Rozszerzenie programu na istniejących kierunkach Metalurgia

Rozszerzenie programu na istniejących kierunkach Metalurgia, Inżynieria
Materiałowa i Edukacja Techniczno-Informatyczna (WIMiIP)
W ramach projektu pn. „Fabryka Inżynierów” realizowanego w Akademii GórniczoHutniczej, w ostatnich latach możliwe było rozszerzenie programu na istniejących
kierunkach Metalurgia, Inżynieria Materiałowa i Edukacja Techniczno-Informatyczna, na
których kształcenie prowadzi Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej
(WIMiIP).
Wsparcie, jakim zostało objęte działanie realizowane przez pracowników Wydziału
Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej w ramach projektu „Fabryka Inżynierów”,
pozwoliło na wzbogacenie oferty dydaktycznej o nowoczesne materiały multimedialne
szczegółowo
opisujące
m.in.
najnowszej
generacji
technologie
kucia
materiałów
z położeniem akcentu na wykorzystanie metod symulacji komputerowej. Opracowano
i wydrukowano również wiele podręczników. Ponadto, aby urozmaicić treść merytoryczną
wykładów, kadra dydaktyczna brała udział w specjalistycznych kursach i studiach
podyplomowych z zakresu zarządzania i inżynierii jakości.
Skąd pojawiła się konieczność rozszerzenia programu na istniejących kierunkach
Metalurgia, Inżynieria Materiałowa i Edukacja Techniczno-Informatyczna? Dr inż. Piotr
Skubisz, koordynator zadania, podkreśla, iż Edukacja Techniczno-Informatyczna to nowy
kierunek, który był uruchamiany w momencie tworzenia projektu „Fabryka Inżynierów”.
Założenia projektu współgrały z potrzebami wsparcia nowej propozycji kształcenia. Nowe
materiały
dydaktyczne,
w
tym
materiały
multimedialne,
finansowane
w ramach projektu, pozwoliły podnieść atrakcyjność zajęć laboratoryjnych i tablicowych.
Kierunki Metalurgia i Inżynieria Materiałowa nie cieszą się bardzo dużą popularnością
i w skali uczelni są traktowane, jako „tradycyjne”, a wręcz nieprzyjemne, nazywane
często „czarna metalurgia”. Stąd też rozszerzenie programu miało na celu wzbogacenie
procesu dydaktycznego o nowe elementy, poprzez które będzie można przyciągnąć
kandydatów/tki oraz podnieść atrakcyjność i aktualność treści kształcenia, wzmacniając
pozycję absolwenta na rynku pracy.
Podjęte działania skierowane zostały do studentów/tek I i II stopnia studiów, słuchaczy
przedmiotów
tradycyjnych,
specjalistycznych
związanych
z
przeróbką
plastyczną
oraz studentów/tek nowego kierunku Edukacja Techniczno-Informatyczna z naciskiem na
specjalność Metaloplastyka i kształtowanie objętościowe.
1
„Rozszerzenie programu na istniejących kierunkach Metalurgia, Inżynieria Materiałowa
i
Edukacja
Techniczno-Informatyczna
zaangażowaniu
pracowników
(WIMiIP)”
Katedry
było
Plastycznej
możliwe
dzięki
Przeróbki
ogromnemu
Metali
WIMiIP.
Prof. dr hab. inż. Jan Sińczak, dr inż. Piotr Skubisz, dr inż. Aneta Łukaszek-Sołek
oraz dr inż. Sylwia Bednarek realizowali założone w projekcie działania, uatrakcyjniając
metodykę
oraz
aktualizując
zakres
tematyczny
przedmiotów,
zwłaszcza
ćwiczeń
laboratoryjnych na w/w kierunkach studiów. Świat nieustannie się zmienia, rosną
wymagania wobec absolwentów/tek. Staramy się w tym procesie aktywnie uczestniczyć
przygotowując studentów/tki do dynamicznego wejścia na rynek pracy z umiejętnościami
i wiedzą, które pozwolą im odnaleźć się w nowych realiach – mówi Koordynator zadania.
Specjalistyczne programy do symulacji komputerowej procesów
Wydział IMiIP dysponuje obecnie licencjami dwóch nowoczesnych, specjalistycznych
programów do symulacji komputerowej procesów. Są to programy z najwyższej,
światowej półki, zaawansowane, bardzo drogie. Jako jedyna uczelnia w Polsce posiadamy
15 stanowisk programu QForm, którego jedna licencja przemysłowa kosztuje 60 tys.
EURO.
Posiadamy
także
licencję
program,
który
programu
Simufact
Forming
–
podkreśla
dr inż. P. Skubisz.
QForm
(QF)
to
stanowi
obecnie
najwyższy
standard
narzędzi
do projektowania procesów modelowania plastycznej obróbki metali. Jego działanie
bazuje na zastępowaniu próby rzeczywistej, wirtualnym działaniem, w którym określamy
materiał (metal), planowany kształt oraz
parametry procesu
m.in. temperaturę,
prędkość, ilość operacji. Student/tka, podobnie jak technolog w zakładzie przemysłowym,
ma możliwość przeprowadzenia symulacji projektowanego procesu bez żadnych kosztów,
„nie brudząc rąk”. Widzi dużo więcej, ponieważ wszystkie wskaźniki, które poznaje
w postaci wzorów matematycznych na przedmiotach teoretycznych, tu stosowane
są w praktyce. Całość procesu obserwować można na kolorowych mapach bitowych
oraz wykresach, na których program rysuje naprężenia bądź odkształcenia.
