza wysokie wymagania w zakresie konserwacji. Stoły obrotowe uruchamiane hybrydowym silnikiem krokowym również są często wybierane, jednak ich wadą jest duża wielkość oraz masa, niezbędne do osiągania wysokiej wydajności. Do tej pory niełatwo było znaleźć praktyczne rozwiązanie dla sytuacji, w których niezbędna była odpowiednio duża apertura.

Nowe podejście – nowe możliwości

Fot. 2. - * , SSIMM0

P R O M O C J A

Firma FAULHABER, specjalista w dziedzinie napędów (zob. ramka z informacjami o przedsiębiorstwie), podjęła się rozwiązania opisanego wcześniej problemu i stworzyła kompletnie nowe rozwiązanie napędowe. Wykorzystano w nim silnik krokowy z serii DM66200H, zaprojektowany specjalnie do zastosowań wymagających dużej apertury (fot. 2). Przy całkowitej średnicy 66 mm, AUTOMATYKA

RYNEK Fot. 3. H * % ? # % ;

A * #

wał ma bardzo duży otwór o średnicy 40 mm. Jego grubość wynosi jedynie 24 mm, a masa tylko 218 g. Taki kompaktowy napęd jest łatwy w montażu i wymaga bardzo niewiele przestrzeni. Wirnik z otworem bezpośrednio napędza układ mechaniczny, który rozłożony jest wokół apertury, bez potrzeby transmisji (fot. 3). Dzięki temu nie ma luzu międzyzębowego, który musiałby być kompensowany. Początkowo stworzony do zastosowań w optyce i fotonice, nowy napęd z drążonym wałem stwarza również interesujące możliwości w wielu innych obszarach, takich jak napędy kół – w których wały napędowe muszą przechodzić przez silnik ze względu na ograniczoną przestrzeń – lub przy

tworzeniu protez kolan czy ramion. Można go użyć, gdy trzeba przeprowadzić kable przez aperturę lub w przypadku, gdy gazy, płyny lub sygnały świetlne mają przechodzić przez środek silnika. Poza zastosowaniem w optyce – np. do stojaków do mikroskopu, przysłon

fotograficznych, obiektywów zmiennoogniskowych, sterowników wiązki lasera itd. – można go zastosować do wielu innych zadań związanych ze sterowaniem i pozycjonowaniem. Typowe zastosowania obejmują także obrotnice, podstawy anten oraz wywietrzniki gazów i powietrza.

6 = 6"(90" '$

FAULHABER specjalizuje się w rozwoju, produkcji i wdrażaniu wysoce precyzyjnych systemów napędów miniaturowych, serwokomponentów i elektroniki napędowej o mocy wyjściowej do 250 W. Firma zajmuje się produkcją rozwiązań konstruowanych zgodnie ze specjalnymi wymaganiami klienta oraz oferuje szeroki wybór produktów standardowych, takich jak silniki bezszczotkowe, miniaturowe silniki DC, enkodery czy sterowniki ruchu. Marka FAULHABER jest uznawana na całym świecie za symbol najwyższej jakości i niezawodności w kompleksowych i wymagających obszarach zastosowań, takich jak technologia medyczna, automatyka przemysłowa, optyka precyzyjna, telekomunikacja, przemysł lotniczy i kosmiczny oraz robotyka. Standardową ofertę FAULHABER można konfigurować na 25 mln sposobów dla optymalizacji w określonym zastosowaniu. Od potężnego silnika DC z momentem obrotowym ciągłym 224 mNm po filigranowy mikronapęd o średnicy 1,9 mm – taka technologiczna baza możliwości konstrukcyjnych stanowi podstawę do wprowadzania najróżniejszych modyfikacji, umożliwiających sprostanie najbardziej wymagającym potrzebom klientów.

