Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Operational challenges and development of eco-friendly cardboard products for transport applications

Pieniak Daniel, Przystupa Krzysztof, Słomka Robert, Dmowski Artur

Journal of Sustainable Technologies - Problemy Eksploatacji

|

2026

|

Vol. 116, no. 1

39--49

EN

This study explored the use of eco-friendly cardboard materials in packaging with an enhanced resistance to mechanical damage during transportation. The aim was to develop, manufacture, and evaluate the mechanical performance of load-bearing packaging structures produced without plastics. The focus was on obtaining materials with sufficient strength and the ability to absorb energy from dynamic loads. The study involved a review of relevant literature and a series of comparative experimental investigations. Two types of newly developed board materials with a hexagonal (honeycomb) core structure were examined. The samples varied in terms of facing material (liners), core cell size, and paper grammage. Mechanical testing assessed flat and edgewise compression strength, as well as energy absorption parameters to evaluate the materials’ capacity to dissipate mechanical energy. Preliminary experiments confirmed the suitability of the developed honeycomb-core cardboard panels for packaging applications, including those requiring high strength and protection of contents. The results provide a basis for the development of predictive models of mechanical behaviour for this class of materials. The test methods developed in this study enabled the determination of the materials’ functional properties and the comparison with results from other laboratories. It was found that both paper grammage and core cell size have a significant impact on mechanical strength and energy absorption capacity, indicating a strong potential for practical application in transport packaging systems requiring enhanced protection.

PL

W pracy przedstawiono problematykę zastosowania ekologicznych materiałów tekturowych w konstrukcji opakowań o podwyższonej odporności na uszkodzenia mechaniczne występujące w procesie transportu. Celem badań było opracowanie, wytworzenie i ocena właściwości mechanicznych struktur nośnych opakowań wykonanych bez użycia tworzyw sztucznych. Zakładano uzyskanie materiałów charakteryzujących się odpowiednią wytrzymałością oraz zdolnością pochłaniania energii obciążeń dynamicznych. Praca obejmuje studium literatury specjalistycznej oraz wyniki badań własnych o charakterze porównawczym. W testach wykorzystano dwa rodzaje nowo opracowanych materiałów płytowych z rdzeniem o strukturze heksagonalnej (plaster miodu). Badane próbki różniły się rodzajem okładzin (linerów), wielkością komórek rdzenia oraz gramaturą zastosowanego papieru. W badaniach mechanicznych określono wytrzymałość na ściskanie płaskie i kolumnowe, a także parametry energetyczne pozwalające na ocenę zdolności materiałów do pochłaniania energii mechanicznej. Wyniki wstępnych eksperymentów potwierdziły przydatność opracowanych płyt tekturowych o rdzeniu typu plaster miodu do zastosowań w konstrukcjach opakowań, w tym opakowań o szczególnych wymaganiach dotyczących wytrzymałości i ochrony zawartości. Uzyskane wyniki stanowią podstawę do opracowania modeli predykcyjnych zachowania mechanicznego tej klasy materiałów. Opracowane metody badań umożliwiają określenie właściwości użytkowych badanych materiałów oraz porównanie wyników z danymi uzyskiwanymi w innych laboratoriach. Stwierdzono, że zarówno gramatura papieru, jak i wielkość komórek rdzenia mają istotny wpływ na wytrzymałość mechaniczną i zdolność pochłaniania energii, co wskazuje na duży potencjał praktycznego zastosowania w systemach opakowań transportowych wymagających zwiększonej ochrony.

2

Comparative friction and wear tests of fire hoses

Pieniak Daniel, Mańkowska-Snopczyńska Anita, Walczak Agata, Wąsik Wiktor, Gil Leszek, Selech Jarosław, Žvirblis Tadas

Zeszyty Naukowe Politechniki Morskiej w Szczecinie

|

2025

|

nr 84 (156)

179--189

EN

One of the main operational tasks of fire investigation units is to extinguish fires, which is most often achieved by applying various types of extinguishing agents to the burning material. For firefighting to be effective, it is essential to use appropriate equipment, including fire hoses through which water or water-based solutions are transported. Fire hoses must be resistant to mechanical, thermal, and chemical exposures. In particular, they must withstand abrasion, which can compromise tightness and result in leakage or uncontrolled water jets. Hose webbing typically has a multilayer structure. The outer (surface) layer is exposed to abrasion from sliding friction in contact with rough surfaces, sometimes containing abrasive particles. Abrasion against sharp edges occurs less frequently due to safety features such as fire hose saddles. Pilot laboratory tests were carried out on the hose webbing of four fire hose models to determine the coefficient of friction and linear wear. Additionally, observations were made on the wear mechanisms affecting the hose webbing surfaces.

