Vypsaná témata bakalářských prací

Vypsaná témata bakalářských prací

Výsledky vyhledávání

Konstrukce magnetického separátoru práškových kovů
The construction of the magnetic metal powder separator

Vedoucí práce: Paloušek David
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při multimateriálovém 3D tisku dochází ke smíchání dvou různých materiálů. Jejich následná separace pro účely recyklace práškových materiálů může být realizována pomocí oddělením frakce na sítech nebo, v případě magnetického a nemagnetického materiálu, pomocí elektromagnetu. Zařízení by mělo být schopné oddělit např. práškový materiál čistého železa a práškový materiál z čisté mědi.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout a sestavit funkční vzorek zařízení pro separování magnetických a nemagnetických práškových materiálů používaných pro selektivní laserové tavení kovů.
  • Identifikace parametrů pro návrh zařízení
  • Návrh dvou konstrukčních variant
  • Realizace zvolené varianty
  • Tvorba výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

Vývoj foto-polymerního materiálu pro 3D tisk hliníkových slitin
Development of photo-polymeric material for 3D printing of aluminum alloys

Vedoucí práce: Paloušek David
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Výroba kovových dílů pomocí 3D tisku je možná i pomocí technologie SLA. Proces má dvě fáze. První je spojení vrstev fotopolymeru s práškovou hliníkovou slitinou pomocí laseru. Druhá fáze představuje tepelné zpracování v peci. Poměr práškového kovu v polymeru a procesní parametry laseru představují základní parametry pro 3D tisk technologií stereolitografie.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je nalezení vhodného poměru kovového práškového materiálu a foto-polymeru pro 3D tisk dílů metodou stereolitografie (SLA).
  • Identifikace procesních parametrů
  • Návrh experimentů pro tiskárnu FormLab 2
  • Realizace experimentů
  • Vyhodnocení výsledků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

Konstrukce experimentálního extrudéru pro 3D tisk modelářské hlíny
Mechanical design of experimental extruder for 3D printing of industrial clay

Vedoucí práce: Paloušek David
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Aditivní výroba stavebních materiálů představuje poměrně nový směr využití principu spojování materiálu vrstvu po vrstvě. Technicky je potřeba zajistit výnos materiálu v požadovaném tvaru a kvalitě, což zajišťuje tisková hlava a extruder. Modelářská hlína je standardní materiál, který muže simulovat podobné stavební hmoty a její zpracování je obecně známé. Extruze tohoto materiálů aditivním způsobem může urychlit tvorbu koncepčních modelů a uměleckých artefaktů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je konstrukce a realizace extrudéru pro 3D tisk modelářské hlíny. Předpokládá se 3D tisk uměleckých objektů a stavebních prvků malých rozměru (do 0.4 x 0.4 x 0.4m).
  • Identifikace procesních parametrů
  • Návrh dvou konstrukčních variant
  • Realizace zvolené varianty
  • Tvorba výkresové dokumentace
  • výroba a testování funkčního vzorku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

Experimentální testování mostní konstrukce ze špejlí
Experimental testing of the bridge construction from skewers

Vedoucí práce: Vrbka Martin
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V rámci předmětu Týmový projekt, jsou analyzovány různé typy mostních konstrukcí pomocí metody konečných prvků (MKP). MKP výpočet je následně porovnáván s experimenty na fyzickém modelu mostu, který je zhotoven ze špejlí. Konkrétně se provádí destruktivní zkouška fyzického modelu mostu a stanovuje se jeho únosnost, která se porovnává s únosností stanovenou z MKP modelu. Při experimentech se využívá záznam vysokorychlostní kamerou. Nedostatkem tohoto projektu je, že doposud nebyl otestován experimentální přístroj, který by studentům umožnil snadné provádění experimentů mostních konstrukcí.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je provést výpočtovou simulaci a experimentální ověření únosnosti navržené mostní konstrukce ze špejlí. Důraz je kladen na ověření funkčnosti experimentálního zařízení.
  • Vytvořit digitální model vhodného mostu
  • Sestavit výpočtový model, provést MKP analýzu a stanovit únosnost mostu
  • Vyrobit most ze špejlí
  • Odladit experimentální zařízení a provést experiment
  • Vyhodnotit výsledky měření a porovnat je s výsledky pomocí MKP
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Konstrukce simulátoru oka a kontaktní čočky
The design of eye-lens simulator

Vedoucí práce: Nečas David
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kontaktní čočky jsou stále častěji využívány pro korekci zrakových vad, přičemž je snahou výrobců, aby uživatel nebyl jejich používáním jakkoliv obtěžován. Problémem je zejména pocit škrábání očního víčka o okraj čočky. Porozumění procesů tření a mazání může přispět k dalšímu vývoji kontaktních čoček, což povede ke zlepšení komfortu jejich užívání.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je navrhnout simulátor, který umožní studium procesů tření a mazání v kontaktu oka a kontaktní čočky. Simulátor musí umožnit přímé pozorování kontaktu pro možnost popisu formování slzného filmu s využitím optických měřicích metod.
  • Provést kritickou rešerši simulátorů využívaných pro studium biotribologie oka a kontaktní čočky
  • Navrhnout tři koncepční řešení modulu
  • Detailně rozpracovat zvolené finální řešení, zajistit, aby bylo možné modul implementovat do stávajících zařízení
  • Zpracovat výkresovou dokumentaci finálního zvoleného řešení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Vliv povrchu umělé kloubní jamky na součinitel tření
The effect of surface condition of artificial joint cup on the friction coefficient

Vedoucí práce: Nečas David
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Náhrada kyčelního kloubu představuje nejčastější ortopedický operační zákrok moderní medicíny. Životnost náhrady je přitom do značné míry ovlivněna mírou opotřebení v důsledku otěru třecích povrchů. Studie naznačují, že cílená modifikace povrchu může přispět k výraznému snížení tření a tím i prodloužení životnosti implantátu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je provést experimentální studium součinitele tření v náhradě kyčelního kloubu. Měření budou realizována na kyvadlovém simulátoru, přičemž bude studován vliv modifikace povrchu jamky a materiálu hlavice na velikost tření.
  • Zmapovat vědecké studie zabývající se cílenou modifikací povrchů kloubních náhrad
  • Navrhnout vhodnou technologii a zajistit úpravu originální jamky
  • Provést měření s cílem posoudit vliv modifikace povrchu na součinitel tření
  • Analyzovat vliv materiálu kloubní hlavice na součinitel tření
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

Bezkontaktní hodnocení textury povrchu
Non-contact method for surface texture evaluation

Vedoucí práce: Svoboda Petr
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: S rozvojem techniky a technologií dochází k postupnému snižování tloušťky mazacích filmu ve strojních soustavách. Jedním z důvodu je zlepšování kvality třecích povrchů, které je výsledkem používání nových dokončovacích postupů a metod obrábění. Měření a vyhodnocení vhodných parametrů textury povrchu a jejich správná interpretace umožňuje predikovat spolehlivost strojních součástí. Moderním trendem je prostorové měření a hodnocení profilu povrchu, které přináší důležité informace o vztazích mezi geometrickou charakteristikou povrchu a jeho funkčními vlastnostmi.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je rešerše v oblasti bezkontaktního měření parametrů textury povrchu včetně vyhodnocení parametrů na vybraném vzorku.
  • popsat současné české a evropské normy věnující se bezkontaktnímu hodnocení textury povrchu
  • popsat vybrané metody a parametry hodnocení textury povrchu s ohledem na výkresovou dokumentaci
  • aplikovat vybrané metody měření a vyhodnocení parametrů textury povrchu pro konkrétní vzorek
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

Způsoby měření geometrických tolerancí
Methods for measuring the geometrical tolerances

Vedoucí práce: Svoboda Petr
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Aplikace geometrických tolerancí umožňuje srozumitelně popsat tvarovou přesnost součásti a kontrolovat přesnost výroby. K měření geometrických tolerancí se převážně používají optické a bodové metody nebo jednoduché přístroje a jejich kombinace. Popis jednotlivých způsobů a variant měření geometrických tolerancí podpoří pochopení problematiky geometrických tolerancí ve výuce konstrukčních předmětů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je rešerše v oblasti měření a vyhodnocování geometrických tolerancí včetně aplikace poznatků pro měření geometrických tolerancí na vybraném vzorku.
  • popsat definice geometrických tolerancí a principy pro jejich měření a vyhodnocení dle aktuálních norem
  • popsat vztah mezi geometrickými a délkovými tolerancemi
  • popsat měřicí přístroje a měřidla pro měření geometrických tolerancí včetně doporučení pro konkrétní případy
  • aplikovat vybrané metody měření a vyhodnocení pro konkrétní vzorek
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Metody pro řešení rozměrových obvodů
Methods for solving the tolerance chains

Vedoucí práce: Svoboda Petr
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při sériové výrobě je kladen zřetel na vysokou efektivitu a přijatelně levnou výrobu součástí a sestav. To vyžaduje přesně specifikovat součást tak, aby bylo zřejmé, jaké rozměrové nedokonalosti jsou ještě přijatelné. Správně zvolená metoda a vyvážení tolerancí dokáže zajistit cenově přijatelnou a zároveň efektivní výrobu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je rešerše v oblasti řešení rozměrových obvodů (RO) včetně aplikace získaných poznatků pro řešení rozměrového obvodu na vybrané sestavě.
  • popsat metody pro řešení RO (zejména metoda MM, pravděpodobnostní, skupinové zaměnitelnosti, kompenzační)
  • popsat případy, kdy je vhodnější danou metodu použít
  • popsat faktory ovlivňující řešení RO
  • aplikovat získané poznatky pro konkrétní sestavu
  • porovnat vybrané metody řešení na konkrétní sestavě
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Konstrukce zařízení pro testování ložisek
Design of apparatus for testing of bearings

Vedoucí práce: Svoboda Petr
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro kontrolu trvanlivosti ložisek se používají jednoúčelové experimentální zařízení. Během zkoušky se zjišťuje, zda vypočtená základní trvanlivost odpovídá testovanému ložisku. Pro stávající zařízení již nejsou dostupné náhradní díly a je nutná jeho rekonstrukce s ohledem na aktuálně dostupné prvky na trhu. Návrh modifikovaného konstrukčního uspořádání stávajícího experimentálního zařízení umožní testování trvanlivosti ložisek.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh rekonstrukce zařízení pro trvanlivostní testy ložisek s ohledem na snížení nákladů při změně rozměru ložiska a aktuální stav techniky.
  • popsat metody a metodiky pro stanovení trvanlivosti ložisek
  • popsat současný stav zařízení pro trvanlivostní testy ložisek
  • definovat vhodné parametry pro konstrukční řešení
  • navrhnout varianty konstrukčních uspořádání
  • zpracovat výkresovou dokumentaci vybrané varianty
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Konstrukční návrh tribometru s aktivním magnetickým polem
Design of tribometer with active magnetic field