Wysoka wydajność w optymalnych kombinacjach Bezpośredni napęd oparty jest na sprawdzonej technologii silników krokowych FAULHABER. Wielobiegunowy, dwufazowy silnik z magnesami stałymi osiąga 200 kroków na obrót. Wysoka rozdzielczość wynosząca 1,8° w trybie pełnego kroku umożliwia dokładne wykonanie pozycjonowania podczas działania w pętli otwartej. Silnik osiąga dynamiczny moment obrotowy wynoszący 200 mNm i może przenosić odpowiednio duże obciążenia. Maksymalny statyczny moment obrotowy to 307 mNm, a w przypadku wzmocnienia – nawet 581 mNm. Dzięki temu hamulce nie są potrzebne. Możliwe jest osiągnięcie prędkości do 2000 obrotów na minutę. Kompaktowy napęd bezp bezpośredni zpoś zp o redni oferuje idealną równowag równowagę gę między prędkością a momentem obrotowym w wielu zastosowaniach. Pozwala na ciągłą pracę bez konieczności konserwacji, gdyż jedynym elementem zużywającym się są łożyska. Dostępne są modyfikacje dostosowane do konkretnych zastosowań, np. użycie określonych smarów, uzwojeń, kabli i łączników oraz listew mocujących.

FAULHABER POLSKA Sp. z o.o. # = K SMOIM& = SR IKV KI JD SR IKV KI J& O% P # ; =

***= # ; = %

Fot. 4. ) * ? 6"(90" '$ B * * % 1 B * ; * * * A #>B % A * 1

* * # ; ;

4/2021

LABORATORIUM BADAŃ URZĄDZEŃ PRZEMYSŁOWYCH - LBUP Laboratorium Badań Urządzeń Przemysłowych LBUP realizuje usługi: 1. Badania kompatybilności elektromagnetycznej EMC D Z raportem z badań D Badania konstruktorskie i doradztwo techniczne

2. Badania środowiskowe a) w komorach klimatycznych D w zakresie temperatur od -50°C do +85°C i wilgotności 20÷95% RH b) wibracje i udary D (obiekty badań do 300 kg, badania w 3 osiach).

3. Badania bezpieczeństwa elektrycznego w zakresie norm PN-EN 61010-1; PN-EN 60950-1; PN-EN 60335-1 oraz PN-EN 60204-1

4. BADANIA TYPU 5. WZORCOWANIE przyrządów do pomiaru ciśnienia D (zakres od -0,1 MPa do 60MPa).

Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP Laboratorium Pomiaru Temperatury i Wilgotności LPTW Al. Jerozolimskie 202, 02-486 Warszawa mgr inż. Krzysztof Trzcinka tel. 22 87 40 347 I e-mail: piap-lptw@piap.lukasiewicz.gov.pl www.piap.pl

RYNEK R

- * B ,-)(O-

@ *?A * > *

% * ,-)(

Siłownik DSNU-S Oszczędność przestrzeni i prosta instalacja - * B ,-)(O- O * G %? 6 O * ? 14 O # * B >?

% % #>B B

? 14= 3 > %O * #% *O B % * B

% >B -= , ? %#

# # ; % > *

Dotychczas użytkownicy byli zmuszeni ręcznie regulować amortyzację pneumatyczną zintegrowaną z siłownikiem. Jest to czasochłonne i wydłuża uruchomienie systemów z dużą liczbą napędów, które wykorzystują amortyzację. Samonastawna amortyzacja gwarantowana przez siłownik firmy Festo zapewnia ciągłą, optymalną amortyzację bez potrzeby ręcznej ingerencji, nawet w przypadku zmiany parametrów np. tarcia czy ciśnienia. Zmniejsza to do minimum zużycie i siłę uderzenia.

Po drugie oszczędzaj przestrzeń zabudowy Kolejną zaletą siłownika DSNU-S w porównaniu do siłownika okrągłego znormalizowanego DSNU jest

oszczędność przestrzeni zabudowy. Jest to możliwe dzięki krótkiej pokrywie tylnej i mniejszemu gwintowi montażowemu. Wpisuje się to w trend konstruowania mniejszych, lżejszych maszyn, które wymagają mniej przestrzeni zabudowy, co z kolei może mieć pozytywny wpływ na koszty transportu. Siłownik DSNU-S jest częścią podstawowego programu produkcyjnego Festo, co zapewnia krótkie terminy dostaw i dostępność na całym świecie. Dzięki atrakcyjnej cenie i długiej żywotności ten wytrzymały siłownik okrągły jest bestsellerem.