3

Wpływ urządzeń drukujących i czasu postpolimeryzacji na właściwości mechaniczne i tribologiczne materiałów światłoutwardzalnych stosowanych w technologii druku 3D DLP

Snarski-Adamski Andrzej, Pieniak Daniel, Krzysiak Zbigniew, Michalczewski Remigiusz, Firlej Marcel

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 2

301--306

PL

Technika wytwarzania przyrostowego AM (additive manufacturing) 3D DLP (digital light processing) zapewnia akceptowalne właściwości mechaniczne materiału, dobre odwzorowanie wymiarów geometrycznych i małą chropowatość powierzchni. Przedstawiono wyniki badań właściwości mechanicznych i tribologicznych wybranego popularnego światłoutwardzalnego tworzywa polimerowego Phrozen Resin Flex. Wydrukowano i opracowano do badań próbki o kształcie krążków i prostopadłościanów za pomocą drukarek 3D Phrozen Shuffle Lite (PSL) i Phrozen Sonic Mini (PSM). Przy takich samych parametrach wydruku warstwowego wykazano wpływ urządzenia drukującego i czasu dodatkowej fotopolimeryzacji na twardość, moduł sprężystości i odporność na zużycie badanego materiału.

EN

Com. light-cured acrylic polymer resin Phrozen Resin Flex was used to print disc- and cuboid-shaped samples using Phrozen Shuffle Lite and Phrozen Sonic Mini 3D printers. The obtained samples were tested for indentation hardness, surface elasticity modulus, surface stiffness and indentation creep, as well as roughness, friction and wear resistance under dry sliding friction conditions. With the same layered printing parameters, the effect of the printing device and addnl. photopolymerization time on the mech. and tribol. properties of the tested material was demonstrated.

4

Ocena wpływu fotopolimeryzacji na mikrotwardość kompozytów typu bulk-fill

Pieniak Daniel, Niewczas Agata M., Gil Leszek, Krzysiak Zbigniew

Przemysł Chemiczny

|

2024

|

T. 103, nr 3

391--394

PL

Przedstawiono wyniki badań mikrotwardości trzech powszechnie stosowanych kompozytów handlowych typu bulk-fill. Celem pracy była ocena wpływu fotopolimeryzacji próbek o grubości nominalnej 2 mm na wytrzymałość stykową powierzchni. Wytrzymałość stykową oceniano w testach mikrotwardości metodą Vickersa. Badano mikrotwardość na powierzchniach naświetlanej (LC) i nienaświetlanej (NLC) lampą stomatologiczną UV. W badaniach wykorzystano lampę z funkcją soft start. Próbki przed badaniem mikrotwardości kondycjonowano w sztucznej ślinie w temp. 36,7°C. Wyniki badań poddano analizie statystycznej. W przypadku jednego kompozytu B-F wykazano brak istotnych różnic mikrotwardości na powierzchni LC i NLC. Mikrotwardość kompozytów TPF i EU na powierzchni NLC była istotnie większa niż na LC. Ponadto różnica mikrotwardości powierzchni LC i NLC kompozytu EU była największa.

EN

Samples of 3 com. bulk-fill dental composites were tested for Vickers microhardness to det. the effect of photopolymn. of samples with a nominal thickness of 2 mm on the surface contact strength. Microhardness was tested on surfaces exposed (LC) and not exposed (NLC) to a UV dental lamp. Before testing the microhardness, the samples were conditioned in artificial saliva at 36.7°C. The research results were statistical analyzed. In 2 of 3 tested composites, significantly higher microhardness was found on the NLC surface than on the LC surface.

5

Surface layer performance of low-cost 3D-printed sliding components in metal-polymer friction

Pieniak Daniel, Michalczewski Remigiusz, Firlej Marcel, Krzysiak Zbigniew, Przystupa Krzysztof, Kalbarczyk Marek, Osuch-Słomka Edyta, Snarski-Adamski Andrzej, Gil Leszek, Seykorova Maria

Production Engineering Archives

|

2024

|

Vol. 30, Iss. 3

361--376

EN

The paper presents the results of contact strength and tribological property tests of spare parts made of a popular resin using a 3D DLP printing technology. Two printer models by the same manufacturer were used in the study. The post-processing technique, which shapes the final functional properties, was diversified. Surface performance properties were compared, i.e. Shore hardness, indentation hardness, Martens hardness, elastic modulus, and parameters related to surface creep and relaxation. Tribological durability in rotary motion and tribological wear in reciprocating linear motion were also evaluated using micro- and nanotribometers. This was followed by surface analyses of the friction track of the analysed materials using microscopic methods: a scanning electron microscope, a WLI interferometric microscope, and an optical microscope. The results were statistically processed and the relationship between the parameters determined in the indentation test was determined.

