Katedra za tehnologije oblikovanja materijala i inženjerstvo površina na Fakultetu tehničkih nauka u Novom Sadu bavi se obrazovanjem i istraživanjima u okviru nekoliko važnih disciplina mašinskog inženjerstva, kao što su:

• Livenje
• Termička obrada
• Inženjerstvo površina
• Nanotehnologije
• Tehnologije plastičnog deformisanja
• Postupci prerade plastike
•  Aditivne i virtuelne tehnologije

Osnovna delatnost Katedre je organizovanje i izvođenje nastave na različitim studijskim programima i različitim nivoima studija, uključujući osnovne, master i doktorske akademske studije, kao i master strukovne studije. Nastavne aktivnosti obuhvataju predavanja, laboratorijske vežbe i praktične projekte, kroz koje studenti stiču znanja o najnovijim tehnologijama i metodama iz oblasti obrade materijala oblikovanjem i inženjerstva površina. Kombinovanjem teorijskih znanja sa praktičnim veštinama, studenti stiču kompetencije potrebne za uspešan rad u industriji i nauci.

Pored nastavnih aktivnosti, Katedra aktivno učestvuje u istraživačkim projektima i saradnji sa industrijom, čime doprinosi unapređenju obrazovnog procesa i primeni novih tehnologija u praksi. Članovi Katedre su uključeni u brojne nacionalne i međunarodne projekte, a rezultati njihovih istraživanja objavljuju se u renomiranim naučnim časopisima i prezentuju na konferencijama širom sveta.

Katedra organizaciono uključuje četiri laboratorije u okviru kojih se realizuje laboratorijski deo nastave, eksperimentalna naučno-istraživačka aktivnost i aktivnosti saradnje sa privredom:

1. Laboratorija za livenje
2. Laboratorija za termičku obradu
3. Laboratorija za deformisanje
4. Laboratorija za aditivnu i virtuelnu proizvodnju

Laboratorija za livenje raspolaže opremom za topljenje legura aluminijuma i bakra kao i opremom za izradu kalupa od pešanih mešavima. Laboratorija poseduje kompletnu opremu za ispitivanje kaluparskih mešavina, kao i sa dva 16-kanalna akvizitera za merenje temperature i setovima termoparava različitog tipa sa merenje temperature u kalupima, livačkoj opremi i pećima za termičku obradu. Takođe, laboratorija raspolaže akademskim licencama softverskog paketa za simulacije procesa livenja (Magmasoft) koji se koristi u edukativne svrhe.  

U dosadašnjem radu članovi laboratorije su realizovali veliki broj razvojnih projekata za potrebe industrije, uključujući i projektovanje kompletnih livnica. Osnovne usluge koje trenutno nudimo su sledeće:

• Rešavanje problema u proizvodnji. Tehnologija livenja pripada grupi primenjenih nauka te kao takva bez spoja sa praksom nema veliku vrednost. Smatramo da je u Srbiji danas ova veza veoma slaba i da je treba znatno ojačati. Ovakva saradnja, kao i svaka druga, mora biti zasnovana na obostranoj koristi, ali mislimo da je prostor veoma veliki. Inženjerski kadar srpskih livnica, iako veoma kompetentan, često je prezauzet dnevnim obavezama kako bi se mogao posvetiti “sitnicama koje život znače”. Takođe, u rešavanju problema, veliki doprinos može dati i sveže viđenje datog problema. Sa druge strane, rešavanjem “životnih” problema iz privrede, i razmenom iskustava sa inženjerima iz proizvodnje može se poboljšati kvalitet nastavnog i naučnog rada. S toga, pozivamo sve livce da nam se obrate, sigurno ćemo uspeti da nađemo neki zajednički interes koji će dovesti do saradnje na obostranu korist.
• Ispitivanje kaluparskih mešavina. Sposobnost mešavina za izradu kalupa i jezgara po određenoj tehnologiji, karakteriše se njenim tehnološkim svojstvima. S toga je od vitalnog značaja da se tehnološka svojstva mešavina tehnologijom definišu i kasnije održavaju u ustanovljenim parametrima. Raspolažemo kompletnom laboratorijom za ispitivanje svojstava mešavina za izradu kalupa renomiranog proizvođača Georg Fischer. U slučaju potrebe spremni smo da kompletnu instrumentaciju donesemo na lice mesta i vršimo sva neophodna ispitivanja.
• Obuka kadrova. Neprekidan naučni i tehnološki napredak poslednjih 50 godina imao je dubok uticaj na potrebe za obrazovanjem. Tokom radnog veka jednog čoveka se stanje industrije značajno menja pa se javlja potreba za neprekidnim stručnim usavršavanjem tako da pojam celoživotnog učenja (permanentnog obrazovanja) postaje sve prisutniji. Svako preduzeće koje želi da ostane konkurentno na tržišu mora uzeti u obzir ovu činjenicu i periodično slati kadrove na usvršavanje i dodatnu obuku. S tim ciljem nudimo organizovanje kurseva u skladu sa vašim potrebama i željama. Kao dodatnu korist, svi učesnici će u određenom vremenskom periodu nakon završetka kursa imati na raspolaganju besplatne usluge konsaltinga iz relevantne oblasti.
• Numeričke simulacije procesa livenja. U prethodne tri decenije primetan je izuzetan napredak softvera za računarsko modelovanje livničkih procesa, kako u pogledu performansi tako i pogledu tačnosti dobijenih rezultata. Zahvaljujući velikom napretku računarske tehnologije danas se na običnom personalnom računaru u razumnom vremenu može izvršiti simuliranje livenja komplikovanog odlivka, analizirati dobijeni rezultati uz trenutno uočavanje većine mogućih grešaka bez potrebe za  direktnim eksperimentalnim troškovima u proizvodnji. Iako naša laboratorija raspolaže samo akademskom licencom simulacionog softvera za obuku naših studenata, posedujemo veliko iskustvo u oblasti i u saradnji sa našim spoljnim partnerima možemo ponuditi i simulacije realnih industrijskih problema.
• Usluge merenja temperatura i analiza svih vrsta toplotnih procesa. Laboratorija poseduje dva 16-kanalna akvizitera za merenje temperature i setovima termoparava različitog tipa sa merenje temperaturnog polja u kalupima, livačkoj opremi i pećima za termičku obradu i svim drugim srodnim uređajima do temperatura od 1600 °C. Na raspolaganju imamo i infracrvene termalne kamere kao i IC uređaje za merenje temperature. 

Trenutni istraživački projekti laboratorije su:

• Modelovanje procesa livenja (računarske simulacije) i njihova praktična primenljivost
• Određivanje koeficijenta prenosa toplote u sistemu odlivak-kalup
• Primena inženjerstva površina kod alata za livenje
• Uticaji parametara tehnološkog procesa na poroznost niskougljeničnih čeličnih odlivaka
• Nove tehnologije i procesi proizvodnje – trenutna dostignuća

Istraživanja u okviru Laboratorije za livenje realizuju se kroz saradnju sa domaćim i stranim istraživačkim institucijama. Članovi laboratorije su učestvovali na implemnetaciji većeg broja naučno istraživačkih projekata nacionalnog i međunarodnog nivoa.

Laboratorija za termičku obradu koristi se u najvećoj meri za izvođenje praktičnih vežbi na većem broju nastavnih predmeta i rešavanje konkretnih problema iz privrede. Sastavni deo laboratorije za termičku obradu čini odeljak za inženjerstvo površina i nanotehnologije. Novija istraživanja i razvoj vezana su upravo za navedene dve oblasti. 

Laboratorija za termičku obradu između ostalog raspolaže sledećom opremom: veći broj atmosferskih elektrootpornih peći čije radne temperature dostižu 1000 °C, peći sa zaštitnom atmosferom argonu ili oksidacionom atmosferom, uređaj za ispitivanje prokaljivosti čelika prema Džominiju, kade za kaljenje, pribori za ravnanje i ispravljanje komada nakon termičke obrade i uređaj za habanje. 

Odeljak za inženjerstvo površina i nanotehnologije opremljen je uređajem za ispitivanje adhezije prevlaka zaparavanjem (eng. scratch test),  3D taktilnim profilometrom, uređajem za mikroskopiju atomskim silama (eng. atomic force microscope) koji se koristi za nano i mikro karakterizaciju materijala, tribometrom za ispitivanje habanja po sistemima čivija po disku i čivija po ploči na sobnoj  i povišenoj temperaturi (800°C), komorama za korozione testove,  optičkim mikroskopom uvećanja 500x, stereo mikroskopom, uređajem za sferično abrazivno koji se koristi za određivanje debljine tankih slojeva, uređajem za beskontaktno određivanje debljine tankih slojeva na metalnim podlogama, uređajem za ispitivanje tvrdoće po Vikersu (HV5 I HV10) i programskim paketom SPIPTM koji omogućava sveobuhvatnu analizu 3D topografskih snimaka i određivanje parametara hrapavosti.