Vedoucí práce: Svoboda Petr
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Magnetoreologické kapaliny patří do skupiny chytrých kapalin obsahující stabilní suspenzi mikroskopických magneticky polarizovaných částic se schopností měnit reologické vlastnosti v závislosti na magnetickém poli. Pro praktické aplikace zahrnující tření je potřeba studovat jejich chování v aktivním magnetickém poli. Konstrukční návrh tribometru s homogenním magnetickým polem umožní experimentálně popsat jejich chování.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je koncepční a konstrukční návrh laboratorního zařízení, které umožní studovat elastohydrodynamicky mazaný kontakt v aktivním magnetickém poli pomocí optických metod.
  • analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši existujících řešení
  • vypracovat koncepční návrhy možných řešení
  • rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Konstrukční návrh převodovky s rozborem možností tolerování
Gear design with tolerance analysis

Vedoucí práce: Svoboda Petr
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při sériové výrobě je kladen zřetel na vysokou efektivitu a přijatelně levnou výrobu součástí a sestav. To vyžaduje přesně specifikovat součásti tak, aby bylo zřejmé, jaké rozměrové a geometrické nedokonalosti jsou ještě přijatelné. Správně zvolená metoda a vyvážení tolerancí dokáže zajistit cenově přijatelnou a zároveň efektivní výrobu. Zobecněný popis možností tolerování podpoří pochopení problematiky délkových a geometrických tolerancí ve výuce konstrukčních předmětů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je rozbor geometrických a délkových tolerování úložných dosedacích ploch pro vybrané díly na převodovce. Součástí práce bude zobecněný postup vysvětlující použití geometrických tolerancí, délkových tolerancí a drsností povrchu.
  • popsat tolerování GPS a vztahy mezi tolerancemi
  • rozebrat délkové a geometrické tolerance pro zvolený typ převodovky
  • sepsat požadavky na tolerovaní normalizovaných a nakupovaných komponent
  • zpracovat zobecněný postup tolerování převodovky
  • aplikace získaných poznatků ve formě výkresové dokumentace na zvolený typ převodovky
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Problematika geometrické specifikace produktu
Issues of geometrical product specification

Vedoucí práce: Svoboda Petr
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Systém geometrických tolerancí je definován a řízen normami, aby byla zajištěna jednotnost a přehlednost v celosvětovém měřítku. V České republice je široce používána norma ČSN EN ISO 1101 popisující geometrickou specifikaci produktu (GPS) doplněná o popis tolerování pomocí 8 bodového tolerančního postupu. Zobecnění a popis metody podpoří pochopení problematiky GPS ve výuce konstrukčních předmětů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je rešerše nově zavedených norem (ČSN EN ISO 1101 01 4120) o Geometrické specifikaci produktu (GPS) doplněná o praktický příklad využití norem GPS.
  • popsat definice GPS a principy pro jejich měření a vyhodnocení dle aktuálních norem
  • zpracovat zobecněný postup při předepisování GPS
  • aplikovat získané poznatky na vybrané sestavě pomocí 8 bodového tolerančního postupu (IfGPS)
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení, digitální data

Konstrukce frézovacího přípravku pro CNC obráběcí stroj
Design of clamping device for CNC milling machine

Vedoucí práce: Svoboda Petr
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Díky rozvoji technologií a vysoké poptávce narůstá výroba komponentů vyráběných z polotovarů na CNC obráběcích strojích. Realizace každé operace obrábění vyžaduje určité konstrukční a technologické uspořádání obrobku. Konstrukce frézovacího přípravku pro CNC obráběcí stroj umožní progresivní výrobu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh konstrukce systému upínání součástí na CNC obráběcím stroji s ohledem na minimální náklady a prostoje stroje při sériové výrobě pro automobilový průmysl.
  • analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši existujících řešení upínání pro sériovou výrobu
  • vypracovat koncepční návrhy možných řešení
  • rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Konstrukce přípravku pro obrábění tvarové součásti
Design of clamping device for machining of manifold part

Vedoucí práce: Svoboda Petr
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Díky rozvoji technologií a vysoké poptávce narůstá výroba komponentů vyráběných z polotovarů na CNC obráběcích strojích. Realizace každé operace obrábění vyžaduje určité konstrukční a technologické uspořádání obrobku. Konstrukce frézovacího přípravku pro CNC obráběcí stroj umožní progresivní výrobu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh konstrukce systému upínání tvarové součásti na frézce s ohledem na minimální náklady a prostoje při sériové výrobě pro automobilový průmysl.
  • analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši existujících řešení upínání pro sériovou výrobu
  • vypracovat koncepční návrhy možných řešení
  • rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Konstrukční návrh hřídelové míchačky
Design of overhead stirrer

Vedoucí práce: Rebenda David
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při přípravě roztoků v laboratořích se často k rozmíchání práškové substance v rozpouštědle používají různé typy laboratorních míchaček. Nejčastějším typem míchaček jsou magnetické míchačky, které pro míchání roztoků využívají ponorného kovového míchadla a točivého magnetického pole. Tyto míchačky jsou však pro míchání vysoce viskózních roztoků nevhodné neboť nedokáží vyvinout dostatečně vysoký krouticí moment. V těchto případech nacházejí uplatnění hřídelové míchačky.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je navrhnout cenově dostupnou laboratorní hřídelovou míchačku. Míchačka by měla zvládnou míchat 100 ml roztoku s viskozitou 10 Pa·s při 600 ot/min po dobu 12 hodin. Během míchání by měla rovněž umožnit zahřívání roztoku na 60 °C.
  • analýza konstrukcí hřídelových míchaček
  • návrh 3 konstrukčních variant míchačky
  • detailní rozpracování výsledné varianty
  • návrh regulace otáček motoru a teploty vyhřívání maziva
  • zpracování výkresové dokumentace finálního řešení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Vliv proteinů na tření kloubní chrupavky
The effect of proteins on friction of articular cartilage

Vedoucí práce: Rebenda David
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kloubní chrupavka je schopna za běžných podmínek zajistit pohyb lidských kloubů s velmi nízkým součinitelem tření. Jedním z parametrů, které mohou zásadně ovlivnit tření v lidských kloubech, je složení synoviální kapaliny, která v kloubech plní funkci maziva. Synoviální kapalina je komplexní roztok obsahující proteiny, fosfolipidy a kyselinu hyaluronovou. Vliv jednotlivých složek kapaliny na vývoj součinitele tření chrupavky však nebyl doposud dostatečně popsán. Porozumění třecích vlastností chrupavky je důležité zejména pro zvýšení efektivity léčby kloubních nemocí jako např. osteoartrózy.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je objasnit vliv proteinů na tření kloubní chrupavky. Pomocí tribometru pin-on-plate bude realizována sada experimentů zaměřená na vliv koncentrace albuminu a γ-globulinu na součinitel tření.
  • zmapovat aktuální vědecké studie zabývající se danou problematikou
  • navrhnout parametry experimentů a koncentrace proteinů v mazacích kapalinách s ohledem na podmínky v lidských kloubech
  • experimentálně popsat vliv proteinů na součinitel tření
  • analyzovat naměřené hodnoty součinitele tření v závislosti na koncentraci proteinů a kinematických podmínkách
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Možnosti uplatnění semiaktivních tlumičů ve strojírenství
Possibilities of application of semi-active shock absorbers in mechanical engineering

Vedoucí práce: Mazůrek Ivan
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Vibroizolační systémy se semiaktivními tlumícími prvky tvoří přechod mezi aplikací pasivních tlumičů a řešením problému aktivními prvky (aktuátory). Dosud se tento přístup prosazuje v nákladných aplikacích (závěsy kol sportovních automobilů či rychlovlaků), ale lze očekávat jejich rychlý rozvoj do běžných strojírenských aplikací.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování uceleného přehledu současného stavu využití semiaktivního tlumení v nejrůznějších strojírenských oblastech (silniční i kolejová vozidla, letectví, zbraňové systémy atd.).
  • Porovnat různé konstrukční a aplikační přístupy
  • Porovnat potenciál přínosu aplikace v různých strojírenských odvětvích
  • Vypracovat přehled používaných regulačních algoritmů
  • Analyzovat možnosti uplatnění v nových oblastech
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Podvozky železničních souprav pro rychlost nad 200km/h
Chassis of railway gears for speeds over 200km/h

Vedoucí práce: Mazůrek Ivan
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V současnosti se v železniční dopravě neustále zvyšuje podíl kolejových vozidel s maximální rychlostí nad 200km/h. Pro tyto přepravní rychlosti jsou však nezbytné změny jak v uspořádání kolejového svršku, tak na podvozcích kolejových vozidel. Jde o výrazné změny jak v kinematice náprav, způsobu přenosu trakční síly, tak i ve způsobu pružení a tlumení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování uceleného přehledu současného stavu v konstrukci podvozků kolejových vozidel pro přepravní rychlosti nad 200km/h.
  • Geograficky uspořádaný přehled provozovaných rychlovlaků a jejich parametrů
  • Analýza konstrukčních zvláštností v oblasti trakce, kinematiky spřažení
  • Zvláštní zaměření na analýzu způsobu pružení a tlumení náprav
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Elektronicky regulované tlumiče odpružení
Electronically controlled shock absorbers

Vedoucí práce: Mazůrek Ivan
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hydraulický tlumič v závěsu kola automobilu plní důležité funkce jak v oblasti aktivní bezpečnosti, tak při zajišťování komfortu posádky. Tyto dva režimy jsou ve svých maximálních možnostech často neslučitelné, a proto narůstá podíl konstrukcí, u kterých lze tlumiče seřizovat za jízdy. U moderních vozidel se toto nastavení provádí elektronicky, často zcela automaticky.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování uceleného přehledu současného stavu využití elektronicky nastavitelného tlumení v konstrukcích závěsů kol soudobých osobních automobilů.
  • Srovnání různých aplikačních přístupů u různých modelů automobilů
  • Srovnání potenciálu přínosu aplikace dle názoru výrobce i nezávislých recenzentů
  • Vypracování přehledu používaných způsobů regulace účinnosti tlumení
  • Analýza konstrukčních variant v hydraulických obvodech tlumičů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Adaptér pro tlakování sportovních tlumičů odpružení
Adapter for pressing of sport shockabsorber