Simufact Forming, również stosowany do symulacji procesów przeróbki plastycznej,
to program o wiele bardziej złożony, który od użytkownika wymaga większej wiedzy
na temat modelowania z wykorzystaniem większej ilości współczynników.
W związku z wykorzystywaniem na zajęciach dydaktycznych nowych wersji w/w
programów niezbędne było przeszkolenie pracowników, którzy stosują oprogramowanie
w trakcie ćwiczeń laboratoryjnych ze studentami/tkami. Odbyły się dwa szkolenia
dla pracowników, w których uczestniczyły cztery osoby z Katedry Plastycznej Przeróbki
Metali (KPPM).
Jak zaznacza koordynator zadania dr inż. Piotr Skubisz Katedra PPM nie posiadała
odpowiedniego sprzętu, który pozwoliłby wykorzystać w pełni możliwości posiadanego
oprogramowania. Dzięki wsparciu finansowemu w ramach Fabryki Inżynierów Wydział
2
zakupił 10 zestawów komputerowych o wysokiej wydajności, które wykorzystywane
są do modelowania procesów przeróbki plastycznej (dotychczas jednostka posiadała tylko
5 stanowisk). Piętnaście jednostek umożliwia studentom/tkom samodzielną realizację
indywidualnych projektów w warunkach zbliżonych do tych na przyszłym stanowisku
pracy. Możliwe jest
porównanie tradycyjnego modelowania
procesu
z
metodami
komputerowymi. Nowoczesne oprogramowanie wpłynęło także na powstanie wielu
interesujących i nowatorskich prac dyplomowych.
Programy takie jak QForm oraz Simufact Forming umożliwiają w wirtualny sposób
zrealizowanie rzeczywistego procesu technologicznego. Na przykład: chcąc stworzyć
narzędzie chirurgiczne – musimy zadać sobie pytania: jak je wytworzyć, z jakiego
kawałka metalu, z jakiego gatunku stali, jakie temperatury sprawią, że zastosowany
materiał prawidłowo odkształci się, a nie będzie pękać, itp. Studenci/tki sami projektują
formy, w których kształtowane są narzędzia, a następnie dzięki w/w programom mają
możliwość dokładnego sprawdzenia, jakie naprężenia są za duże, gdzie potencjalnie
mogą powstać defekty w wyrobach finalnych Samodzielne wykonywanie projektów
pozwala studentom/tkom jednocześnie poznawać technologię produkcji oraz nowoczesne
metody projektowania.
Programy do symulacji komputerowej umożliwiają m.in. przeprowadzenie symulacji
procesów pracy kucia. Pozwala to zobrazować przebieg procesów, które w łatwy sposób
można wykorzystać w pracy magisterskiej. Z tego, co wiem program QF zakupuje
obecnie wiele firm i zapotrzebowanie na specjalistów potrafiących go obsługiwać rośnie –
mówi student ostatniego roku kierunku Edukacja Techniczno-Informatyczna, specjalność
Metaloplastyka i kształtowanie objętościowe Adrian Francuz.
Studenci/tki są bardzo zadowoleni z wprowadzonych zmian. Także świeżo upieczeni
absolwenci/tki
wydziału
podkreślają,
że
zdobytą
wiedzę
wykorzystują
w
swojej
codziennej pracy.
Firma decydując się na zakup QF zakłada, że przy niskich kosztach może przeprowadzić
wiele często skomplikowanych badań. Jednym modelowaniem jesteśmy w stanie
sprawdzić bardzo wiele ważnych czynników, które później mogą zoptymalizować koszty –
podkreśla Paulina Kaim, studentka drugiego roku studiów II stopnia kierunku Edukacja
Techniczno-Informatyczna, specjalność Edukacja Techniczna.
Podniesienie efektywności prowadzonych zajęć – publikacje,
nowoczesne
materiały multimedialne, kursy, szkolenia
W związku z szerokim, a przede wszystkim nowym spektrum zagadnień obejmujących
wszystkie procesy związane z kuciem i kształtowaniem objętościowym, które możemy
podzielić na swobodne i matrycowe oraz zagadnienia związane z metaloplastyką,
przeprowadzono w ramach projektu wiele szkoleń i kursów specjalistycznych dla
pracowników. Między innymi dr inż. Sylwia Bednarek ukończyła dwa kursy studiów
3
podyplomowych
zdobywając
niezbędną
wiedzę
z
zakresu
kontroli
jakości
oraz zarządzania jakością. Dr inż. Piotr Skubisz uczestniczył w kursach specjalistycznych
z metod badań nieniszczących oraz badania jakości wyrobów metalowych.
