CZCIONKA:
KONTRAST:
Logotyp Politechnika Opolska z Godłem Polski
Logo Działu Nauki Politechniki Opolskiej

Strona główna Działu Nauki Politechniki Opolskiej

PROJEKTY
BADAWCZE
DYSCYPLINY
NAUKOWE
NAGRODY
I SYPENDIA
SZKOŁA
DOKTORSKA
AWANSE
NAUKOWE

Norway grants4x 

 

 

Kierownik projektu: dr Munish Kumar Gupta

Tytuł projektu: Modelowanie metalurgicznych, trybologicznych i zrównoważonych aspektów w energooszczędnej obróbce New Metastable Beta Titanium Alloy dla zastosowań w komponentach silników lotniczych

Umowa nr UMO-2020/37/K/ST8/02795 z dnia 16.08.2021 r.

Środki finansowe w wysokości 637 416,82 zł:

1) 85% kwoty dofinasowania w formie płatności z budżetu środków europejskich (Norweskiego Mechanizmu Finansowego na lata 2014 - 2021), co stanowi 541 804,30 zł

2) 15% kwoty współfinansowania ze środków dotacji celowej, co stanowi 95 612,52 zł

Okres realizacji projektu: 27 miesięcy/ 2021-08-16 - 2023-11-15

 

Krótki opis: Tytan i jego stopy są uważane za materiały trudnoskrawalne. Jednak jego zastosowanie jest szeroko rozpowszechnione w nowoczesnych sektorach produkcyjnych, takich jak przemysł lotniczy, jądrowy, samochodowy, biomedyczny itp., ale nadal skrawalność tych stopów jest bardzo trudna ze względu na ich wyjątkowe właściwości. Dlatego niniejszy projekt bada wpływ zrównoważonej, ekonomicznej i czystej metody chłodzenia, zwanej obróbką na sucho, obróbką  z minimalną ilością substancji chłodzącej (MQL) i kriogenicznym chłodzeniem, na skrawalność nowego metastabilnego stopu beta tytanu dla przemysłu lotniczego. W tym projekcie będą brane pod uwagę następujące cele:

  1. Zbadane zostaną właściwości chłodziwa i jego wpływ na skrawalność nowego metastabilnego stopu beta tytanu.
  2. Przeprowadzona zostanie analiza porównawcza obróbki na sucho, zalewowej, z minimalną ilością substancji chłodzącej (MQL) i obróbką ciekłym azotem.
  3. Przeprowadzone zostaną badania metalurgiczne nowego metastabilnego stopu beta tytanu w warunkach zrównoważonego chłodzenia.
  4. Zostaną również przeprowadzone tribologiczne i zrównoważone aspekty nowego metastabilnego stopu tytanu beta w zrównoważonych warunkach chłodzenia.
  5. Ostatecznie wyniki tych badań zostaną zastosowane w praktycznych zastosowaniach.

 

Harmonogram działań: Podczas realizacji projektu zostanie uwzględniony poniższy krótki harmonogram:

L.P.

Zadanie badawcze

Okres realizacji

1.       

Przygotowanie układu chłodzenia/smarowania, analiza właściwości chłodziwa

1-6  miesiąc

2.       

Projektowanie eksperymentów obróbczych, Przeprowadzanie eksperymentów wstępnych i dobór parametrów skrawania, Eksperymenty końcowe

6-10 miesiąc

3.       

Analiza charakterystyk obróbki, Wielokryterialna optymalizacja parametrów procesu

10-12 miesiąc

4.       

Analiza właściwości metalurgicznych, Analiza aspektów tribologicznych, Aspekty badań zrównoważonego rozwoju

12-18 miesiąc

5.       

Opracowanie dorobku badawczego w zakresie patentów, publikacji itp.