Vedoucí práce: Mazůrek Ivan
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Závěsy kol moderních sportovních automobilů jsou většinou vybaveny jednoplášťovými tlumiči odpružení. Pro zamezení kavitace pracují tyto tlumiče pod neustálým vnitřním přetlakem. Přesné nastavení potřebného tlaku plynného média musí být zajištěno jak při výrobě tlumiče, tak při jeho provozní údržbě.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout adaptér pro plnění jednoplášťového hydraulického tlumiče plynným mediem do provozního tlaku 30 barů.
  • Vypracovat rešerši komerčních systémů s podobným účelem
  • Navrhnout adaptér pro plnění pomocí láhve se stlačeným plynem
  • Navrhnout adaptér pro plnění ruční hustilkou
  • Adaptér musí pracovat s ventilkem i zátkou
  • Adaptér musí umožnit přasné měření plnícího tlaku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Modifikace tlumící charakteristiky MR tlumiče Lord
Modification of damping characteristics of MR damper Lord

Vedoucí práce: Mazůrek Ivan
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V rámci bakalářské práce v roce 2017/18 byl rekonstruován nedemontovatelný magnetoreologický tlumič Lord na provedení umožňující demontáž. Tato úprava nyní umožní další rekonstrukci, která zajistí změnu nevhodné F-v charakteristiky tlumiče.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout takové změny v konstrukci pístu MR tlumiče, které povedou k modifikaci F-v charakteristiky, tak aby byla umožněna jeho aplikace na nápravě maloobjemového vozidla.
  • Identifikovat tlumící charakteristiky tlumiče ve stávající konfiguraci
  • Provést rešerši možných způsobů pro nastavení potřebné degresivní charakteristiky
  • Pomocí simulace navrhnout co nejjednodušší úpravy pístu pro zajištění požadované změny
  • Experimentem ověřit novou F-v a F-z charakteristiku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Konstrukční návrh vany experimentálního zařízení pro testování lidských kloubů
Design of a bath on the device for testing human joints

Vedoucí práce: Čípek Pavel
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V současné době je na pracovišti ÚK k dispozici experimentální zařízení pro testování lidských kloubů, které poskytuje možnost současně vizualizovat kontakt a měřit třecí síly. Při návrhu ovšem nebyla dořešena konstrukce odvzdušnění vany zajištující přítomnost maziva v kontaktu kloubu. Je nutné navrhnout novou vyhřívanou vanu na mazivo s možností odvzdušnění a implementovat tento návrh do stávající konstrukce zařízení, případně upravit některé stávající díly zařízení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je konstrukční návrh vyhřívané vany na mazivo umožňující odvzdušnění náplně a úprava souvisejících částí zařízení.
  • Rešerše existující literatury technických řešení
  • Návrh vyhřívané vany na mazivo s možností odvzdušnění
  • Návrh úprav nutných pro implementaci nové vany do stávající konstrukce
  • Vytvoření 3D modelu a výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Měření tření v lidských kloubech
Friction measuring of human joints

Vedoucí práce: Čípek Pavel
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Onemocnění lidských kloubů způsobují velké bolesti a omezení životního komfortu, což implikuje obecnou snahu vývoj onemocnění zpomalit, nejlépe stabilizovat. V kritické situaci je nutné následně přistoupit k totální endoprotéze, která má však omezenou životnost. Stejně tak jako u každé pohyblivé mechanické části stroje, tak i u živých kloubů je kladen důraz na pohyb s co nejmenším odporem. Aby bylo možné udělat další krok ve výzkumu léčiv, je nezbytně nutné porozumnět procesům tření a mazání v živých kloubech a na základě toho postavit nové možnosti vývoje vhodných léčiv.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem bakalářské práce je objasnit vliv provozních podmínek na tření kloubní chrupavky. Experimenty budou provedeny na tribometru pin-on-plate, kde bude zkoumán vliv rychlosti, zatížení a rehydratace.
  • Zmapovat aktuální vědecké studie zabývající se danou problematikou
  • Navrhnout parametry experimentů s ohledem na podmínky v lidských kloubech
  • Experimentálně popsat vliv jednotlivých parametrů na součinitel smykového tření
  • Analyzovat naměřená data a stanovit závislosti mezi součinitelem smykového tření a provozními parametry
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

Magnetoreologické elastomery v leteckém průmyslu
Magnetorheological elastomers in aviation

Vedoucí práce: Roupec Jakub
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Magnetoreologické elastomery lze s výhodou použít jako SMART pružné elementy (pružiny, silentbloky) s nastavitelnou tuhostí pomocí magnetického pole. Díky tomu lze efektivně eliminovat vibrace na rezonanční frekvenci a ochránit konstrukci letadla nebo vesmírného nosiče před nežádoucími vibracemi od motorů. V posledních 5 letech dosáhly magnetoreologické elastomery velkého technologického pokroku, který je zapotřebí zmapovat a vyhodnotit.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je rešerše magnetoreologických elastomerů pomocí odborných článků a literatury. Rešerše musí obsahovat příklady použití těchto prvků, principy řízení, postup výroby a hodnoty možných útlumů včetně změny provozních frekvencí.
  • Popis výroby MR elastomerů včetně velikosti a typu použitých železných částic.
  • Popis použití MR elastomerů a analýza přínosu v těchto aplikacích.
  • Popis řízení MR elastomerů včetně doby odezvy, velikosti a tvaru magnetického obvodu.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Magnetoreologické pěny v odpružení pracovních strojů
Magnetorheological foam in suspension of working machines

Vedoucí práce: Roupec Jakub
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Magnetoreologické (MR) pěny patří mezi tzv. SMART tlumící elementy, kde lze míru tlumení nastavit pomocí magnetického pole. Tyto pěny (PU nebo kovové) jsou struktury, které jsou napuštěny MR kapalinou. Pěna udržuje MR kapalinu uvnitř struktury vlivem kapilárních sil a dochází tak k významné úspoře této drahé kapaliny. MR pěny mají vysoký potenciál v tlumení silově málo zatížených soustav, jako jsou například sedačky u zemědělských strojů nebo nákladních automobilů, popř. odpružení celé kabiny. Druhá oblast možného použití míří do tzv. bílé techniky – nabízí se zejména útlum bubnu pračky.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je rešerše magnetoreologických pěn pomocí odborných článků a literatury. Rešerše musí obsahovat příklady použití těchto prvků, principy řízení, postup výroby a hodnoty možných útlumů včetně změny provozních frekvencí.
  • Popis výroby MR pěn včetně velikosti a typu použitých železných částic.
  • Popis použití MR pěn a analýza přínosu v těchto aplikacích.
  • Popis řízení MR pěn včetně doby odezvy, velikosti a tvaru magnetického obvodu.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce vzpěry sportovního letadla s magnetoreologickým elastomerem
Design of strut for sports plane with magnetorheological elastomer

Vedoucí práce: Roupec Jakub
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro tlumení přistávacího rázu se v podvozku malých sportovních letadel používá jednoduchá vzpěra sestávající z tvrdých gumových silentbloků a plynového tlumiče. Při přestavbě letadla na dvojnásobnou vzletovou hmotnost již tyto vzpěry nedokáží při přistání dostatečně účinně pohltit energii a během pádové zkoušky, simulující tvrdé přistání, se vzpěry vlivem velkého rázu ohýbají. Dobrou alternativou k tvrdým silentblokům jsou magnetoreologické elastomery nebo tlumiče, které mohou měnit svou charakteristiku dle aktuální vzletové hmotnosti a mohou tak lépe utlumit přistávací ráz.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je návrh parametrů magnetoreologického elastomeru, který by účinně utlumil přistávací ráz malého sportovního letadla o celkové vzletové hmotnosti 800 kg. Efektivita útlumu bude testována dle certifikované zkoušky provozním shozem.
  • Identifikace tuhosti pneumatiky letadla a stávajících gumových silentbloků.
  • Identifikace tlumení plynového tlumiče stávajícího podvozku.
  • Sestavení 2DOF modelu v Matlabu pro nalezení nejvhodnější tuhosti MR elastomeru.
  • Návrh parametrů MR elastomeru.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, návrhový výkres, laboratorní protokol, digitální data

Konstrukce vzpěry sportovního letadla s magnetoreologickým tlumičem
Design of strut for sports plane with magnetorheological damper

Vedoucí práce: Roupec Jakub
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro tlumení přistávacího rázu se v podvozku malých sportovních letadel používá jednoduchá vzpěra sestávající z tvrdých gumových silentbloků a plynového tlumiče. Při přestavbě letadla na dvojnásobnou vzletovou hmotnost již tyto vzpěry nedokáží při přistání dostatečně účinně pohltit energii a během pádové zkoušky, simulující tvrdé přistání, se vzpěry vlivem velkého rázu ohýbají. Dobrou alternativou k tvrdým silentblokům jsou magnetoreologické elastomery nebo tlumiče, které mohou měnit svou charakteristiku dle aktuální vzletové hmotnosti a mohou tak lépe utlumit přistávací ráz.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je návrh parametrů vzpěry s plynovou pružinou a magnetoreologickým tlumičem, který by utlumil přistávací ráz malého sportovního letadla o celkové vzletové hmotnosti 800 kg a zároveň zajistil vhodnou světlou výšku podvozku.
  • Identifikace tuhosti pneumatiky letadla a stávajících gumových silentbloků.
  • Identifikace tlumení plynového tlumiče stávajícího podvozku.
  • Sestavení 2DOF modelu v Matlabu pro nalezení nejvhodnější tuhosti MR elastomeru.
  • Návrh parametrů plynové vzpěry (tlak, průměr pístu a pneumatického válce).
  • Návrh parametrů MR tlumiče.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, laboratorní protokol, digitální data

Izolace vibrací turbovrtulového motoru pomocí magnetoreologického elastomeru
Vibroisolation of turboprop engine with magnetorheological elastomer

