Dziś mam przyjemność przedstawić Ci wywiad z dr. Vito Leo – wielkim praktykiem, ale przede wszystkim dydaktykiem wtryskiwania tworzyw termoplastycznych.
Z tego wywiadu dowiesz się:
- dlaczego praca z materiałami polimerowymi jest taka wymagająca,
- od czego zacząć, gdy jest się nowym w branży,
- dlaczego “know why” jest czasami ważniejsze niż “know how” w przetwórstwie tworzyw sztucznych.
Kim jest Vito Leo?
Dr Vito Leo 38 lat temu, zaraz po obronie rozprawy doktorskiej na temat właściwości elektronicznych przewodników organicznych zaczął pracę w Solvay. Zarządzał laboratorium reologicznym i zainicjował działania w zakresie inżynierii wspomaganej komputerowo. Wspierał wewnętrznych i zewnętrznych klientów firmy za pomocą powstających narzędzi CAE, takich jak Polyflow, Moldflow, później Moldex i Digimat. W ciągu tych wielu lat pracy zawodowej był zaangażowany w liczne projekty i współprace z uczelniami i przemysłem.
Po latach zaangażowania w symulacje numeryczne, dołączył do amerykańskiej organizacji badawczo-rozwojowej Solvay Specialty Polymers jako główny naukowiec odpowiedzialny za badania zjawisk fizyki polimerów. W ostatnich latach jego głównym zainteresowaniem badawczym była relacja struktura-właściwość w aromatycznych materiałach polimerowych do specjalnych zastosowań.
Otrzymawszy tytuł Scientific Officer, został członkiem organizacji Solvay Fellow Network zrzeszającej 16 najlepszych naukowców w firmie. Przeszedł na emeryturę na początku 2021 roku i teraz jest w 100% oddany swojej działalności szkoleniowej i doradczej we własnej firmie BIMS SEMINARS SRL.
Dlaczego trzeba wiedzieć “dlaczego”?
Przemek Narowski: W dzisiejszych czasach coraz więcej osób twierdzi, że o wiele ważniejszym jest wiedzieć jak coś zrobić niż dlaczego coś działa tak, a nie inaczej. Zauważyłem, że ten trend jest szczególnie silny wśród młodych inżynierów. Pragmatyzm wydaje się być sam w sobie celem wielu projektów. Jaka jest Pana opinia na ten temat? Czy wiedza teoretyczna jest nadal ważna w czasach, gdy można sobie wszystko “wygooglować”?
Vito Leo: Cała moja kariera i podejście do nauczania były poświęcone pytaniu „DLACZEGO?”. Podejście czysto oparte na faktach nie pozwala na gromadzenie wiedzy w miarę gromadzenia doświadczenia. Zrozumienie podstaw fizyki to jedyny sposób na próbowanie rozwiązania nowych problemów (nowe materiały, nowe geometrie, nowe warunki procesu,…) z dużą szansą na sukces. Jeśli naprawdę rozumiesz podstawy fizyki materiałów polimerowych (aspekty termiczne, reologia, mechanika, relacje struktura-właściwość), za każdym razem, gdy pojawi się nowy problem, będziesz mógł go przeanalizować i podzielić na łatwe do opanowania kawałki, które możesz zrozumieć i rozwiązać. Doświadczona, praktyczna, oparta na know-how osoba bez prawdziwego zrozumienia będzie miała mniejsze szanse na sukces w obliczu „nowych problemów”. Ogromna złożoność wzajemnie powiązanych zjawisk, które na siebie oddziałują w przetwarzaniu tworzyw, otwiera drzwi do nieskończonych interpretacji każdego zaobserwowanego faktu. Fizyka nie jest jednak niczyją osobistą opinią.
“Trudne” tworzywa
Przemek Narowski: Wszyscy wiemy, że materiały polimerowe są czasami “nieobliczalne”, zarówno podczas projektowania jak i wytwarzania produktów. Czy mógłby Pan krótko wyjaśnić, jaki jest tego powód? Dlaczego nie możemy zaufać naszej intuicji w projektowaniu części z tworzyw sztucznych?
Vito Leo: Jak już wspomniano, fizyka tworzyw polimerowych jest złożona. Wpływ temperatury i szybkości odkształcania, zarówno w stanie stopionym, jak i stałym na powstające w materiale naprężenia jest bardzo silny. Odpowiedź materiału na te naprężenia jest nieliniowa i lepkosprężysta. Występują złożone efekty zależne od temperatury i historii odkształcania tworzywa. Przy obciążaniu w stanie stałym materiały przechodzą od liniowo elastycznych przez lepkosprężyste do plastycznych. Jeśli nie ulegną wcześniej uszkodzeniu ze względu na ich wrażliwość na naprężenia oraz skłonność do propagacji pęknięć. Aby zaprojektować dobrą część z tworzywa sztucznego, potrzebny jest dość dobry ogląd i zrozumienie całego spektrum zjawisk. Fakt nieintuicyjny: wszystkie tworzywa polimerowe stają się bardziej kruche, gdy stają się grubsze! Jednak natychmiastową reakcją większości ludzi w obliczu pękania części jest zwiększenie grubości jej ściany.