6

Failure and reliability analysis of heavy firefighting and rescue vehicles: a case study

Selech Jarosław, Rogula-Kozłowska Wioletta, Piątek Piotr, Walczak Agata, Pieniak Daniel, Bondaronok Paweł, Marcinkiewicz Jacek

Eksploatacja i Niezawodność

|

2024

|

Vol. 26, no. 1

art. no. 175505

EN

The purpose of the article was to analyse the reliability, maintainability, and availability estimates of firefighting and rescue engines. Analysing the reliability parameters of heavy firefighting and rescue vehicles over time requires knowledge of their failures. In this article, failure data from the six years of maintenance of ten heavy firefighting and rescue vehicles from ten were analysed in relation to two main subsystems. Reliability analysis was performed and the best-fit distribution was found, with the parameters calculated. For both subsystems, the chassis combined with the cabin and the superstructure, the 2P-Weibull distributionwas identified as the most suitable fit. The availability and maintenance indicators for each vehicle and the individual subsystems were calculated. It was clearly defined that there exists a significant difference between the two subsystems analysed in terms of failure characteristics, as well as maintainability and availability parameters.

7

Influence of environmental conditions on mechanical properties of personal protective equipment

Walczak Agata, Rogula-Kozłowska Wioletta, Pieniak Daniel, Piątek Piotr, Wąsik Wiktor

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2023

|

Nr 88 (tom 1)

27--43

EN

The aim of this study was to determine the influence of environmental conditions on changes in the mechanical properties of personal protective equipment (PPE). The paper includes a review of the literature on the subject as well as results of own research. The focus was on ageing, abrasion and service conditions. In addition, the effect of direct exposure of the equipment to harmful and hazardous factors specific to the operating environment was considered. The following personal protective equipment (and/or materials used in their manufacture) was reviewed: special clothing, firefighter boots and firefighter helmet. Ageing processes, abrasion and operating conditions degrade the mechanical properties of PPE. The rate of degradation varies depending on the material used. Direct exposure to a humid environment degrades the properties of materials used in the manufacture of firefighter helmets. The strength of the materials used in the manufacture of head protection and firefighter’s boots decreases when exposed to elevated temperatures. In contrast, the shock absorption capacity of whole helmets when exposed to elevated and high temperatures with low impact energy becomes improved. The puncture resistance of firefighter boots under reduced temperature exposure was found to be higher.

PL

Celem pracy było określenie wpływu warunków środowiska na zmianę właściwości mechanicznych środków ochrony indywidualnej. W pracy zawarto przegląd literatury tematu oraz wyniki badań własnych. Skupiono się na procesie starzeniowym, ścieraniu oraz warunkach eksploatacji. Ponadto uwzględniono wpływ bezpośredniego narażenia środków na czynniki szkodliwe i niebezpieczne charakterystyczne dla danego środowiska eksploatacji. Wzięto pod uwagę następujące środki ochrony indywidualnej (i/lub materiały wykorzystywane w ich produkcji): ubranie specjalne, buty strażackie i hełm strażacki. Procesy starzeniowe, ścieranie i warunki eksploatacji powodują degradację właściwości mechanicznych środków ochrony indywidualnej. Szybkość degradacji różni się w zależności od wykorzystanego materiału. Bezpośrednie narażenie na wilgotne środowisko wpływa na pogorszenie właściwości materiałów stosowanych w produkcji hełmów strażackich. Wytrzymałość materiałów stosowanych w produkcji ochron głowy i butów strażackich pod wpływem podwyższonej wartości temperatury ulega spadkowi. Natomiast zdolność amortyzacji całych hełmów w warunkach narażenia na działanie podwyższonej i wysokiej temperatury, przy niskiej energii uderzenia, ulega poprawie. Odporność na przebicie butów strażackich pod wpływem obniżonej wartości temperatury jest wyższa.