Vedoucí práce: Roupec Jakub
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Stávající uchycení motoru ke křídlu je řešeno přes pasivní prvky z gumové pryže (silentbloky), které musí zajistit dostatečný útlum vibrací v nízkých frekvencích, kdy otáčky vrtule prochází přes rezonanci silentbloku, a zároveň dostatečný útlum ve vysokých provozních frekvencí motoru. Tyto požadavky jsou protichůdné. Silentblok s vysokou tuhostí má špatný útlum na rezonanční frekvenci, ale výborné vibroizolační vlastnosti v provozních otáčkách a naopak. Jako téměř ideální řešení se jeví použití magnetoreologického elastomeru, který umí násobně měnit svoji tuhost dle aktuálních otáček motoru.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je vyrobit válcový magnetoreologický elastomer, který dokáže při dynamickém zatěžování v axiálním směru změnit svou tuhost až na dvojnásobek v závislosti na napájecím proudu.
  • Rešerše výroby MR elastomerů.
  • Rešerše provozních stavů motoru GE H85 s vrtulemi Avia-725.
  • Vytipování vhodného polymeru pro výplň a vytipování vhodných mikročástic pro matrici.
  • Návrh, výpočet (odhad) a experimentální ověření výsledné tuhosti v On a Off-state.
  • Volba, zda k zalití dojde při aplikovaném magnetickém poli.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol

Měření sedimentace magnetoreologických kapalin v automobilovém tlumiči
Measurement of sedimentation of magnetorheological fluids in automotive shock absorber

Vedoucí práce: Roupec Jakub
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Sedimentace železné frakce magnetoreologických (MR) kapalin v tlumiči je hlavní limitující faktor pro jejich použití v podvozku automobilů. Sedimentace probíhá v době, kdy je tlumič v klidu – nejčastěji při odstávce auta. Stanovení maximální doby odstávky, po které lze sedimentovanou frakci rozmíchat běžným provozem tlumiče, je klíčovým kritériem. Sedimentace komerčních MR kapalin trvá za normálního gravitačního zrychlení řadově týdny. Pro zkrácení měření je nutné aplikovat vyšší zrychlení a teplotu dle diplomové práce Ing. Berky. Následně bude možné stanovit rychlost sedimentace pro 1 G.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je experimentální stanovení sedimentační rychlosti MR kapaliny MRF-132DG pro 5 úrovní zrychlení od 2 do 12 G a pro teploty 20 (pokojová), 40, 60 a 80 °C.
  • Studium problematiky sedimentace zpracované v práci Ing. Berky
  • Návrh a plán experimentu a jeho provedení
  • Analýza dat – vyhodnocení rychlosti sedimentace v závislosti na zrychlení a teplotě
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol, digitální data

Měření sedimentace magnetoreologických kapalin v automobilovém tlumiči
Measurement of sedimentation of magnetorheological fluid in automotive shock absorber

Vedoucí práce: Roupec Jakub
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Sedimentace železné frakce magnetoreologických (MR) kapalin v tlumiči je hlavní limitující faktor pro jejich použití v podvozku automobilů. Sedimentace probíhá v době, kdy je tlumič v klidu – nejčastěji při odstávce auta. Stanovení maximální doby odstávky, po které lze sedimentovanou frakci rozmíchat běžným provozem tlumiče, je klíčovým kritériem. Sedimentace komerčních MR kapalin trvá za normálního gravitačního zrychlení řadově týdny. Pro zkrácení měření je nutné aplikovat vyšší zrychlení a teplotu dle diplomové práce Ing. Berky. Následně bude možné stanovit rychlost sedimentace pro 1 G.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je experimentální stanovení sedimentační rychlosti MR kapaliny MRF-140CG pro 5 úrovní zrychlení od 2 do 12 G a pro teploty 20 (pokojová), 40, 60 a 80 °C.
  • Studium problematiky sedimentace zpracované v práci Ing. Berky
  • Návrh experimentu a jeho provedení
  • Analýza dat – vyhodnocení rychlosti sedimentace v závislosti na zrychlení a teplotě
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol, digitální data

Měření opotřebení tlumiče s magnetoreologickou kapalinou
Measurement of wear in shock absorber with magnetorheological fluid

Vedoucí práce: Roupec Jakub
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Železná frakce v magnetoreologických kapalinách způsobuje zvýšený otěr (abrazi) v kontaktu, což zvyšuje opotřebení dílů a snižuje životnost tlumiče. V tlumiči lze definovat tyto podstatné kontaktní dvojice: píst x hydraulický válec; těsnění plovoucího pístu x hydraulický válec; těsnění pístnice x pístnice. Aby bylo možné odhadnout životnost tlumiče s magnetoreologickou kapalinou, je nutné zjistit míru opotřebení experimentálně a porovnat s kontaktní dvojicí zaplavenou konvenčním tlumičovým olejem.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je experimentálně analyzovat vliv magnetoreologických kapalin na míru opotřebení hydraulického válce tlumiče pomocí tribometru Bruker UMT Tribolab a profilometru Bruker Contour GT-X8 při testech v konfiguraci Ball-on-Plate.
  • Studium parametrů a testů popisujících opotřebení materiálu (ASTM 77, Millerovo číslo, atd.)
  • Příprava vzorků – nerezová ložisková kulička (Ball) a destička z oceli S355J2C+C (Plate).
  • Nastavení zařízení pro měření s recipročním pohybem v režimu bez odlehčení a s odlehčením na konci lineárního pohybu pro plné zaplavení kontaktu.
  • Provedení experimentů s kapalinami MRF-122EG, MRF-132DG a MRF-140CG.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol, digitální data

Měření opotřebení tlumiče s magnetoreologickou kapalinou
Measurement of wear in shock absorber with magnetorheological fluid

Vedoucí práce: Roupec Jakub
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Železná frakce v magnetoreologických kapalinách způsobuje zvýšený otěr (abrazi) v kontaktu, což zvyšuje opotřebení dílů a snižuje životnost tlumiče. V tlumiči lze definovat tyto podstatné kontaktní dvojice: píst x hydraulický válec; těsnění plovoucího pístu x hydraulický válec; těsnění pístnice x pístnice. Aby bylo možné odhadnout životnost tlumiče s magnetoreologickou kapalinou, je nutné zjistit míru opotřebení experimentálně a porovnat s kontaktní dvojicí zaplavenou konvenčním tlumičovým olejem.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je experimentálně analyzovat vliv magnetoreologických kapalin na míru opotřebení hydraulického válce tlumiče pomocí tribometru Bruker UMT Tribolab a profilometru Bruker Contour GT-X8 při testech v konfiguraci Ball-on-Plate.
  • Studium parametrů a testů popisujících opotřebení materiálu (ASTM 77, Millerovo číslo, atd.)
  • Příprava vzorků – nerezová ložisková kulička (Ball) a destička z oceli S355J2C+C (Plate).
  • Nastavení zařízení pro měření s recipročním pohybem v režimu bez odlehčení a s odlehčením na konci lineárního pohybu pro plné zaplavení kontaktu.
  • Provedení experimentů s magnetoreologickými kapalinami namíchanými v rámci mezinárodního projektu GAČR řešeného s Korejskou univerzitou INHA.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol, digitální data

Návrh konstrukce inverzního kyvadla
The design of inverse pendulum

Vedoucí práce: Strecker Zbyněk
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Na ústavu konstruování se do prvního ročníku zavádí nový předmět Řízení strojů a procesů. Na demonstraci zpětnovazebného řízení chybí vhodný přípravek. Inverzní kyvadlo je typickou úlohou na zpětnovazebné řízení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout jednoduchou mechanickou konstrukci inverzního kyvadla, která umožní demonstraci zpětnovazebného řízení pomocí arduina.
  • Studium různých konstrukcí inverzního kyvadla
  • Návrh konstrukce inverzního kyvadla
  • Sestavení inverzního kyvadla
  • Návrh řízení inverzního kyvadla
  • Experimentální ověření funkčnosti
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Návrh konstrukce MR tlumiče do odpružené vidlice kola
The construction of MR damper for MTB fork suspension

Vedoucí práce: Strecker Zbyněk
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Vibrace a rázy přenášené do řídítek horského kola zvyšují únavu a snižují ovladatelnost jízdního kola. Přední odpružená vidlice má tyto rázy minimalizovat. Semiaktivní řízení tlumiče umožňuje dosáhnout vyšší míry vibroizolace s malými energetickými nároky.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh magnetoreologického tlumiče vhodného pro zástavbu do jedné nohy odpružené vidlice horského kola.
  • určení optimálního silového rozsahu MR tlumiče
  • návrh magnetoreologického ventilu za pomocí hydraulického a magnetického modelu
  • návrh magnetoreologického tlumiče s ohledem na zástavbu do komerční odpružené vidlice
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Analýza konstrukce ventilu semiaktivního tlumiče Sachs CDC
Analysis of semiactive damper Sachs CDC valve construction

Vedoucí práce: Strecker Zbyněk
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Semiaktivní tlumiče odpružení umožňují zvýšit komfort cestování a zlepšit styk kola s vozovkou. Jedním z komerčně vyráběných tlumičů s proměnnou charakteristikou je tlumič CDC. U tohoto typu tlumiče nejsou přesně zmapovány zásadní parametry a regulační možnosti.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zmapovat hlavní parametry tlumiče a popsat konstrukci škrtícího ventilu.
  • změření F-v-I charakteristik
  • změření časové odezvy tlumiče
  • demontáž škrtícího ventilu
  • popis funkce ventilu
  • analýza možností na zlepšení funkce škrtícího ventilu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol

Návrh řízení odpružení s rychlým magnetoreologickým tlumičem orientovaného na komfort
Control of suspension with fast magnetorheological damper oriented on comfort

Vedoucí práce: Strecker Zbyněk
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Nově vyvinuté magnetoreologické tlumiče s krátkou dobou odezvy umožňují rapidní zlepšení komfortu automobilu. K dosažení tohoto cíle je ale nutné navrhnout vhodný algoritmus řízení magnetoreologického tlumiče s přihlédnutím k jeho vlastnostem (dynamickému rozsahu a časové odezvě).
Cíle závěrečné práce: Návrh semiaktivního algoritmu řízení rychlého magnetoreologického tlumiče pro zvýšení komfortu cestování
  • úprava/vytvoření čtvrtinového modelu automobilu
  • Implementace proporcionálního a on/off Skyhook algoritmu
  • Vyhodnocení vhodnosti různých nastavení parametrů řízení
  • Ověření funkce skyhook s implementací časové odezvy na virtuálním čtvrtinovém modelu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Design parkovacího automatu
Design of Parking Meter