Złożonych obciążeń w rzeczywistym życiu nie można opisać naprężeniem lub odkształceniem skalarnym. W rezultacie prawie niemożliwe jest użycie „zdrowego rozsądku” do rozwiązania problemu związanego ze zwykłym “plastikiem”. Złożoność fizyki polimerów nie oznacza, że trzeba mieć doktorat z nauk technicznych, aby zrozumieć projektowanie lub przetwarzanie części z tworzyw sztucznych. Na moich szkoleniach prawie nie używam równań, ale nadal tłumaczę całą niezbędną wiedzę. Większość ekspertów od tworzyw sztucznych w branży wydaje się akceptować swoją niezdolność do naukowej analizy problemów, ponieważ błędnie uważają, że potrzeba do tego bardzo zaawansowanego wykształcenia. To jest złe. Można być ustawiaczem, wziąć udział w moich kursach i rozmawiać z naukowcami z działów R&D – dzięki lepszemu zrozumieniu zachowania polimerów.
Człowiek zawsze ważniejszy od maszyny
Przemek Narowski: Czy może Pan podać jakiś powód, dlaczego nie warto używać CAE w inżynierii tworzyw sztucznych? Czy są jeszcze lepsze sposoby radzenia sobie z problemami w tej dziedzinie?
Vito Leo: CAE to potężne narzędzia, ale to tylko narzędzia. I tylko tak dobre, jak modele matematyczne w nich zaimplementowane. Dlatego na moich kursach poświęcam dużo czasu na mówienie o ograniczeniach tych modeli lub ich ostatnich ulepszeniach. Kiedy inżynier CAE ma odpowiednią wiedzę (ale nie z informatyki, tylko z tworzyw sztucznych) i wie, jakie modele są wykorzystywane w jego oprogramowaniu, skąd pochodzą dane materiałowe i w jaki sposób zostały uzyskane, ma wtedy duże szanse pomóc skrócić czas rozwoju produktu i oszczędzić ogromne ilości pieniędzy dla firmy.
Na początku mojej kariery byłem facetem od Moldflow w mojej firmie i głównie pokazywałem wyniki symulacji i wyjaśniałem, dlaczego przewidywania oprogramowania nie byłyby w pełni poprawne, a czasem wręcz błędne. Pamiętam, jak duża firma z branży telefonii komórkowej przywiozła mnie do swojej skandynawskiej siedziby z Włoch (gdzie byłem na wakacjach), bo byłem jedyną znaną im osobą, która potrafi prawidłowo zinterpretować wyniki symulacji.
Baco! A cy to zeberko to sie nom doleje?
Przemek Narowski: Czy można być inżynierem wtryskiwania tworzyw polimerowych i nie mieć bladego pojęcia o tym, o czym teraz Pan mówi i podczas Pana szkoleń?
Vito Leo: Nie. Bez podstawowej wiedzy na temat reologii lub mechaniki tworzywa sztuczne są bardziej czarną magią niż nauką. Duże doświadczenie pomaga, a wielu inżynierów polega głównie na ogromnej bibliotece wcześniejszych projektów, które mają w głowie. Jednak jeśli nie mają podstaw do poprawnej interpretacji swoich obserwacji, będą popełniać te same błędy projekt za projektem. To, co działa dla jednego tworzywa, prawdopodobnie zawiedzie, gdy zostanie zastosowane inne. To, co jest prawdą, gdy mamy do czynienia z cienką częścią, może okazać się błędne w przypadku “grubszego okazu”. Niewielkie zmiany w strukturze molekularnej, krystaliczności lub stabilności termicznej materiału spowodują poważne zmiany w zachowaniu części. W pewnym sensie to trochę jak przewidywanie pogody. Z biegiem lat stajemy się w tym coraz lepsi. Potrzebujesz jednak całej wiedzy i mocy obliczeniowej, jaką tylko możesz znaleźć, aby być w tym naprawdę dobry.
“Jak żyć Panie Premierze?”
Przemek Narowski: Załóżmy, że ktoś jest zupełnie nowy w „branży polimerów”. Jaki byłby pierwszy krok, który poleciłby Pan mu zrobić, aby poznać materiały i technologię?
Vito Leo: Moje szkolenia powstały z jakiegoś powodu. Nie mogłem znaleźć jednej książki lub kursu, które dałyby mi właściwe połączenie wiedzy i umiejętności. Na przykład, jeśli chcesz zrozumieć zniszczenie materiałów polimerowych i kupisz jakąś książkę, to już na stronie 3 utkniesz na równaniach tensorowych mechaniki ośrodków ciągłych. Jeśli polegasz na mniej naukowej informacji, przeglądając Internet lub broszury, otrzymasz bardzo fragmentaryczny i słaby opis rzeczywistości. Moje kursy powstały z wielu lat rozwoju osobistego i silnego zaangażowania w wyjaśnianie skomplikowanych rzeczy w prosty sposób. Moje doświadczenie w nauczaniu na Uniwersytecie ULB w Belgii bardzo pomogło w tym zakresie.
Mówiąc ogólniej, jeśli chcesz zostać dobrym inżynierem tworzyw polimerowych, bądź bardzo, bardzo pokorny. Zawsze zadawaj pytania tym, którzy wiedzą więcej niż ty. Bądź też krytyczny, ponieważ usłyszysz wiele błędnych stwierdzeń. Ucz się na swoich nieudanych projektach. Staraj się być otwarty i nie stawiaj barier między tematami. Szersze spojrzenie na sprawy to jedyny sposób, aby stać się również specjalistą w jednym konkretnym temacie. Potrzebujesz odpowiedniej równowagi. Bądź gotów zmienić zdanie, gdy okaże się, że się mylisz. Branża tworzyw sztucznych jest niestety pełna upartych ludzi, którzy myślą, że wiedzą lepiej, tylko dlatego, że robili coś tak a nie inaczej przez ostatnie 30 lat…