Wiedza ze szkoleń zaowocowała opracowaniami, które jako rozdziały znalazły się
w podręcznikach do przedmiotów kierunkowych. Zostało wydanych 6 publikacji –
3 podręczniki i 3 skrypty. Książki i skrypty, które wydaliśmy są przekrojowe i właściwie
mogą być wykorzystane nie tylko w ramach jednego konkretnego przedmiotu, ale na
kilku tematycznie powiązanych – podkreśla dr inż. P. Skubisz.
Podręczniki i skrypty, które zostały wydane to:
•
„Technologie kucia matrycowego”
•
„Metaloplastyka wybrane zagadnienia”
•
„Kucie swobodne i półswobodne”
•
„Metodyka projektowania procesów kucia przy wsparciu metody elementów
skończonych”
•
„Fizyczne i analityczne modelowanie wybranych procesów kucia”
•
„Projektowanie procesów kształtowania objętościowego”.
Publikacje te powstały z myślą o studentach/tkach wyższych uczelni technicznych
kształcących się na kierunkach związanych z: technologiami wytwarzania elementów
maszyn i urządzeń w oparciu o procesy kształtowania objętościowego, projektowaniem
procesów kucia, metaloplastyką oraz wytwarzaniem biżuterii. W chwili obecnej dostępne
w języku polskim publikacje obejmujące powyższą tematykę, pochodzą z lat 80-tych,
stąd konieczność ich aktualizacji i poszerzenia o wszelkie późniejsze rozwiązania. Wedle
informacji, które do mnie docierają nasze opracowania to branżowe „białe kruki”
podkreśla dr P. Skubisz.
Dla podniesienia efektywności prowadzonych zajęć, opracowano również nowoczesne
materiały
multimedialne.
Obejmują
one
14
zestawów
multimedialnych
pomocy
dydaktycznych mających ułatwić studentom/tkom posługiwanie się oprogramowaniem
CAD i programami do symulacji metodą MES. Zestawy obejmują prezentacje, szablony
zestawów obliczeniowych, modele geometryczne plików, filmy z instrukcjami wykonania
zestawów i modeli, proste programy pomocnicze do edycji modeli oraz instrukcje
wykonania ćwiczeń. Materiały te wykorzystywane są podczas zajęć laboratoryjnych,
a
studenci/tki
otrzymują
je
na
nośnikach
CD.
Ich
tematyka
związana
jest
z poszczególnymi kierunkami studiów i przedstawia się następująco:
−
−
kierunek Metalurgia
•
Kuźnictwo i prasownictwo
•
Podstawy przeróbki plastycznej
•
Kształtowanie objętościowe metali i ich stopów
kierunek Inżynieria Materiałowa
•
Projektowanie form przemysłowych
4
−
•
Metody projektowania w przetwórstwie materiałów
•
Modelowanie procesów formowania
•
Kształtowanie objętościowe metali i ich stopów
kierunek Edukacja Techniczno–Informatyczna
•
Technologie w przetwórstwie metali
•
Metaloplastyka
•
Modelowanie kształtowania objętościowego
•
Kształtowanie precyzyjne
•
Maszyny i urządzenia w przetwórstwie
•
Specjalne technologie w przetwórstwie materiałów
Działaniami mającymi na celu wzbogacenie oferty dydaktycznej, objętych zostało
kilkanaście przedmiotów. Z opracowanych materiałów multimedialnych oraz książek
i skryptów mogą korzystać studenci/tki wszystkich trzech kierunków kształcenia,
wymienionych w nazwie działania.
Przygotowane przez pracowników prezentacje multimedialne wyjaśniają dokładnie każde
ćwiczenie.
Dzięki
udostępnieniu
materiałów
na
nośnikach
przenośnych
możemy
przeanalizować wykonywane projekty poza laboratorium raz jeszcze, krok po kroku mówi Paulina Kaim, która uczestniczyła w ćwiczeniach laboratoryjnych prowadzonych
z wykorzystaniem materiałów dedykowanych poszczególnym przedmiotom.
Efekt działań
W związku z powstawaniem nowych zakładów, takich jak kuźnie, ciągarnie i hartownie,
rośnie zapotrzebowanie na inżynierów znających nowoczesne metody projektowania
procesów przeróbki plastycznej oraz obróbki cieplnej. Dzięki rozszerzeniu programu
na istniejących kierunkach Metalurgia, Inżynieria Materiałowa i Edukacja TechnicznoInformatyczna możemy sprostać wymaganiom stawianym przez w/w gałęzie przemysłu,
a tym samym zapewnić absolwentom/tkom WIMiIP lepsze przygotowanie merytoryczne
do pracy zawodowej.
Dr inż. Piotr Skubisz podkreśla, że już odczuliśmy poważne zmiany – liczba dyplomantów,
która się do nas zgłasza znacznie wzrosła. Ponadto większa liczba studentów/tek
wykazuje zainteresowanie m.in. kuźnictwem czy prasownictwem – tematyką do tej pory
umiarkowanie popularną. Na koniec dodaje z uśmiechem: To dla nas ogromna
satysfakcja, że nasza praca przestała przypominać zmagania Syzyfa.
Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
5