Vedoucí práce: Rubínová Dana
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Parkovací automaty jsou součástí systému veřejného parkovacího stání, umožňují uhrazení poplatků za parkování ideálně kombinací platbou mincemi i bezkontaktně. Stěžejní komunikační komponentou je displej, dnes buď dotykový nebo s piezolektrickými tlačítky. Automaty jsou propojeny s monitorovacím centrem. Trendem je ústup od systému parkovacích lístků směrem k modernímu systému komunikace formou zadání registrační značky vozidla. Nejzásadnějším problémem bývá po stránce vizuální nesourodost těla automatu s integrovaným solárním panelem, popř. omezené možnosti platby.
Cíle závěrečné práce: Návrh designu stojanového parkovacího automatu s napájením baterií, ze sítě či solárními články a umožňující platbu parkovného klasickým způsobem mincemi i moderními alternativami (SMS, bezhotovostně). Plášť bude vyroben z nerezové oceli, dílčí prvky z ABS plastu. Výška automatu nepřesáhne 1800 mm.
  • studium procesu platby s cílem identifikace problematických oblastí
  • užití alternativního platebního systému s možností vytištění daňového dokladu
  • logická a rychlá posloupnost provozních kroků, uživatelsky přívětivé ovládání
  • zohlednění bezpečnostních aspektů a ochrana proti vandalismu
  • prokázání funkčnosti, ergonomičnosti i realizovatelnosti návrhu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Design ruční kotoučové řezačky na textil
Design of Servo Direct Drive Electric Round Knife Cutting Machine

Vedoucí práce: Rubínová Dana
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Ruční kotoučové řezačky na textil jsou určeny k řezání textilií, protiostří na podstavě řezačky umožňuje velmi přesné řezy. Cíleny jsou pro lehký a střední materiál zpracovávaný v krejčovstvích, vzorkových dílnách i prodejnách textilií. Typy s pojezdovou podstavou umožňují komfortnější vedení řezu. Trendy směřují k maximalizování komfortu práce zejména v oblasti manipulace. Řešení rukojeti spolu s vazbou na rozložení hmotnosti nástroje je největším problémem u mnohých typů. Po tvarové stránce je nejproblematičtější navázání hmatné části na hlavu stroje s krytem řezacího kotouče.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh koncepčního designu ruční kotoučové řezačky na textil se zabudovaným servomotorem, s pojezdovou podstavou a integrovaným ochranným krytem ostří kotouče průměru 10 cm. Kvalitně vyřešená ergonomie úchopové části by měla navýšit uživatelský komfort v profesionálním prostředí.
  • studium procesu řezání s cílem identifikace problematických oblastí
  • kompaktní tvarování vycházející z funkce i prostředí použití
  • zajištění uživatelského komfortu, důraz na ergonomii rukojeti a komfortní manipulaci
  • splnění požadavků na bezpečný provoz
  • prokázání funkčnosti, ergonomičnosti i realizovatelnosti návrhu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Design pultové obchodní váhy s displejem na stativu
Design of Weighing Scale with Standing Display

Vedoucí práce: Rubínová Dana
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pultové obchodní váhy jsou určeny do prodejen potravin s váženým zbožím a slouží k určení hmotnosti produktů. Hlavními prvky jsou displej s klávesnicí na straně prodejce a LED zákaznický displej pro zobrazení hmotnosti, jednotkové ceny a celkové ceny umístěný na stativu nad vážící miskou. Stávající přístroje jsou charakterizovány obdobným designem, často postrádají vyšší úroveň tvarové kultivace. Častá je i vizuální nejednotnost hlavních komponent- platformy s miskou, stojanu a displejové jednotky.
Cíle závěrečné práce: Návrh koncepčního designu pultové obchodní váhy se zákaznickým displejem na stativu. Součástí bude síťové napájení a integrovaný akumulátor, který umožní alternativní provoz. Plášť bude vyroben z nerezové oceli, dílčí prvky plastové. Rozměr vážní plochy nepřesáhne 25 cm x 35 cm.
  • studium procesu vážení s cílem identifikace problematických oblastí
  • kompaktní funkční design splňující hygienické nároky
  • uživatelsky přívětivé ovládání, výšková stavitelnost displeje
  • integrování tiskárny s možností vytištění etiket i účtenek
  • prokázání funkčnosti, ergonomičnosti i realizovatelnosti návrhu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Návrh řízení odpružení s rychlým MR tlumiče pro sportovní podvozky
Control of suspension with fast magnetorheological damper oriented on sport chassis

Vedoucí práce: Strecker Zbyněk
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Nově vyvinuté magnetoreologické tlumiče s krátkou dobou odezvy umožňují rapidní zlepšení přítlaku kola na vozovku. K dosažení tohoto cíle je ale nutné navrhnout vhodný algoritmus řízení magnetoreologického tlumiče s přihlédnutím k jeho vlastnostem (dynamickému rozsahu a časové odezvě).
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh semiaktivního algoritmu řízení rychlého magnetoreologického tlumiče pro zlepšení přítlaku kola na vozovku
  • úprava/vytvoření čtvrtinového modelu automobilu
  • implementace proporcionálního a on/off modifikovaného groundhook algoritmu
  • Vyhodnocení vhodnosti různých nastavení parametrů řízení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce zařízení pro odmagnetování magnetoreologického tlumiče pro Hyundai
Construction of demagnetizing device for magnetorheological dampers Hyundai

Vedoucí práce: Strecker Zbyněk
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Na VUT v Brně se v roce 2017 vyvinul rychlý magnetoreologický tlumič pro firmu Hyundai. Magnetický obvod tohoto tlumiče je zhotoven z konstrukční oceli 11SMn30. Zbytkový magnetismus pístu tlumiče snižuje dynamický rozsah. Zvýšení dynamického rozsahu lze zajistit účinným odmagnetováním.
Cíle závěrečné práce: Nalezení vhodného postupu odmagnetování pístu magnetoreologického tlumiče a jeho experimentální ověření
  • Vytvoření programu pro odmagnetování na připraveném obvodu založeném na Arduino DUE
  • testování vlivu tvaru průběhu (sinus, trojúhelník)
  • testování vlivu frekvence
  • testování vlivu rychlosti snižovánání amplitudy
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Návrh konstrukce regulovatelného třecího tlumiče
The construction of controllable friction damper

Vedoucí práce: Strecker Zbyněk
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pasivní třecí tlumiče se v odpružení automobilů nepoužívají kvůli nevýhodné F-v charakteristice. Možnost regulace třecího tlumiče by tuto nevýhodu měla eliminovat. Výhodou regulovatelného třecího tlumiče by měl být oproti klasickým hydraulickým tlumičům zejména prakticky neomezený dynamický rozsah sil.
Cíle závěrečné práce: Cílem je návrh konstrukce třecího tlumiče s ohledem zejména na časovou odezvu
  • rešerše na rychlé hydraulické ventily
  • výběr vhodných sériově vyráběných dílů
  • kvantifikace předpokládaných parametrů navrhovaného tlumiče
  • zhodnocení výhod/nevýhod třecího tlumiče v závěsu automobilu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Algoritmy semiaktivního tlumení
Algorithms of semiactive damping

Vedoucí práce: Jeniš Filip
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro zajištění komfortu jsou dnešní vozidla vybavena odpružením. Odpružení je třeba tlumit, k čemuž se nejčastěji používají pasivní hydraulické tlumiče se stálou tlumící charakteristikou. Pro zlepšení vlastností vozidla je vhodné dokázat tlumicí charakteristiku modifikovat podle potřeby a to i několikrát za sekundu. Tlumiče jsou řízeny na základě dat ze senzorů umístěných na karoserii a na nápravách a to pomocí vhodného algoritmu. Existují různé algoritmy preferující komfort posádky, nebo přítlak pneumatiky k vozovce.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je tvorba přehledu současného stavu poznání v oblasti algoritmů semiaktivního tlumení a jejich porovnání.
  • popis nalezených semiaktivních algoritmů
  • simulační ověření v ¼ modelu
  • porovnání algoritmů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Simulační model dynamiky pneumobilu
Simulation model of pneumobil dynamics

Vedoucí práce: Jeniš Filip
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Na ÚK již několik let funguje Pneumobil Racing Team Brno – team stavící monoposty poháněné stlačeným vzduchem. V posledních dvou letech dosáhl značných úspěchů. Přes tyto úspěchy nemá team k dispozici použitelný matematický model dynamiky vozidla, který umožnil lépe navrhnout převodové poměry a parametry pneumatiky. Vytvoření kvalitního modelu by posunulo team významně dopředu.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je tvorba a identifikace matematického modelu pneumobilu a navržení vhodných parametrů pro módy „Acceleration“ a „Long distance“.
  • sestavení rovnic popisující funkci pneumobilu v obou závodních módech
  • matematický popis úbytku tlaku ve vzdušníku
  • identifikace modelu s reálným pneumobilem
  • navržení vhodných parametrů vozidla pro mód „Acceleration“
  • navržení vhodných parametrů pro mód „Long distance“.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Vývoj dynamometru pro závodní pneumobil
Design of dynamometer for racing pneumobil

Vedoucí práce: Jeniš Filip
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Na ÚK již několik let funguje Pneumobil Racing Team Brno – team stavící monoposty poháněné stlačeným vzduchem, který v posledních dvou letech dosáhl značných úspěchů. Team disponuje dvěma vozidly postavenými v uplynulých dvou letech. Přes dosažené úspěchy vozidla nemají optimálně navrženy převodové poměry a parametry pneumatického pohonu. Pro lepší nastavení těchto parametrů by bylo vhodné mít k dispozici vlastní dynamometr.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je rekonstrukce testeru brzd na dynamometr pro měření výkonu závodního pneumobilu.
  • konstrukční návrh rámu dynamometru
  • návrh ovládání elektromotoru
  • návrh měřícího řetězce
  • návrh testovacích režimů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Měření zdvihu tlumiče při běžném provozu vozidla
Measurement of damper stroke at common car operation