8

Badania porównawcze twardości Knoopa wybranych światłoutwardzalnych materiałów polimerowych wykorzystywanych do wytwarzania części zapasowych pracujących w węzłach kinematycznych

Pieniak Daniel, Samociuk Waldemar, Firlej Marcel, Firlej Ewa, Krzysiak Zbigniew, Przystupa Krzysztof, Mańkowska-Snopczyńska Anita, Roszowska-Jarosz Martyna

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 11

1240--1245

PL

Przeprowadzono badania porównawcze twardości Knoopa wybranych materiałów (Monocure Matte Grey (MMG), Phrozen Beige Flexible (PBF), Phrozen Creamy White (PCW) oraz Phrozen Matte Grey (PMG)) stosowanych w technologii druku 3D DLP (digital light processing). Do przygotowania próbek wykorzystano drukarkę Phrozen Shuffle Lite oraz urządzenie do obróbki wykańczającej anycubic wash and cure. Różnicowano technikę płukania modeli w celu usunięcia nieutwardzonych cząstek żywicy i czas dodatkowego naświetlania. Wykazano wpływ czasu dodatkowego naświetlania utwardzającego na właściwości wytrzymałościowe powierzchni próbek oraz przydatność metody Knoopa w ocenie właściwości użytkowych badanych materiałów.

EN

Samples made of 4 types of com. polymer materials using DLP 3D printing technol. were post-processed in various conditions. A Phrozen Shuffle Lite printer and anycubic wash and cure finishing device were used to prepare the samples. Various rinsing methods were used to remove uncured resin particles, and the duration of addnl. UV exposure was also varied. The effect of the addnl. hardening time on the strength properties of the sample surfaces and the usefulness of the Knoop method in assessing the functional properties of the tested materials were demonstrated.

9

Impact of the Development of the Design of Firefighter Helmets on the Mechanical Shock Absorption Capacity

Walczak Agata, Pieniak Daniel, Lonkwic Paweł, Kupicz Włodzimierz, Ptak Szymon, Piątek Piotr, Wąsik Wiktor, Renkas Artur

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no. 6

171--184

EN

A firefighter's helmet is used as a basic personal protective equipment item. The purpose of the helmet is to absorb a part of mechanical impact acting towards the rescuer's cervical spine, which may lead to its injury. The aim of the study was to determine the effect of changes in the helmet design on the threshold passive forces transferred to the firefighter's cervical spine. The test subjects were firefighter’s helmets compliant with the European standard for helmets used by fire brigades. The study was carried out under model conditions, using special equipment with a head model and an additional force sensor placed under it, where the cervical spine is anatomically located. The central impact energy was assumed to be 60 J. A semi-spherically ended beater was used. The experimentally determined force-displacement characteristics revealed two phases of force increase. Using polyurethane foam as a cushioning insert instead of the expanded polyester used in older designs reduced values of forces in the first phase of the characteristic. There were many cases where the critical passive force value was exceeded, which would have resulted in the cervical spine injury. Modifications in material selection and component manufacturing technology affect the protective capabilities of firefighter’s helmets and result in their improvement. Nevertheless, helmets that are currently in use are still affected by forces whose values exceed the ones that are considered to be safe for a firefighter.

10

Tests of the mechanical strength of selected climbing ropes used by the state fire service with respect to damage occurring during rescue operations

Pieniak Daniel, Siwiec Sławomir, Walczak Agata, Piątek Piotr, Wąsik Wiktor, Naworol Ireneusz

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2022

|

Nr 82

57--70

EN

The paper deals with the issue of mechanical strength of climbing ropes. These ropes are exposed to the influence of exploitation factors both during training and in rescue operations. Among others, they may sustain mechanical, thermal and chemical damage. The study attempted to provide an evaluation of the effect this damage has on the mechanical strength and extensibility of ropes. The tests were carried out in laboratory conditions, and the courses of force in the function of deformation and impact of force on deformation were recorded. An unfavourable influence of some types of damage on the strength and extensibility of ropes was demonstrated. Mechanical and thermal stresses mainly cause damage to the rope sheath. Their effect on endurance is similar. The remaining strength of the rope is slightly above the minimum allowable tensile strength. On the other hand, the chemical treatment did not cause a noticeable decrease in the rope’s strength.

PL

W pracy podjęto problematykę wytrzymałości mechanicznej lin alpinistycznych. Line te narażone są na oddziaływanie czynników eksploatacyjnych w warunkach ćwiczeń i działań ratowniczych. Mogą powstawać m.in. uszkodzenia mechaniczne, termiczne i chemiczne. W pracy oceniono wpływ uszkodzeń na wytrzymałość mechaniczną i rozciągliwość lin. Badania wykonano w warunkach laboratoryjnych, rejestrowano przebiegi siły w funkcji odkształcenia oraz pracę siły na odkształceniu. Wykazano niekorzystny wpływ niektórych typów uszkodzeń na wytrzymałość i rozciągliwość lin. Narażenia mechaniczne i termiczne uszkadzają głównie oplot liny. Ich wpływ na wytrzymałość jest podobny. Pozostała wytrzymałość liny w niewielkim stopniu przewyższa minimalną dopuszczalną wytrzymałość na rozciąganie. Natomiast działanie środkiem chemicznym nie spowodowało zauważalnego spadku wytrzymałości liny.