18-24 miesiąc

 

Krótka biografia: Dr Munish Kumar Gupta ukończył badania realizowane z programu Post-Doctoral Research Fellowship z obszaru zrównoważonej i addytywnej produkcji w School of Mechanical Engineering, Shandong University, Jinan, Chiny. Stopień doktora uzyskał na Wydziale Inżynierii Mechanicznej Narodowego Instytutu Technologii w Hamirpu w Indiach. Jego zainteresowania badawcze to zrównoważony rozwój, ekologiczna produkcja, ocena cyklu życia, cięcie metali, wytwarzanie przyrostowe, odlewanie metali, optymalizacja, sztuczna inteligencja, chłodzenie-smarowanie w obróbce skrawaniem, tribologia, obróbka cieplna. Głównie skupia się na badaniu różnych parametrów: wpływu zużycia narzędzia i parametrów skrawania na trwałość narzędzia, siły skrawania, chropowatości obrabianych powierzchni, procesy fizyczne i mechaniczne w materiałach skrawających. W obszarze zainteresowania znajduje się również zastosowanie wytwarzania przyrostowego w różnych obszarach, zachowania zużycia, sztucznej inteligencji oraz optymalizacji parametrów procesu. Jest autorem lub współautorem ponad 150 publikacji, w tym 4 książek, rozdziałów w książkach i artykułów naukowych w prestiżowych międzynarodowych czasopismach i materiałach konferencyjnych. Jest także gościnnym redaktorem następujących czasopism:

  • Special Collection on Sustainable Manufacturing - Advances in Mechanical Engineering (AIME- Sage Publications).
  • Special Issue "Additive and Subtractive Manufacturing of Advanced Materials: Applications, Future Trends and Perspectives of Industry 4.0" (Materials- MDPI Publications).
  • Special Issue "Optimization and Analysis of Metal Cutting Processes" (Metals- MDPI Publications)
  • Special Issue "Application of Advanced Sensors Systems and Artificial Intelligence in Machining" (Sensors- MDPI Publications).
  • Annals of Engineering (Manufacturing Engineering Section).

 

LISTA PUBLIKACJI, KTÓRE POWSTAŁY W TRAKCIE REALIZACJI PROJEKTU POLS

  1. A state-of-the-art review on tool wear and surface integrity characteristics in machining of superalloys

Authors: Murat Sarıkaya, Munish Kumar Gupta, Italo Tomaz, Danil Yu Pimenove, Mustafa Kuntoglu, Navneet Khanna, Çagrı Vakkas Yıldırım, Grzegorz M. Krolczyk

https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2021.08.005

  1. Cutting forces and temperature measurements in cryogenic assisted turning of AA2024-T351 alloy: An experimentally validated simulation approach

Authors: Munish Kumar Gupta, Mehmet Erdi Korkmaz, Murat Sarıkaya, Grzegorz M. Krolczyk, Mustafa Günay, Szymon Wojciechowski

https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110594

  1. In-process detection of cutting forces and cutting temperature signals in cryogenic assisted turning of titanium alloys: An analytical approach and experimental study

Authors: Munish Kumar Gupta, Mehmet Erdi Korkmaz, Murat Sarıkaya, Grzegorz M. Krolczyk, Mustafa Günay

https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2021.108772

  1. Measurement and analysis of machining induced tribological characteristics in dual jet minimum quantity lubrication assisted turning of duplex stainless steel

Authors: Munish Kumar Gupta, Mehmet Boy, Mehmet Erdi Korkmaz, Nafiz Yaşar, Mustafa Günay, Grzegorz M.Krolczyk

https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110353

  1. Tribological and surface morphological characteristics of titanium alloys: a review

Authors: Munish Kumar Gupta, Hamza El Etri, Mehmet Erdi Korkmaz, Nimel Sworna Ross, Grzegorz M. Krolczyk, Józef Gawlik, Nafiz Yaşar, Danil Yu Pimenov

https://doi.org/10.1007/s43452-022-00392-x

  1. A novel use of hybrid Cryo-MQL system in improving the tribological characteristics of additively manufactured 316 stainless steel against 100 Cr6 alloy

Authors: Recep Demirs oz, Mehmet Erdi Korkmaz, Munish Kumar Gupta

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107613

  1. On tribological characteristics of TiC rollers machined under hybrid lubrication/cooling conditions

Authors: Mehmet Erdi Korkmaz, Munish Kumar Gupta, Recep Demirsoz, Mehmet Boy, Nafiz Yasar, Mustafa Günay, Nimel Sworna Ross

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107745

  1. Available online 24 August 2022 0301-679X/© 2022 The Author(s). Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Role of sustainable cooling/lubrication conditions in improving the tribological and machining characteristics of Monel-400 alloy