Vedoucí práce: Roupec Jakub
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro potřeby simulace jízdních podmínek na hydraulickém standu a pro návrh nových regulačních algoritmů je nutné analyzovat pracovní zdvih tlumiče při běžném provozu na různých typech komunikací - dálnice, silnice 1. třídy, okresní silnice. Z naměřených dat lze reverzní úlohou pomocí 1/4 modelu zjistit reliéf vozovky, který poslouží jako vstupní signál pro testování tlumičů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je při běžném provozu analyzovat pracovní zdvih tlumičů na všech kolech zapůjčeného automobilu. Naměřená data budou statisticky vyhodnocena a reverzní úlohou na 1/4 modelu bude zjištěn reliéf vozovky.
  • Návrh měřicího řetězce a uchycení snímačů na automobilu - měření zdvihu, rychlosti, zrychlení ve 3 osách, synchronizovaný kamerový záznam měření
  • Rešerše metod pro hodnocení reliéfu vozovky
  • 1/4 model - identifikace vstupů měřeného vozidla (odpružená, neodpružená hmota, tuhost pružiny, tuhost pneumatiky, charakteristiky tlumiče)
  • Vyhodnotit reliéf vozovky.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol, digitální data

Design kempingové lampy
Design of Camping Lamp

Vedoucí práce: Sládek Josef
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedná se o specifickou lampu určenou k univerzálnímu využití v přírodě, v kempech, ve stanech, na chatách a zahradách i jako alternativní zdroj světla při výpadku elektrické energie. Lampa má dovolit uložení na nerovném povrchu, zavěšení a nesení. Multifunkčnost je náročná na koncepční skloubení různých módů svícení s pohodlnou přenositelností.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design odolné univerzální lampy s využitím světelných COB LED diod a dobíjecích baterií. Předpokládaná je sériová výroba, hlavní použité materiály jsou plasty. Cílovou skupinou je mladší a střední generace se vztahem ke sportovním aktivitám.
  • identifikovat hlavní designérské trendy a charakteristické prvky současných kempingových lamp
  • prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
  • realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Konstrukční materiály pro plastové ozubené převody
Construction materials for plastic gears

Vedoucí práce: Křupka Jiří
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V druhé polovině 20. století se spolu s rozvojem technologie výroby vstřikování plastů a výzkumu v oblasti kompozitních materiálů začaly používat ozubená kola vyrobená dosud z netradičního materiálu – termoplastu. Termoplast vykazuje v mnoha ohledech oproti oceli výrazně odlišné hodnoty mechanických vlastností. Plastová ozubená kola jsou však oproti ocelovým ekvivalentům levnější na výrobu, mají nižší hmotnost a mohou pracovat i bez přítomnosti maziva.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování přehledu současného stavu poznání v oblasti konstrukčních polymerních materiálů a technologií jejich výroby, které jsou používány při návrhu plastového ozubení.
  • zpracovat přehled možných konstrukčních polymerních materiálů pro výrobu plastového ozubení provozovaného v mazaném a nemazaném režimu
  • porovnat mechanické, fyzikální a tepelné vlastnosti vybraných polymerních materiálů
  • zpracovat přehled současných technologií výroby plastového ozubení
  • porovnat vlastnosti polymerních materiálů z hlediska jejich předností a nedostatků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce převodů s plastovým ozubením
Construction of gears with plastic teeth

Vedoucí práce: Křupka Jiří
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Vývoj polymerních materiálů se v posledních 30 letech významně zvýšil. Mezi běžně používané polymery pro výrobu ozubení patří nylony, polyacetaly, polyamidy, polyuretany a další. Plastové převody oproti ocelovým mohou pracovat jako mazané i nemazané. Situace je však ztížena složitým procesem zatěžování a změnou polohy kontaktní oblasti v průběhu záběrového cyklu ozubených kol. Nevýhodou polymerních materiálů jsou většinou nízké hodnoty mechanických charakteristik. V důsledku toho se u plastových ozubených kol projevuje charakteristické opotřebení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je zpracování přehledu současného stavu poznání v oblasti konstrukce převodovek s ozubenými koly, kde jsou uplatněny plastové a kombinované soukolí provozované v mazaném a nemazaném režimu. Práce je tematicky zaměřena na návrh ozubení a studium způsobů poškození plastových ozubených kol.
  • zpracovat přehled možných typů a konstrukcí plastových ozubených soukolí
  • zpracovat přehled způsobů poškození plastových ozubených kol a jejich provozních podmínek
  • provést a porovnat výpočet dle normy ISO 6336 pro ocelové a kombinované soukolí s čelním ozubením z hlediska únosnosti v dotyku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Animace napěťových poměrů u svarových a lepených spojů
Animation of the stress behaviour of welded and bonded joints

Vedoucí práce: Hartl Martin
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Svarové a lepené spoje se používají ke spojování konstrukčních prvků v nerozebíratelný celek. Oproti jiným druhům spojů jako např. šroubovým nebo nýtovým vykazují nižší hmotnost, lepší těsnost, vyšší efektivitu a menší koncentraci napětí ve spojovaných součástech. Představa o napěťových poměrech má zásadní význam pro správný návrh těchto spojů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vytvoření animací objasňujících napěťové poměry u svarových a lepených spojů. Jedná se např. o průběhy napětí při statickém zatěžování koutových svarů a dvojitě přeplátovaných lepených spojů, stanovení součinitele bezpečnosti k meznímu stavu únavy nebo porovnání napětí u různě zatížených svarových spojů.
  • Výběr a vymezení problémů vhodných pro animaci
  • Identifikace parametrů pro vytvoření animace
  • Navržení výpočtových modelů
  • Vytvoření animací
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Chytrá ložiska
Smart bearings

Vedoucí práce: Hartl Martin
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Ložiska jsou klíčovou součástí každého stroje. Jejich selhání je jednou z nejčastějších příčin poruch pracovních strojů, jehož následkem mohou být vysoké finanční ztráty. Chytrá ložiska, které jsou schopny samy v reálném čase monitorovat své provozní podmínky a na jejich základě vyhodnocovat svůj vlastní stav přinesou zvýšení spolehlivosti strojů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování přehledu současného stavu poznání v oblasti chytrých valivých a kluzných ložisek. Jedná se zejména o způsoby monitorování provozních podmínek (zatížení, rychlost a smysl otáčení, teplotu, vibrace, kontaminaci maziva ad.), zpracování naměřených údajů a přenos dat.
  • Popsat koncepci chytrého ložiska jako kyberneticko-fyzikálního systému
  • Podat přehled konceptů chytrých valivých a kluzných ložisek
  • Zhodnotit možnosti využití cyhtrých ložisek u strojů v blízké budoucnosti
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Mechanické vlastnosti plastových vzorků vyrobených robotickým 3D tiskem
Mechanical properties of plastic samples made by robotic 3D printing

Vedoucí práce: Škaroupka David
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Na Ústavu konstruování je vyvíjena technologie robotického 3D tisku na principu fused filament fabrication (FFF). Jejím potenciálem je aplikace nekonvenčních výrobních strategií s možností náklonu 3D tiskové hlavy, nebo tisku na nakloněnou podložku. Studium závislosti mechanických vlastností na zvolených strategiích umožní zlepšit predikci mechanických vlastností vyráběných komponent a vhodné nastavení procesních parametrů výroby.
Cíle závěrečné práce: Vyhodnocení vlivu procesních parametrů na mechanické vlastnosti vzorků z materiálů PLA a PET-G.
  • Návrh experimentů a testovacích vzorků s ohledem na strategii robotické aditivní výroby
  • Sestavení numerických modelů pro navržené vzorky.
  • Výroba vzorku robotickým 3D tiskem, technologií FFF.
  • Vyhodnocení mechanických vlastností testovaných vzorků.
  • Porovnání výsledků s numerickým modelem.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol, digitální data

Robotický 3D tisk navařováním kovových materiálů
Robotic 3D printing by welding of metallic materials

Vedoucí práce: Škaroupka David
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Navařování kovových materiálů je perspektivní a dynamicky se vyvíjející oblastí aditivní výroby. Robotická výroba (na ÚK je využíván robot KUKA KR 60HA) je specifická ve smyslu manipulace s navařovací hlavou, nutností automatizovat přísun materiálu a v potenciálu nekonvenční výrobní strategie. Některé svařovací technologie jsou z hledska využití potenciálu 6-osého robotického ramene pro tuto aplikaci vhodné a jiné méně.
Cíle závěrečné práce: Vyhodnocení potenciálu svařovacích technologií pro 6-osý robotický 3D tisk.
  • Sumarizace aktuálních technologií a koncepcí kovového robotického 3D tisku.
  • Analyzovat a porovnat výhody a nevýhody jednotlivých aplikací.
  • Vyhodnotit perspektivní oblasti dalšího vývoje robotického 3D tisku.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Design sady rašplí
Design of Rasp Set

Vedoucí práce: Sládek Josef
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedná se o madla pro děrované plátky rašplí Surform určených k ubírání měkčích materiálů (dřevo, sádra, clay apod.). Výhodou je snadná a rychlá výměna použitých plátků bez nutnosti dalších nástrojů, pohodlné čištění čepelí, využití i pro práci na krajích a v omezeném prostoru. Klíčovým problémem u stávajících produktů je tvarová nesourodost různých madel pro jednotlivé typy výměnných plátků, vyplývající z rozdílných způsobů práce s nástroji a nedostatečná tuhost.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout koncepčně ucelenou řadu plastových madel rašplí Surform pro sériovou výrobu, cílovou skupinou jsou kutilové. Set zahrnuje malou škrabku (plátek zakřivený délky 60 mm), malý hoblík (140 mm), velký hoblík (250 mm) a kruhovou rašpli (250 mm) se snímatelnou přední rukojetí.
  • identifikovat hlavní designérské trendy a charakteristické prvky děrovaných rašplí
  • definovat základní způsoby držení a práce s jednotlivými typy rašplí
  • prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
  • realizovat 4 fyzické modely v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Konstrukční návrh zařízení pro nanášení prášku za zvýšených teplot
Design of device for coating powder at elevated temperatures