11

Operational tests of the technical condition of truck tires

Cieślak Piotr, Pieniak Daniel, Gil Leszek, Dmowski Artur, Niewczas Andrzej

Transport Samochodowy

|

2022

|

z. 2

17--34

EN

Tire wear and damage tests have been carried out on a sample of 45 trucks in Warsaw. The aim of the research was to assess the damageability and to determine the qualitative characteristics of typical operational damage to the truck tires. A linear measurement of the tread height and organoleptic assessment of the form of damage were used. Three groups of vehicles were analysed: trucks with an integrated body, used in severe conditions on short routes - category I; tractor-semi-trailer combinations, used in conditions of heavy loads on intercity routes - category II; truck-trailer combinations, used with moderate load on intercity routes, long - category III. It has been shown that the most common types of damage are: excessive tread wear, mechanical cut of the tread and uneven tread wear (35%, 30%, 24% of all tested tires, respectively). It was shown that tires in vehicles of categories I and II are distinguished by high damageability (30.5% and 28.6%, respectively), with tread cut damage prevailing in the first group, and excessive tread wear in the second group. The damageability of vehicles in the third group was more than two times lower.

PL

Przeprowadzono badania zużycia i uszkodzeń eksploatacyjnych opon na próbie 45 samochodów ciężarowych na terenie Warszawy. Celem badań była ocena uszkadzalności i określenie jakościowej charakterystyki typowych uszkodzeń eksploatacyjnych opon samochodów ciężarowych. Zastosowano liniowy pomiar wysokości bieżnika oraz organoleptyczną ocenę postaci uszkodzeń. Analizowano trzy grupy pojazdów: samochody ciężarowe z nadwoziem zintegrowanym, użytkowane w warunkach ciężkich na krótkich trasach – kategoria I; zestawy ciągnik siodłowy – naczepa, użytkowane w warunkach dużych obciążeń na trasach międzymiastowych – kategoria II; zestawy samochód ciężarowy – przyczepa, użytkowane przy umiarkowanym obciążeniu na trasach międzymiastowych, długich – kategoria III. Wykazano, że najczęściej występującymi rodzajami uszkodzeń są: nadmierne zużycie ścierne bieżnika, przecięcie mechaniczne bieżnika i nierównomierne zużycie ścierne bieżnika (odpowiednio 35%, 30 %, 24% wszystkich badanych opon). Wykazano, że opony w pojazdach kategorii I i II wyróżniają się dużą uszkadzalnością (odpowiednio 30,5% i 28,6%) przy czym w pierwszej grupie dominują uszkodzenia cięte bieżnika, a w drugiej – nadmierne zużycie ścierne bieżnika. Uszkadzalność pojazdów w trzeciej grupie była ponad dwukrotnie mniejsza.

12

Effect of Water Absorption on Tribological Properties of Thermoplastics Matrix Composites Reinforced with Glass Fibres

Walczak Mariusz, Szala Mirosław, Pieniak Daniel

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2022

|

Vol. 16, no. 2

232--239

EN

The present work investigated the water absorption of thermoplastic matrix composites and their effect on tribological behaviour. Four thermoplastic composites were researched based on Polyamide 6 and Polyamide 66 matrix reinforced with glass fibres. The composites fabricated using the injection moulding technique were immersed in distilled water at room temperature for a water absorption test for 14 days. Dry sliding wear was conducted using a pin-on-disc trbiotester. The coefficient of friction (COF) and the wear rate (K) was determined. The sliding trace was analyzed using a scanning electron microscope (SEM) to reveal the sliding wear mechanism of composites. Studies have shown that polyamide PA6 based composites are less prone to absorb water than PA66 matrix. In addition, the composites richer in fibreglass exhibit lower water absorption. Tribological results indicated that polymer composites showed higher COF and K after water absorption testing. Mean COF and K were in the range of 0.071÷0.321 and 2.51∙10-6÷1.81∙10-4 mm3N-1m-1, respectively. Wear traces SEM analysis revealed that untreated samples are characterized by less intense abrasive and adhesive wear mode than the hydrated polymers. Besides, the degradation process took place primarily at the polymer matrix-fibreglass interfaces.