FESTO Sp. z o.o. Q = H * # = * K MJOMLM $ = II KRR &R MM II KRR &R MI O% P = % ***= =

6 = 6

amonastawna amortyzacja PPS całkowicie eliminuje czynności wymagane dotychczas podczas ustawiania amortyzacji siłowników pneumatycznych. System amortyzacji ułatwia uruchomienie i oszczędza czas. Gwarantuje, że cofanie do położenia końcowego jest dynamiczne, ale równocześnie delikatne i nie wymaga ręcznej ingerencji.

Po pierwsze oszczędzaj czas

4/2021

P R O M O C J A

BIBLIOTEKA OBLICZENIA INŻYNIERSKIE I NAUKOWE SZYBKIE, SKUTECZNE, EFEKTOWNE "0 2%/ "#$!

%- # 0#" 1!"# "! #%- = (>('< "?@J0"NQ= *'( $0 " < "W # = 3 J!!

Książka jest praktycznym przewodnikiem po zaawansowanych narzędziach obliczeniowych i wizualizacyjnych, przydatnych w prowadzeniu symulacji komputerowych. Adresowana jest do osób, dla których jednak obliczenia numeryczne są istotnym narzędziem pracy. Kolejne części podręcznika prowadzą czytelnika przez sposoby realizacji zadań obliczeniowych o wzrastającym stopniu trudności, przez co są interesujące dla początkujących i bardziej zaawansowanych. Zestawienie w jednym woluminie narzędzi o rozmaitym stopniu zaawansowania skomplikowania – od środowiska MATLAB i Octave, przez popularne biblioteki numeryczne (m.in. BLAS i LAPACK), metody optymalizacji programów numerycznych w języku C, a skończywszy na pakietach wizualizacyjnych – umożliwia wybór adekwatnego dla wykonania konkretnej symulacji komputerowej. Podręcznik jest bogato ilustrowany przykładami, kodami źródłowymi, rysunkami oraz tabelami z wynikami eksperymentów.

METODY KLASYFIKACJI OBIEKTÓW W WIZJI KOMPUTEROWEJ 0 2% 0XW"

%- # 0#" 1!"# "! #%- = (>''< "?@J0"NQ= ((( $0 " %< "W # = 3 J!!

Komputerowe systemy wizyjne znajdują liczne zastosowania w aplikacjach rozpoznawania zdjęć lotniczych i satelitarnych terenu dla celów rejestracji zmian w kartografii i meteorologii, badań przesiewowych zdjęć rentgenowskich i innych w medycynie, analizy obrazów mikroskopowych dla wykrycia obecności pewnych faz, systemy bioidentyfikacji na podstawie obrazu odcisków palców, tęczówki oka i innych cech biometrycznych, kontroli jakości produktów w przemyśle na podstawie obrazu taśmy technologicznej, bezpieczeństwa, na przykład w prześwietleniach bagażu, sterowania ruchem miejskim. Omówiono uniwersalne metody klasyfikacji obiektów stosowane w wizyjnych komputerowych systemach rozpoznawania na różnych etapach przetwarzania obrazu. W książce zawarto metody klasyfikacji nadzorowanej i nienadzorowanej, problem wyboru zmiennych oraz metody oceny błędu klasyfikatora. Istotnym walorem książki są przedstawione krok po kroku sposoby konstruowanie komputerowego systemu wizyjnego.

TEORIA OBWODÓW ELEKTRYCZNYCH 0 $5 # ";!"#$!

%- # 0#" 1!"# < "! #%- = (>('< "?@J0"NQ= +V* $0 " %< "W # = 3 J!!