Vedoucí práce: Malý Martin
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pomocí technologie Selective Laser Melting (SLM) jsou díly tvořeny vrstvu po vrstvě tavením jemného kovového prášku laserem. Prášek je do oblasti tavby po každé vrstvě dopravován nanášecím zařízením. Při tisku za zvýšených teplot dochází, jak ohřevu prášku, tak i prostoru stavby, včetně nanášecího zařízení. Standardně používaný nanášeč není pro takové provozní podmínky určen.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je konstrukční návrh zařízení pro nanášení práškového materiálu při teplotách do 600 °C pro 3D tiskárnu SLM 280HL.
  • - Identifikace návrhových limitů pro nanášecí zařízení: materiál, rozměry zařízení, atd.
  • - Návrh úprav stávajícího nanášecího zařízení pro práci za zvýšených teplot
  • - Návrh vlastní konstrukce zařízení s předehřevem prášku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Vývoj strategie laseru pro výrobu mikro-prutové struktury technologií kovového 3D tisku
Development of the laser strategy for lattice structure fabrication by Selective Laser Melting

Vedoucí práce: Vrána Radek
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Mikro-prutová struktura je systém tenkých prutů, který je možné s pomocí softwaru pro topologickou optimalizaci využít jako náhradu plného materiálu. Tím je možné docílit výrazně lehčího dílu při zachování mechanických vlastností. Při výrobě mikro-prutové struktury technologií SLM dochází opakovaně ke změně vyráběného průřezu (prut, uzel) struktury, což při použití jednotných procesních parametrů může způsobovat vznik materiálových a rozměrových vad. Pro přesnou výrobu mikro-prutové struktury je nutné vyvinout odlišné strategie pro obě oblasti.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem BP je modifikace výrobní strategie pro výrobu oblasti uzlu mikro-prutové struktury bez vzniku materiálových vad z materiálu AlSi10Mg.
  • navrhnout a vyrobit testovací sady vzorků (3D kovový tisk)
  • analyzovat získané výsledky (optické měření, mikroskop)
  • stanovit vztahy základních procesních parametrů na vznik porozity v uzlech struktury
  • ověřint získané poznatky na vzorku BCC mikro-prutové struktury o rozměrech 30x30x30mm
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

Experimentální 3D tisk metodou FFF pomocí 6-osého robotického ramene
Experimental 3D FFF printing by 6-axis robotic arm

Vedoucí práce: Krejčiřík Petr
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Technologie robotického 3D tisku aditivní metodou FFF nachází uplatnění především při výrobě velkorozměrových dílů. Výhodou užití robotického ramene oproti standardním 3D tiskárnám je dosažení vyšších rychlostí posuvu a možnosti náklonu tiskové hlavy vůči podložce. Současná varianta tiskové hlavy však výrazně omezuje maximální rychlost nanášení materiálu. Pro efektivní realizaci velkorozměrových dílů je nutné provést úpravu tiskové hlavy.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je provést experimentální 3D tisk metodou FFF pomocí robotického ramene KUKA KR 60 HA a vyhodnotit experimenty z hlediska kvality vzorků pomocí skeneru ATOS
  • Vyhodnocení experimentů z počátečního stavu
  • Návrh a realizace konstrukčních úprav tiskové hlavy za účelem snížení doby tisku
  • Experimentální ověření zařízení na robotickém rameni KUKA KR 60 HA
  • Vyhodnocení experimentů a porovnání výsledků s počátečním stavem
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, fotografická dokumentace, laboratorní protokol, digitální data

Vývoj procesních parametrů technologie kovového 3D tisku se zaměřením na mikro-prutové struktury
Development of the laser strategy for lattice structure fabrication by Selective Laser Melting

Vedoucí práce: Vrána Radek
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Mikro-prutová struktura je systém tenkých prutů, který je možné s pomocí softwaru pro topologickou optimalizaci využít jako náhradu plného materiálu. Tím je možné docílit výrazně lehčího dílu při zachování mechanických vlastností. Při výrobě mikro-prutové struktury technologií SLM dochází ke zvětšování (zmenšování) reálného průměru prutů v závislosti na zvolených procesních parametrech, strategii výroby a geometrii prutu. Pro přesnou výrobu strukturovaných dílů je nutné tento fenomén popsat a zavést potřebné procesní změny (korekce rozměru, změna parametrů technologie SLM)
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je nalezení vhodné kombinace procesních parametrů (výkon, rychlost, vzdálenost drah laseru, počet drah laseru) pro přesnou výrobu prutů technologií SLM z materiálu 316L.
  • definovat rozsahy testovaných parametrů (výkon, rychlost, vzdálenost drah laseru)
  • navrhnout a vyrobit testovací sady vzorků (3D kovový tisk)
  • analyzovat získané výsledky (optické měření, mikroskop)
  • stanovit vztahy základních procesních parametrů na vznik porozity v uzlech struktury
  • ověřint získané poznatky na vzorku BCC mikro-prutové struktury o rozměrech 30x30x30mm
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

Výzkum vlivu energie laseru na vznik porozity v mikro-prutové struktuře vyrobené technologií kovového 3D tisku
Research of the influence of the laser energy on porosity in the lattice structure fabricated by metal 3D printing

Vedoucí práce: Vrána Radek
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při výrobě mikro-prutové konstrukce technologií SLM, dochází při použití vyšší energie laseru ke vzniku porozity ve spodní části prutů. Tato porozita vzniká především přehříváním prutu vlivem horšího odvodu tepelné energie u skloněných prutů. Aby bylo možné vyrábět mikro-prutové struktury bez materiálových vad, je nutné analyzovat vznik porozity a navrhnout vhodné rozsahy základních parametrů (výkon a rychlost laseru).
Cíle závěrečné práce: Analyzovat vznik porozity v mikro-prutové struktuře vyrobené technologií SLM z materiálu AlSi10Mg a 316L v závislosti na energii laseru.
  • definovat rozsahy testovaných parametrů (výkon, rychlost, vzdálenost drah laseru)
  • navrhnout a vyrobit testovací sady vzorků (3D kovový tisk)
  • analyzovat získané výsledky (optické měření, mikroskop)
  • stanovit vztahy základních procesních parametrů na vznik porozity v uzlech struktury
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

Návrh a realizace zařízení pro vymývání plastického maziva z valivých ložisek
Design and realization of device for washout of lubricating greases from rolling bearings

Vedoucí práce: Frýza Josef
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Většina valivých ložisek je mazána plastickými mazivy. Před aplikací nového plastického maziva je pro jeho správnou funkci vhodné ložisko vymýt a odstranit z něj tak konzervační prostředek (v případě nového ložiska), nebo původní mazivo a nečistoty (v případě použitého či nevhodně skladovaného ložiska). Při laboratorním posuzování vhodnosti plastických maziv je často používáno stejné zkušební ložisko, které je nutné vždy před testy vymýt. Vytvoření zařízení pro vymývání plastického maziva z ložisek umožní snížení časové náročnosti přípravné fáze experimentů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout a zrealizovat zařízení umožňující spolehlivé vymytí plastického maziva z valivého ložiska a jeho následné vysušení s ohledem na nenáročnou uživatelskou obsluhu.
  • identifikovat postupy a parametry pro vymytí a vysušení ložiska
  • navrhnout varianty konstrukčního řešení zařízení a způsobu jeho obsluhy
  • realizovat funkční vzorek zařízení
  • ověřit funkčnost zařízení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace

Tepelné zpracování bimetalu čistého železa a slitiny mědi vyrobeného pomocí 3D tisku
Heat treatment of bimetal of pure iron and copper alloy produced by 3D printing

Vedoucí práce: Šreibr Vít
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Technologie selective laser melting umožňuje výrobu bimetalu tvořeného čistým železem a slitinou mědi. U jednotlivých kovů existuje řada možností tepelného zpracování, které vedou ke zlepšení mechanických, případně elektromagnetických vlastností. Je nutné provést jejich analýzu a dále navrhnout a experimentálně ověřit tepelné zpracování vhodné pro oba spojené kovy.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout a experimentálně ověřit tepelné zpracování bimetalu tvořeného čistým železem a slitinou mědi vyrobeného pomocí technologie selective laser melting.
  • Popsat možnosti tepelného zpracování jednotlivých materiálů
  • Výběr minimálně dvou typů vhodných pro oba kovy
  • Experimentální ověření vybraných možností tepelného zpracování
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace

Konstrukce magnetoreologického tlumiče s nesymetrickou rychlostí charakteristikou
Design of magnetorheological damper with non-symmetrical dependency of damping force to piston velocity

Vedoucí práce: Kubík Michal
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Závislost rychlosti pohybu pístu na tlumící síle je u tradiční konstrukce automobilního hydraulického tlumiče rozdílná pro stlačení a roztažení pístnice. Tento rozdíl je dán konstrukcí ventilů uvnitř tlumiče a zásadně ovlivňuje komfort a jízdní vlastnosti automobilu. Současné konstrukční řešení magnetoreologického (MR) tlumiče ovšem neumožnuje rozdílnou rychlostní charakteristiku pro stlačení a roztažení pístnice. Použití známých řešení ventilů z hydraulických tlumičů na MR tlumiče ovšem není možné. Z tohoto důvodu je nutné vyvinout zcela novou koncepci MR tlumiče.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je konstrukční návrh magnetoreologického tlumiče s nesymetrickou rychlostní charakteristikou.
  • Sestavení současného stavu poznání možností vytvoření nesymetrické charakteristiky v MR tlumiči
  • Návrh několika koncepčních řešení s popisem jejich funkce
  • Vytvoření potřebných simulačních modelů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Studium tření ve valivých ložiscích
Friction in rolling bearings

Vedoucí práce: Frýza Josef
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Ve většině strojů jsou pro uložení součástí nejčastěji použita kuličková ložiska mazaná plastickými mazivy. Důvodem je zejména nízká cena těchto ložisek v kombinaci s malou náročností na údržbu a nízkými třecími ztrátami. Nízké tření je ale podmíněno mnoha faktory od samotné konstrukce ložiska, přes volbu maziva, až po provozní podmínky. Zejména při využití plastických maziv v kombinaci se specifickými provozními podmínkami pak může docházet k výraznému nárůstu tření a opotřebení ložiska.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je zpracování přehledu současného stavu poznání z oblasti tření kuličkových ložisek mazanými plastickými mazivy. Rešerše by měla vycházet zejména z experimentálně zaměřených odborných článků a literatury. Hlavní důraz je kladen na vzájemný vztah tření, použitého plastického maziva a provozních podmínek.
  • klasifikovat hlavní zdroje tření ve valivých ložiscích s ohledem na míru jejich podílu na celkové tření
  • popsat nejčastěji používané principy a metody pro měření tření v ložiscích
  • analyzovat vzájemný vztah tření, použitého plastického maziva a provozních podmínek
  • vytvořit stručný přehled zkoumaných parametrů a zobecnit jejich dopad na tření
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce kompenzační komory pro magnetoreologický tlumič podvozku vysokorychlostního vlaku
Design of expansion chamber for magnetorheological damper of high speed train boogie