13

Analiza występowania poważnych awarii przemysłowych w Polsce

Krzysiak Zbigniew, Caban Jacek, Pecyna Anna, Pieniak Daniel

Przemysł Chemiczny

|

2021

|

T. 100, nr 7

660--663

PL

Bezpieczeństwo obiektów przemysłowych jest związane nie tylko z ochroną zakładu, ale też możliwym ryzykiem wystąpienia poważnej awarii i oddziaływaniem na środowisko. Przeprowadzono analizę porównawczą zakładów produkcyjnych zagrożonych wystąpieniem poważnej awarii przemysłowej w Polsce w latach 2010 - 2018. Ukazano specyfikę bezpieczeństwa w zakładach o dużym (ZDR) i o zwiększonym ryzyku (ZZR) wystąpienia poważnej awarii, uwzględniono również zakłady niesevesowskie.

EN

A comparative anal. of the no. of production plants threatened by a major industrial accident in Poland at the turn of 2010-2018 was carried out. Despite the increase in the no. of industrial plants, the no. of industrial accidents decreased.

14

Analiza indentacyjnej twardości, odporności na zarysowania i zużycia ślizgowego polimerowych materiałów z żywicy 3D DLP UV

Firlej Marcel, Bogucki Marcin, Gil Leszek, Samociuk Waldemar, Domagała Ivo, Bartnik Grzegorz, Pieniak Daniel, Krzysiak Zbigniew, Biedziak Barbara

Przemysł Chemiczny

|

2021

|

T. 100, nr 1

67--72

PL

Zaprezentowano wyniki badań użytkowych właściwości powierzchni trzech wybranych popularnych tworzyw stosowanych w technologii druku 3D DLP LCD. Zbadano twardość indentacyjną, moduł sprężystości powierzchni, odporność na zarysowanie i zużycie w warunkach tarcia ślizgowego suchego. Wykazano istotne różnice we właściwościach użytkowych badanych materiałów.

EN

Three com. resins used in printing technol. were studied for the indentation hardness, surface elasticity modulus as well as scratch and wear resistance under conditions of dry sliding friction. Significant differences in the functional properties of the tested materials were demonstrated.

15

The Impact of Padding Weld Shape of Agricultural Machinery Tools on their Abrasive Wear

Romek Dawid, Selech Jarosław, Ulbrich Dariusz, Felusiak Agata, Kieruj Piotr, Janeba-Bartoszewicz Edyta, Pieniak Daniel

Tribologia

|

2020

|

nr 2

55--62

EN

The paper presents laboratory tests results of wear in the abrasive mass of cultivator coulters subjected to coated electrode pad welding. In the first stage of the test, one type of electrode was used and a padding weld was applied to the coulter surface in three different shape variants (perpendicular, parallel to the abrasive mass stream and V-shaped). The lowest abrasive wear was obtained for samples with a padding weld deposited perpendicularly to the abrasive mass stream. Therefore, in the second stage of the research, this padding weld shape was selected and made using three different electrodes. Tests of abrasive wear both in the first and the second stage of the experiment were carried out at a distance of 100 km by the "rotating bowl unit" method. Both the direction of the application of the padding weld (shape) and the chemical composition of the electrode used in the pad welding process significantly increased the resistance to abrasive wear compared to coulters whose surface has not been welded.

PL

W pracy zaprezentowano laboratoryjne wyniki badań zużycia w masie ściernej redlic kultywatora poddanych napawaniu elektrodą otuloną. W pierwszym etapie badań, używając jednego rodzaju elektrody, na powierzchnię redlic nałożono napoinę w trzech różnych wariantach kształtu (prostopadle lub równolegle do naporu strumienia masy ściernej oraz w kształcie litery „V”). Najmniejsze zużycie ścierne uzyskano dla próbek z napoiną nałożoną w kierunku prostopadłym do naporu strumienia masy ściernej. Dlatego w drugim etapie badań wybrano ten kształt napoiny i wykonano ją za pomocą trzech różnych elektrod. Badania zużycia ściernego zarówno w pierwszym, jak i drugim etapie prowadzono na dystansie 100 km metodą „wirującej misy”. Kierunek (kształt) nałożenia napoiny i skład chemiczny elektrody wykorzystywanej w procesie napawania istotnie zwiększyły odporność na zużycie ścierne w stosunku do redlic, których powierzchnia nie została obrobiona nawet o 400%.