Oto dziesiąte wydanie podręcznika z teorii obwodów elektrycznych, w którym przedstawiono analizę obwodów elektrycznych liniowych prądu przemiennego, metody rozwiązywania obwodów wielooczkowych i wielowęzłowych, analizę układów trójfazowych, teorię czwórników i teorię obwodów o parametrach rozłożonych. Analizę obwodów liniowych w stanach nieustalonych omówiono przy zastosowaniu metody klasycznej, metody operatorowej oraz metody zmiennych stanu. Podano też podstawy teorii grafów przepływowych oraz schematów blokowych. Obwody nieliniowe przeanalizowano z punktu widzenia zjawisk występujących w tych obwodach. Książka jest polecana studentom wydziałów elektrycznych wyższych szkół technicznych. Może być ona także przydatna dla pracowników naukowych oraz inżynierów elektryków. 2 * @ A= 68

AUTOMATYKA

WSPÓŁPRACA

AUTOMATYKAONLINE TEL. 504 126 618, WWW.AUTOMATYKAONLINE.PL ..................................................................................................... 57

DASSAULT SYSTÈMES HTTPS://DISCOVER.3DS.COM/PL/CONTACT-US ..............................................................................................54-56

PPUH ELDAR TEL. 77 442 04 04, WWW.ELDAR.BIZ ...................................................................................................................................... 13

FAULHABER POLSKA SP. Z O.O. TEL. 61 278 72 53, WWW.FAULHABER.COM ..................................................................................................... 15, 64-65

FESTO SP. Z O.O. TEL. 22 711 42 71, WWW.FESTO.PL ...................................................................................................................................... 5, 67

IGUS SP. Z O.O. TEL. 22 863 57 70, WWW.IGUS.PL ................................................................................................................................. 38-39

SIEĆ BADAWCZA ŁUKASIEWICZ – PRZEMYSŁOWY INSTYTUT AUTOMATYKI I POMIARÓW PIAP TEL. 22 874 00 00, WWW.PIAP.PL .................................................................................. II OKŁ., 3, 29, 40-42, 43, 66,

SKAMER-ACM SP. Z O.O. TEL. 14 63 23 400, WWW.SKAMER.PL .......................................................................................................... I OKŁ., 52-53

SKOMAT TEL. 576 911 790, WWW.SKOMAT-FOTOWOLTAIKA.PL ................................................................... I OKŁ., 52-53

TRUMPF POLSKA SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ SP.K. TEL. 22 575 39 00, WWW.TRUMPF.COM .................................................................................................. 36-37, IV OKŁ.

4/2021

Mateusz Olszewski

STANOWISKO: A = ; ; FIRMA: EMERSON PROCESS MANAGEMENT SP. Z O.O.

bsolwent Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych Politechniki Warszawskiej na kierunku Elektronika, Informatyka i Telekomunikacja. Tytuł inżyniera zdobył

wybierając specjalizację Elektronika i Inżynieria Komputerowa – najbliższą swoim zainteresowaniom. Następnie tytuł magistra obronił na kierunku Informatyka, wybierając specjalizację Systemy In-