Što se tiče istraživačkih oblasti laboratorije one se najvećim delom fokusirane na razvoj procesa plazma nitriranja i oksidacionih triboloških slojeva, razvoj tankih tvrdih i žilavih prevlaka otpornih na habanje i visoke temperature, oksidaciju i koroziju i ispitivanje tribološkog ponašanja prevalaka na visokim temperaturama. Razvoj prevlaka je uglavnom usmeren na razvoj savremenih nanostrukturnih prevlaka, ali i razvoj slojeva dobijenih kombinacijama postupaka poput fizičke depozicija iz parne faze (PVD) i plazma nitriranja, kao i kombinacije PVD postupka i depozicije atomskih slojeva (ALD). Prevlake se razvijaju za primene na alatima za obradu teškoobradivih materijala procesima rezanja, alatima za  livenje, alatima za deformisanje i alatima za preradu plastike. Najnoviji istraživački pravac laboratorije je razvoj i ispitivanje biokompoatibilnih prevlaka za poboljšanje osteointegracije ortopedskih implantata. 

Istraživanja u okviru laboratorije za termičku obradu realizuju se kroz saradnju sa domaćim i stranim istraživačkim institucijama. Visok stepen saradnje ostvaren je sa Departmanom za tanke filmove i površine i Departmanom za inženjerstvo površina i optoelektroniku Instituta “Jožef Štefan” iz Ljubljane (Slovenija), i Laboratorije za nauku o materijalima „Atomki“ institut Debrecin, Mađarska. Članovi laboratorije su učestvovali na implemnetaciji većeg broja naučno istraživačkih projekata nacionalnog i međunarodnog nivoa.  

Laboratorija za termičku obradu pruža široki spektar mogućnosti za saradnju sa privredom:

1. Projektovanje tehnologije termičke obrade – definisanje procesa kojim će se obezbediti zahtevane osobine materijala i kvalitet postojećih i novih industrijskih proizvoda.
2. Projektovanje pogona za termičku obradu – izbor uređaja i opreme za postojeći ili novi proces termičke obrade.
3. Usluge termičke obrade materijala – kaljenje, poboljšavanje, otpuštanje, žarenja (stabilizaciono meko, normalizaciono, rekristalizaciono).
4. Usluge veštačenja – ispitivanje uzroka otkaza mehaničkih delova nastalih pri havariji usled neadekvatnog izbora materijala ili tehnologije termičke obrade.
5. Poboljšavanje mehaničkih osobina, otpornosti na habanje, postojanosti na povišenim temperaturama, otpornosti na koroziju, kvaliteta površine i trajnosti postojećih i novih alata i mašinskih elemenata modifikovanjem površinskih slojeva i nanošenje odgovarajućih prevlaka.
6. Ispitivanje osobina površinskih slojeva:

• merenje debljine slojeva, modifikovanih slojeva i tankih prevlaka, merenje debljine slojeva je moguće na licu mesta,
• mehaničke osobine (tvrdoća, modul elastičnosti, čvrstoća, žilavost),
• struktura (optička mikroskopija, skenirajuća elektronska mikroskopija, transmisiona elektronska mikroskopija, difrakcija X-zraka),
• hemijski sastav (energetsko disperzivna analiza),
• tribološke osobine (trenje i habanje materijala sa i bez prisustva maziva, u atmosferi vazduha, kiseonika ili azota, na sobnoj i na povišenim temperaturma do 800°C)
• adhezija između osnovnog i prevučenog materijala (test zaparavanja, HRC test),
• topografija površine i određivanje hrapavosit (3D profilometrija, mikroskopija atomskim silama – AFM).

Organizacija seminara i treninga radi proširenja znanja iz oblasti inženjerstva površina i termičke obrade

Laboratorija za deformisanje poseduje dugu naučno-obrazovnu tradiciju, visok stručni renome i kadrovski potencijal u domenu tehnologija plastičnog deformisanja metala i prerade polimera. To je rezultat dugogodišnjeg napornog rada i usavršavanja, u okviru koga mogu se izdvojiti brojni primeri saradnje sa industrijom, uspešna realizacija većeg broja naučnih i stručnih projekata nacionalnog i međunarodnog ranga, izvedena tehnološka rešenja i poboljšanja, permanentna istraživanja koja prate savremene tokove i trendove, kao i značajan broj publikacija objavljenih u referentnim časopisima i prezentovani na svetskim skupovima. Kao takva, Laboratorija i njeni članovi prepoznatljivi su ne samo u domaćim okvirima, već mnogo šire, a u domenu ispitivanja deformabilnosti materijala je jedna od vodećih u svetu.