16

Reliability and failure studies of firefighters' helmets in simulated operational conditions

Walczak Agata, Pieniak Daniel, Kamocka-Bronisz Renata

Journal of KONBiN

|

2020

|

Vol. 50, iss. 4

31--40

EN

The aim of the study was to determinate the fracture mechanism of firefighters' helmets caused by the impact load in simulated operational conditions. Moreover the aim of the study was to assess the reliability of the personal protective equipment. Tests were conducted with the use of the drop tower system. On each type of helmet 5 impact tests were performed. The active force corresponding to impact energy of 60 J and the passive force (force in the place of the neck spine) was registered. Based on the results, it can be statement that helmets' structure influences their reliability and values of the active and passive forces. Additionally, the majority of tested helmets exceeded the acceptable threshold values of passive force.

PL

Celem badań było określenie mechanizmu niszczenia hełmów strażackich spowodowanego obciążeniem udarowym w symulowanych warunkach narażeni operacyjnych, a także ocena niezawodności sprzętu ochrony indywidualnej. Testy przeprowadzono z wykorzystaniem młota udarowego opadowego. Na każdym typie hełmu przeprowadzono po 5 testów udarowych. Rejestrowano siłę czynną odpowiadająca energii uderzenia 60 J oraz siłę bierną (siłę w miejscu kręgosłupa szyjnego). Na podstawie wyników można stwierdzić, że konstrukcja hełmów i ich stan wpływają na ich niezawodność i wartości sił czynnych i biernych. W przypadku większości badanych hełmów przekroczono dopuszczalne wartości progowe sił biernych.

17

Statistical Comparison of the Hardness and Scratch-Resistance of the PMMA Polymers Used in Orthodontic Appliances

Domagała Ivo, Gil Leszek, Firlej Marcel, Pieniak Daniel, Selech Jarosław, Romek Dawid, Biedziak Barbara

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no. 4

250--261

EN

The paper presents the studies and results of the Shore hardness and scratch test of polymer materials used in medical devices. Polymers of organic PMMA (poly(methyl methacrylate)) origin for the manufacture of orthodontic appliances were tested. Samples of test materials differed in manufacturing technology. The surface functional properties of four materials were compared. Hardness tests were performed with the Shore D hardness test method. The scratch test was done with a Rockwell diamond cone indenter. The hardness was also calculated from the scratch test. Shore’s highest hardness was demonstrated in 1A material. But the differences in Shore’s hardness were small. Larger differences between the tested materials were shown in the scratch test than in the Shore hardness test. The lowest residual scratch depth (Rd) was obtained for 1A material. 3A material had the highest scratch hardness.

18

Indentation Hardness and Tribological Wear under the Conditions of Sliding Friction of the Surface Layer of Composites Based on Methacrylate Resins with Ceramic Nanofiller

Pieniak Daniel, Gauda Konrad

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2020

|

Vol. 14, no. 2

112--119

EN

The biomaterials, which are the subject of this work, are the dental restorative materials classified as light cured polymer matrix ceramic composites or resin based composites. The dental composite materials are needed for the repairment of human teeth. Fillings and other dental applications are exposed to the biomechanical loading in the chewing process. The wear resistance and hardness are important functional properties. Currently, nanofiller composites play an important role among dental composites. The objective of this paper was to study and analyze the friction, mechanical and wear properties of the surface of polymer matrix ceramic filed nanocomposites. Three material groups were used, one commercial composite Filek Z550 (3M ESPE, USA) and two experimental composites Ex-nano(G) and Ex-flow(G). The microindentation tests were conducted on the Micro Combi Tester device (Anton Paar GmbH, Germany). Rotating sliding ball-on-disc friction tests were performed against an alumina ball on 5 N load at 1 Hz in the bath of artificial saliva at 37°C. The linear wear and friction coefficients were evaluated. In the light of the obtained results of contact and friction strength tests, it was found that the performance depends on the production technology of the polymer-ceramic composites. The test results indicate that the share of filler nanoparticles the in experimental composites is advantageous due to the tribological wear.

19

Impact of selected biofuels and diesel as lubricants on the statistical distribution and course of sliding friction coefficients for the kinematic pair 100Cr6-100Cr6

Gil Leszek, Pieniak Daniel, Kozłowski Edward, Selech Jarosław

Tribologia

|

2019

|

nr 6

17--23

EN

One of the functions of engine fuels is the lubrication of engine injection equipment components. The elements of the injection system are lubricated only with the fuel used to power the engine; therefore, the lubricity and its impact on the elements of the engine injection system are an important issue. The share of biofuels to power internal combustion engines is constantly increasing, because EU Member States are required to use fuel with the addition of biocomponents to power vehicle engines. These fuels are more ecological compared to petroleum fuels. Therefore, it is also necessary to identify the lubricating properties of these fuels, which can significantly affect wear processes. In order to identify wear indicators, laboratory tests were carried out to determine the lubricating properties of biofuels based on vegetable oils in relation to diesel fuel. Tribological tests were carried out for the ball-disc friction node of 100Cr6 material, which is most often used in the construction of precision pairs of injection equipment. Comparative tests were carried out for samples immersed in a fuel bath on a CSM tribometer. The friction coefficient waveforms as a function of friction distance and sample load were determined. The measured force values indicate a significant impact of the fuel used on the operating conditions and consumption in the kinematic pair being the subject of the work.