Authors: Nimel Sworna Ross, M. Ganesh, D. Srinivasan, Munish Kumar Gupta, Mehmet Erdi Korkmaz, J.B. Krolczyk

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107880

  1. Tool wear patterns and their promoting mechanisms in hybrid cooling assisted machining of titanium Ti-3Al-2.5V/grade 9 alloy

Author(s): Munish Kumar Gupta, P. Niesłony, Murat Sarikaya, Mehmet Erdi Korkmaz, Mustafa Kuntoglu, G.M. Królczyk, Muhammad Jamil

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107773

  1. Understanding the lubrication regime phenomenon and its influence on tribological characteristics of additively manufactured 316 Steel under novel lubrication environment

Authors: Mehmet Erdi Korkmaz, Munish Kumar Gupta, Recep Demirsoz

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107686

 

 postępy prac w załączniku

 

Principal Investigator: dr Munish Kumar Gupta

Title of project: Modelling On Metallurgical, Tribological and Sustainability Aspects in Energy-Efficient Machining of New Metastable Beta Titanium Alloy for Aircraft Engine Components Application

Contract No. UMO-2020/37/K/ST8/02795 of August 16, 2021

Allocated funds: 637 416,82 PLN:

1) 85% of financial contribution in the form of payments made from the budget of European funds (Norwegian Financial Mechanism 2014 – 2021), which represents 541 804,30 PLN

2) 15% of co-financing amount from the appropriated grant, which amounts to 95 612,52 PLN

The Project’s implementation: 27 months/ 2021-08-16 - 2023-11-15

 

Short description: Titanium and its alloys are considered as difficult to machine materials. However, the application is widely spread in modern manufacturing sectors such as aerospace, nuclear, automobile, biomedical etc., but still the machinability of these alloys are very difficult due it to its unique properties. Therefore, the present project investigates the effects of a sustainable, economical, and clean lubri-cooling technique named dry, minimum quantity lubrication (MQL) and Cryogenic cooling conditions on the machinability of new metastable beta titanium alloy aerospace alloy.  The following objectives will be considered in this project:

  1. Cutting fluid properties and its effect on machinability performance of new metastable beta titanium alloy will be investigated.
  2. Comparative analysis with dry, wet, minimum quantity lubrication (MQL) and liquid nitrogen machining will be performed.
  3. Metallurgical investigations of new metastable beta titanium alloy under sustainable cooling conditions will be performed.
  4. Tribological and sustainable aspects of new metastable beta titanium alloy under sustainable cooling conditions will also be performed.
  5. In the end, the results from these investigations will be implemented to some practical applications.

 

Schedule of activities: The following brief schedule will be considered during the implementation of project:

Sr. no.

Research Task

Schedule time

1.       

Preparation of cooling/lubrication system, properties of cutting fluid analysis

1-6 Month

2.       

Design of machining experiments, Conducting preliminary experiments and selection of cutting parameters, Final experimentation

6-10 Month

3.       

Analysis of machining characteristics, Multi-objective optimization of process parameters

10-12 Month

4.       

Analysis of metallurgical properties, Analysis of tribological aspects, Sustainability investigations aspects

12-18 Month

5.       

Elaboration of the research output in terms of patents, publications etc.

18-24 Month

 

Short biography: Dr. Munish Kumar Gupta has completed his Post-Doctoral Research Fellowship on sustainable and additive manufacturing in the School of Mechanical Engineering, Shandong University, Jinan, P.R. China. His doctoral degree (PhD.) was from Department of Mechanical Engineering, National Institute of Technology, Hamirpu, India. His research interest is sustainability, green manufacturing, life cycle assessment, metal cutting, additive manufacturing, metal casting, optimization, artificial intelligence, cooling-lubrication in machining, tribology, heat treatment. Mostly focus on studying different parameters: Effect of tool wear and cutting parameters on tool life, cutting forces, roughness of machined surfaces, physical and mechanical processes in cutting materials. Application of additive manufacturing in different area, wear behavior, artificial intelligence and optimization of process parameters is also under the area of interest. He has authored or co-authored over 150 publications, including 4 books, book chapters and scientific papers in high impact international journals and conference proceedings. He is also the guest editor of following journals:

  • Guest Editor: Special Collection on Sustainable Manufacturing - Advances in Mechanical Engineering (AIME- Sage Publications).
  • Guest Editor: Special Issue "Additive and Subtractive Manufacturing of Advanced Materials: Applications, Future Trends and Perspectives of Industry 4.0" (Materials- MDPI Publications).
  • Guest Editor: Special Issue "Optimization and Analysis of Metal Cutting Processes" (Metals- MDPI Publications)
  • Guest Editor: Special Issue "Application of Advanced Sensors Systems and Artificial Intelligence in Machining"" (Sensors- MDPI Publications).
  • Editorial Member: Annals of Engineering (Manufacturing Engineering Section).

 

LIST OF PUBLICATIONS CREATED DURING THE POLS PROJECT

  1. A state-of-the-art review on tool wear and surface integrity characteristics in machining of superalloys

Authors: Murat Sarıkaya, Munish Kumar Gupta, Italo Tomaz, Danil Yu Pimenove, Mustafa Kuntoglu, Navneet Khanna, Çagrı Vakkas Yıldırım, Grzegorz M. Krolczyk

https://doi.org/10.1016/j.cirpj.2021.08.005

  1. Cutting forces and temperature measurements in cryogenic assisted turning of AA2024-T351 alloy: An experimentally validated simulation approach

Authors: Munish Kumar Gupta, Mehmet Erdi Korkmaz, Murat Sarıkaya, Grzegorz M. Krolczyk, Mustafa Günay, Szymon Wojciechowski

https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110594

  1. In-process detection of cutting forces and cutting temperature signals in cryogenic assisted turning of titanium alloys: An analytical approach and experimental study

Authors: Munish Kumar Gupta, Mehmet Erdi Korkmaz, Murat Sarıkaya, Grzegorz M. Krolczyk, Mustafa Günay

https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2021.108772

  1. Measurement and analysis of machining induced tribological characteristics in dual jet minimum quantity lubrication assisted turning of duplex stainless steel

Authors: Munish Kumar Gupta, Mehmet Boy, Mehmet Erdi Korkmaz, Nafiz Yaşar, Mustafa Günay, Grzegorz M.Krolczyk

https://doi.org/10.1016/j.measurement.2021.110353

  1. Tribological and surface morphological characteristics of titanium alloys: a review

Authors: Munish Kumar Gupta, Hamza El Etri, Mehmet Erdi Korkmaz, Nimel Sworna Ross, Grzegorz M. Krolczyk, Józef Gawlik, Nafiz Yaşar, Danil Yu Pimenov

https://doi.org/10.1007/s43452-022-00392-x

  1. A novel use of hybrid Cryo-MQL system in improving the tribological characteristics of additively manufactured 316 stainless steel against 100 Cr6 alloy

Authors: Recep Demirs oz, Mehmet Erdi Korkmaz, Munish Kumar Gupta

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107613

  1. On tribological characteristics of TiC rollers machined under hybrid lubrication/cooling conditions

Authors: Mehmet Erdi Korkmaz, Munish Kumar Gupta, Recep Demirsoz, Mehmet Boy, Nafiz Yasar, Mustafa Günay, Nimel Sworna Ross

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107745

  1. Available online 24 August 2022 0301-679X/© 2022 The Author(s). Published by Elsevier Ltd. This is an open access article under the CC BY license (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Role of sustainable cooling/lubrication conditions in improving the tribological and machining characteristics of Monel-400 alloy

Authors: Nimel Sworna Ross, M. Ganesh, D. Srinivasan, Munish Kumar Gupta, Mehmet Erdi Korkmaz, J.B. Krolczyk

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107880

  1. Tool wear patterns and their promoting mechanisms in hybrid cooling assisted machining of titanium Ti-3Al-2.5V/grade 9 alloy

Author(s): Munish Kumar Gupta, P. Niesłony, Murat Sarikaya, Mehmet Erdi Korkmaz, Mustafa Kuntoglu, G.M. Królczyk, Muhammad Jamil

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107773

  1. Understanding the lubrication regime phenomenon and its influence on tribological characteristics of additively manufactured 316 Steel under novel lubrication environment

Authors: Mehmet Erdi Korkmaz, Munish Kumar Gupta, Recep Demirsoz

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107686

 

progress of work attached