Poslednjih godina, osim problematike oblikovanja metala, značajno mesto u naučno-istraživačkim i obrazovnim aktivnostima Laboratorije za deformisanje zauzima oblast prerade polimera, uključujući i deo vezan za projektovanje alata i eksploataciju mašina.

Oprema Laboratorije obuhvata veći broj mašina (mehaničke i hidraulične prese, mašina za brizganje plastike, uređaj za zavarivanje plastike) na kojima se mogu realizovati različiti tehnološki postupci, alata za deformisanje i injekciono presovanje plastike, kao i niz dodatne i sofisticirane merne opreme namenjene za kontrolu i praćenje parametara procesa. Laboratorija poseduje i dva softverska paketa namenjena za CAE (<eng>Computer Aided Engineering</eng>) analizu i simulaciju procesa deformisanja (<eng>Simufact.Forming</eng>) odnosno injekcionog presovanja plastike (<eng>MOLDEX3D</eng>), a koji predstavljaju vrhunska rešenja u ovim oblastima. Članovi Laboratorije poseduju veliko iskustvo u radu i aplikativnoj primeni CAD i CAE softverskih paketa. 

Polazeći od pomenutih potencijala i resursa, Laboratorija za deformisanje je kompetentna i u mogućnosti je da realizuje sledeće usluge:

• Razvoj, unapređenje i projektovanje tehnoloških postupaka hladne i tople obrade deformisanjem kao i postupaka prerade plastike
• Razvoj i konstrukcija alata za zapreminsko deformisanje, oblikovanje lima i injekciono presovanje
• Razvoj i projektovanje linija za procese obrade materijala deformisanjem
• Analiza deformabilnosti materijala i faktora od suštinskog značaja za tehnologiju plastičnosti 
• Obuka za korišćenje i primenu CAD (<eng>Solid.Edge, NX</eng>) i CAE (<eng>Simufact.Forming i MOLDEX3D</eng>) softverskih paketa
• Razvoj opreme za zaštitu od buke
• Revizija idejnih i glavnih projekata drugih firmi koje su u vezi sa tehnologijama obrade deformisanjem
• Inspekcija tehničke ispravnosti proizvodnih linija i opreme

Laboratorija za aditivnu i virtuelnu proizvodnju osnovana je kao rezultat kontinuiranih napora Katedre da unapredi svoje aktivnosti i odgovori na nove paradigme u proizvodnji  i zahtevima tržišta, koji se pre svega odnose na povećanu tražnju visoko-personalizovanih proizvoda i generalno skraćenja vremena razvoja proizvoda (<eng>“time to market”</eng>). Pojam aditivne proizvodnje obuhvata širok dijapazon tehnologija koje omogućavaju brzu izradu modela i finalnih proizvoda na osnovu računarskog 3D modela. Zajednička karakteristika ove familije tehnologija jeste da fizički objekat nastaje inkrementalno, sukcesivnim dodavanjem materijala sloj-po-sloj, sve do potpunog završetka procesa izrade. Ove tehnologije ne koriste alate kao konvencionalne tehnologije, pa se zbog toga odlikuju visokim stepenom fleksibilnosti. U isto vreme, na jednom 3D štampaču se može izraditi više proizvoda potpuno različite geometrije. Takođe, odlikuje ih i veliki izbor materijala od kojih se mogu izraditi delovi, kao što su: polimeri, metal, keramika, kompozitni materijali itd. 

Laboratorija poseduje više savremenih 3D štampača na bazi različitih tehnologija (<eng>FDM, 3DP, SLA</eng>). U poslednjih nekoliko godina, u okviru Laboratorije su, u formi uslužne 3D štampe, izrađivani modeli različitih gabarita i složenosti. Poseban akcenat stavljen je na istraživanja čiji je cilj optimizacija procesnih parametara u cilju dobijanja završnih delova sa što povoljnijim mehaničkim, mikrostrukturnim i površinskim karakteristikama, a deo aktivnosti je usmeren i na saradnju sa inostranim istraživačkim institucijama u oblasti biomedicinskog inženjerstva. Laboratorija poseduje VR opremu i VR računarske platforme  kao i niz razvijenih VR simulacija koje studentima i inženjerima omogućavaju da se efikasno osposobe za obavljanje osnovnih i složenih zadataka navigacije, interakcije i manipulacije u potpuno imerzivnim okruženjima.