PL

Jedną z funkcji paliw silnikowych jest smarowanie elementów aparatury wtryskowej silnika. Elementy układu wtryskowego są smarowane jedynie paliwem służącym do zasilania silnika, dlatego ważną kwestią jest smarność paliwa i jej wpływ na elementy układu wtryskowego silnika. Udział biopaliw do zasilania silników spalinowych ciągle wzrasta, ponieważ państwa członkowskie Unii Europejskiej mają obowiązek stosowania do zasilania silników samochodowych paliwa z dodatkiem biokomponentów. Paliwa te są bardziej ekologiczne w porównaniu z paliwami ropopochodnymi. Wobec tego też istnieje konieczność identyfikacji właściwości smarnych tych paliw, które istotnie mogą wpłynąć na procesy zużycia. W celu identyfikacji wskaźników zużycia wykonano własne badania laboratoryjne, których celem było określenie właściwości smarnych biopaliwa na bazie olejów roślinnych w odniesieniu do oleju napędowego. Wykonano testy tribologiczne dla skojarzenia węzła tarcia kula–tarcza materiału 100Cr6, który najczęściej wykorzystywany jest w konstrukcji elementów par precyzyjnych aparatury wtryskowej. Badania porównawcze przeprowadzono dla próbek zanurzonych w kąpieli paliw na tribometrze CSM. Określono przebiegi współczynnika tarcia w funkcji drogi tarcia i obciążenia próbek. Zmierzone wielkości siły wskazują na istotny wpływ stosowanego paliwa na warunki pracy i zużycie w parze kinematycznej będącej przedmiotem pracy.

20

Comparative Studies of Tribological Properties of Carbon Fibre Reinforced Polymer Composites (CFRP) in Dry Sliding Friction Conditions

Pieniak Daniel, Gil Leszek, Wit-Rusiecki Albin Michał, Krzyżak Aneta, Selech Jarosław, Romek Dawid

Tribologia

|

2019

|

nr 4

87--94

PL

Celem badań było określenie cech użytkowych i jakościowych oraz właściwości tribologicznych czterech nowo opracowanych przez autorów laminatów o osnowie polimerowej wzmacnianych włóknami węglowymi (CFRP – Carbon Fiber Reinforced Polymer) i wskazanie struktur o najkorzystniejszych właściwościach użytkowych. Opracowane próbki materiałów oparte były na dwóch typach prepregu: Kord Carbon (Fiberpreg GmbH) o splocie twill oraz włókien węglowych (UD) producenta (G. Angeloni S.R.L) o jednokierunkowym układzie. W strukturze połowy ogólnej liczby próbek zastosowano warstwę epoksydowego filmu klejowego (AF) producenta (NTPT). Wykonano badania twardości indentacyjnej (uniwersalnej) wg metody Olivera-Pharra. Badania odporności na zużycie ścierne prowadzono w warunkach tarcia ślizgowego suchego, metodą kula–tarcza. W skojarzeniu jako przeciwpróbkę wykorzystano kulkę wykonaną z tlenku glinu (Al2O3). Wyniki badań wskazują na istotny wpływ struktury badanych materiałów na wzrost wytrzymałości stykowej oraz polepszenie właściwości tribologicznych, które wynikają z zastosowania warstwy AF.

EN

The aim of the study was to determine the usable and quality features and tribological properties of four Carbon Fibre Reinforced Polymer laminates (CFRP) newly developed by the authors and to indicate the structures with the most advantageous functional properties. The developed material samples were based on two types of prepreg, Kord Carbon (Fiberpreg GmbH) with twill weave and carbon fibres (UD) by the manufacturer (G. Angeloni S.R.L) with a unidirectional system. In the structure of half of the total number of samples, a manufacturer's (NTPT) epoxy adhesive film (AF) layer was used. Tests of indentation hardness (universal) were carried out according to the Oliver-Pharr method. Tests of resistance to abrasive wear were carried out in dry sliding friction conditions, using the ball-disc method. In combination, a ball made of aluminium oxide (Al2O3) was used as a cooperating element. The test results indicate a significant impact of the structure of the tested materials on the increase in contact strength and the improvement of the tribological properties that result from the application of the AF layer.