formacyjno-Decyzyjne. Podczas studiów aktywnie działał w stowarzyszeniu Board of European Students of Technology. W tamtym czasie również bliżej poznał firmę Emerson, odbywając w niej praktyki, podczas których zgłębiał wiedzę na temat protokołu WirelessHART oraz bezprzewodowych urządzeń pomiarowych. Karierę zawodową rozpoczął w Instytucie Meteorologii i Gospodarki Wodnej w zespole ds. telemetrii w Centrum Hydrologiczno-Meteorologicznej Służby Pomiarowo-Obserwacyjnej, gdzie zajmował się m.in. lotniskowymi systemami AWOS. Z firmą Emerson, jako specjalista ds. ofert technicznych w dziale Aparatury Pomiarowej, związany jest od czterech lat. Przez ten czas zdobywał doświadczenie dostarczając klientom rozwiązania dla nawet najtrudniejszych aplikacji dla różnych branż: chemicznej, energetycznej, rafinerii czy nawet papierniczej. Realizował różne projekty, zarówno na rynku krajowym, jak i w Europie Zachodniej, krajach bałtyckich czy Azji. Pozwoliły mu one zdobyć bogatą wiedzę i umiejętności, dzięki którym jest w stanie dopasować urządzenia do indywidualnych wymagań każdego klienta. Pracując w dziale Aparatury Pomiarowej firmy Emerson ma za sobą takie realizacje, jak chociażby dobór i dostawa urządzeń do instalacji najnowszej generacji, wykorzystującej technologię wytwarzania wodoru bez jednoczesnego wytwarzania nadmiaru pary w zakresie pomiarów przepływu, ciśnienia, temperatury i poziomu. W dziale Aparatury Pomiarowej jest również odpowiedzialny za rozwój grupy produktowej Flame and Gas, zajmującej się rozwiązaniami w zakresie bezpieczeństwa pożarowego i detekcji wycieków gazu na rynku polskim oraz litewskim, łotewskim, estońskim i ukraińskim. Jako specjalista aktywnie wspiera swoich kolegów z zespołu wiedzą na temat urządzeń, takich jak detektory płomieni czy bezprzewodowe detektory gazów palnych i toksycznych. Prywatnie motocyklista, fan sportów drużynowych i od wielu lat pasjonat fotografii. Lubi wyzwania zawodowe, poszerzające jego wiedzę i umiejętności w zakresie automatyzacji procesów biznesowych. Hobbystycznie realizuje własne projekty inteligentnych pomiarów w domu. AUTOMATYKA

Fot. Emerson Process Management Sp. z o.o.

LUDZIE

P L A N W Y DAW N I C Z Y 2 0 2 1 ( P I E RW S Z E P Ó Ł R O C Z E )

TEMAT NUMERU Zarządzanie produkcją i energią CENA 15,00 ZŁ (W TYM 8 % VAT)

ROZMOWA 24 Mariusz Pacan WAGO ELWAG

SPRZĘT I APARATURA 54 Czujniki optyczne i zbliżeniowe

WYDARZENIA 72 Energetab 2020, przecieranie szlaków w nowej rzeczywistości

AUTOMATYKA ISSN 2392-1056

INDEKS 403024

AUTOMATYKAONLINE.PL

10/2020

WYDANIE

TEMAT NUMERU

ARTYKUŁ PRZEGLĄDOWY

1-2/2021

Cyberbezpieczeństwo sieci przemysłowych

Przemysłowe urządzenia alarmowe i zabezpieczające

3/2021

Przemysł 4.0 w praktyce

Czujniki w procesie produkcji

4/2021

Technologie wytwarzania przyrostowego

Systemy fotowoltaiczne − jak wybrać optymalne rozwiązanie?

5/2021

Systemy HMI/SCADA − dobre praktyki

Aparatura kontrolno-pomiarowa w procesach przemysłowych

6/2021

Zrobotyzowana bezpieczna produkcja

Komunikacja bezprzewodowa

TruPrint Kształt dopasowany do Państwa potrzeb

TRUMPF Polska Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Sp. k. ul. Połczyńska 111, 01-303 Warszawa tel.: +48 22 575 39 00, fax: +48 22 575 39 01

Automatyka 4/2021

Articles inside

BIBLIOTEKA

Ulga podatkowa na działalność badawczo-rozwojową

Jak unikać konfliktów przy wdrażaniu automatyki i robotyki?

APLIKACJE

Na drodze do zeroemisyjności

Metody wytwarzania przyrostowego

PRZEGLĄD SPRZĘTU I APARATURY

Druk 3D w aspekcie zalet i opłacalności

Uwolnić wyobraźnię

PRODUKTY

ROZMOWA

Z BRANŻY

Wysokowydajne tworzywa sztuczne rewolucjonizują przemysł