Vedoucí práce: Kubík Michal
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Nejčastěji používané pasivní hydraulické tlumiče v podvozcích vysokorychlostních vlaků jsou ve dvouplášťovém provedení. Toto provedení je výhodné z hlediska zástavbové délky tlumiče. Bohužel konstrukce elektronicky řízeného magnetoreologického tlumiče je v jednoplášťovém provedení a je tedy nutné se soustředit na konstrukci kompenzační komory tak, aby nedošlo k výraznému prodloužení zástavbové délky oproti variantě dvouplášťové. Je nutné se především zaměřit na přesný návrh potřebného množství plynové náplně a způsoby oddělení plynu od tlumící kapaliny s co nejmenší zástavbovou délkou.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je konstrukční návrh kompenzační komory magnetoreologického tlumiče podvozku vysokorychlostního vlaku
  • Přehled současného stavu poznání možností oddělení tlumící kapaliny od plynové náplně s popisem jednotlivých výhod a nevýhod
  • Přehled současného stavu poznání v oblasti návrhu objemu a tlaku plynové náplně v kompenzační komoře respektující teplotní a silové zatížení tlumiče
  • Návrh několika konstrukčních variant s popisem jejich výhod a nevýhod
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Hysterezní magnetický model magnetoreologického tlumiče
Hysteresis magnetic model of the magnetorheological damper

Vedoucí práce: Kubík Michal
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Magnetoreologická kapalina v MR tlumiči je složena z malých feromagnetických částic, které jsou rozptýleny v oleji. Pokud tato kapalina protéka přes magnetické pole, tak dojde k rapidnímu nárůstu její zdánlivé viskozity, což se v MR tlumiči projeví nárůstem tlumících sil. Problémem současné konstrukce MR tlumiče je, že magnetický obvod vždy vykazuje určitý zbytkový magnetismus, který snižuje rozsah nastavitelných tlumících sil. Za pomocí hysterezního magnetického modelu je možné popsat toto chování a navrhnout magnetický obvod tak, aby vliv zbytkového magnetismu byl minimální.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je sestavení hysterezního magnetického modelu magnetoreologického tlumiče a jeho experimentální verifikace
  • Přehled současného stavu poznání modelů popisujících magnetickou hysterezní křivku ferromagnetického materiálu
  • Vytvoření magnetostatického statického hysterezního modelu
  • Stanovení vlivu magnetické hystereze na tlumící charakteristiku MR tlumiče
  • Vytvoření transientního hysterezního magnetického modelu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Hydraulické tlumiče podvozků kolejových vozidel
Hydraulic shock absorbers of train bogie

Vedoucí práce: Kubík Michal
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Na VUT v Brně se vyvíjí nový elektronicky řiditelný tlumič podvozku vysokorychlostních kolejových vozidel. Pro srovnání této koncepce oproti konkurenci je nutné zjistit parametry, konstrukční provedení a výhody či nevýhody komerčně dostupných či vyvíjených hydraulických tlumičů podvozku kolejových vozidel.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je sestavení současného stavu poznání v oblasti hydraulických tlumičů podvozků kolejových vozidel
  • Nalezení konstrukcí pasivních a adaptivních tlumičů kolejových vozidel s uvedením jejich konstrukce, zdvihové a rychlostní charakteristiky
  • Porovnání jednotlivých konstrukcí tlumičů vzhledem k jejich dosažitelným tlumícím silám
  • Nalezení způsobů testování vlastností a životnosti
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Design průmyslového produktu pro přímou digitální výrobu
Design of an industrial product for direct digital manufacturing

Vedoucí práce: Škaroupka David
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Navrhnovaný produkt bude zvolen studentem po dohodě s vedoucím práce. Podstatou jsou technologicky orientované metody designu, které kladou nové možnosti i limity designérské práci. Jedná se o SW nástroje a postupy, které umožňují rychlou výrobu v kusové nebo malosériové výrobě, například v prostředí sdílených dílen typu FabLab. S jejich rozvojem získávají technologie, dříve považované pouze za prototypovací, nový rozměr a mohou sloužit přímo jako výrobní prostředek, kdy na základě digitálních dat získáváme finální produkt. Např. technologie: 3D tisk, laserový ploter, CNC stroje, 6-osý robot.
Cíle závěrečné práce: Návrh designu určeného pro přímou výrobu z digitálních dat prostřednictvím technologií typicky dostupných v otevřených dílnách FabLab.
  • Identifikace uživatelských potřeb a technologických možností výroby.
  • Geneze designu (strom vývojových variant)
  • Výroba v dílně FabLab a ověření funkčnosti návrhu
  • Plán sdílení, šíření návrhu a zapojení veřejnosti na dalším vývoji.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Experimentální porovnání 3D skeneru ATOS III Triple Scan se skenerem Photoneo PhoXi
Experimental comparison of 3D scanners ATOS III Triple Scan and Photoneo PhoXi

Vedoucí práce: Koutecký Tomáš
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: 3D skener ATOS III Triple Scan využívající princip strukturovaného světla je určitým standardem mezi průmyslovými 3D skenery. Skener Photoneo PhoXi od poměrně mladé slovenské firmy Photoneo je také určený pro průmyslové použití a má některé inovativní prvky, zároveň má oproti ATOSu určitá omezení. Porovnáním těchto skenerů z hlediska přesnosti, ale i dalších parametrů umožní posoudit vhodnost použití skenerů pro různé aplikace.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je na základě provedených testovacích měření stanovit vhodnost použití obou skenerů pro různé aplikace 3D skenování a stanovit, jaké výsledky lze v daných podmínkách očekávat.
  • Rešerše a teoretické porovnání obou skenerů
  • Návrh objektů pro porovnání a parametrů měření
  • Realizace experimentálních měření
  • Zpracování výsledků, jejich zhodnocení a vyvození závěrů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Design vertikálního gramofonu
Design of Vertical gramophone

Vedoucí práce: Křenek Ladislav
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Klasické gramofony zažívají v poslední dekádě velkou reminiscenci a novým typem produktu v této kategorii, který se nedávno objevil na trhu je i vertikální gramofon. Design většiny stávajících výrobků ale současně nepřináší výraznější vizuální inovaci. Aplikace nových, nekonvenčních tvarových myšlenek, progresivních materiálů a technologií představí toto téma s kvalitativně vyšší úrovní celkového designu.
Cíle závěrečné práce: Cílem je navrhnout koncepční design vertikálního gramofonu pro přehrávání klasických vinylových desek v hi-fi kvalitě. Přístroj by měl umožňovat jak stolní použití, tak zavěšení na stěnu.
  • - analyzovat současnou produkci vertikálních gramofonů
  • - navrhnout koncepčně nové výtvarně - technické řešení gramofonu
  • - vyrobit koncepční model.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Experimentální porovnání komerčního ABS filamentu s filamentem vyrobeným pomocí extruderu
Experimental comparison of commercial ABS filament with a filament produced by an extruder

Vedoucí práce: Koutecký Tomáš
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Extruder filamentu Next od firmy 3devo umožňuje vyrábět z granulátu daného materiálu filament požadovaného průměru. Tento filament je následně možné použít v 3D tiskárně pracující na principu FDM/FFF. Výroba takového filamentu je cenově výhodnější než nákup komerčních filamentů. Otázka je však jaké jsou mechanické vlastnosti takového filamentu a dílů z něj vyrobených, a proto je snaha o porovnání takto vyrobeného filamentu s filamentem komerčním.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je pomocí extruderu Next vyrobit filament z granulátu materiálu ABS, následně tento filament spolu s komerčním ABS filamentem použít k 3D tisku dílů, na nichž dojde k ověření mechanických vlastností.
  • Stanovení parametrů výroby filamentu, výroba pomocí extruderu, volba komerčního filamentu
  • Stanovení parametrů 3D tisku
  • Návrh experimentů pro zjištění mechanických vlastností
  • Realizace experimentů a sběr dat
  • Vyhodnocení výsledků a stanovení závěrů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Design poštovní schránky České pošty

Vedoucí práce: Rajlich Jan
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Poštovní schránka je sice výrobek spíše na ústupu, přesto stále může být nejen prostorem pro zajímavé a netradiční tvarové řešení, a například v městském interiéru může ke svému vzhledu připojit i další funkce, které ocení uživatelé
Cíle závěrečné práce: Zajímavý, funkční a individualizovaný design.
  • Analýza současné produkce z hlediska konstrukce, ergonomie a tvarového řešení a marketingu.
  • Na základě variantních studií navrhnout inovativní tvarové řešení výrobku.
  • Realizace designérského modelu v měřítku bez finální (barevné) povrchové úpravy.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Vývoj simulátoru na analýzu trenia medzi povrchmi chrupavky

Vedoucí práce: Ranuša Matúš
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Analýza mechanických procesov v kĺbových chrupavkách môže viesť k zdokonaleniu a posunu vo vývoji umelých implantátov veľkých kĺbov človeka. Jedným zo zásadných faktorov ovplyvňujúcich degradáciu povrchov je ich vzájomná kinematika a relatívne pohyby medzi povrchmi. Na základe kinematiky chôdze dokážeme tieto parametre stanoviť a následne sa pomocou experimentu priblížiť týmto procesom v jednotlivých fázach krokového cyklu.
Cíle závěrečné práce: Vývoj konštrukcie simulátoru schopného dosiahnuť relatívne rýchlosti dvoch vzájomne artikulujúcich chrupaviek s cieľom analýzy koeficientu trenia v kontrolovaných podmienkach.
  • analýza kinematiky kolenného kĺbu a stanovenie okrajových podmienok pre výber vhodných komponentov simulátoru
  • vytvorenie konceptu simulátoru s ohľadom na umiestnenie do vhodného inkubátoru k zabezpečeniu kontrolovaných podmienok
  • rozbor výslednej kinematiky pohybu a výber senzoriky
  • finálny návrh 3D modelu vrátane špecifikácii vybraných komponentov
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, návrhový výkres, digitální data

Konštrukcia polohovacieho prípravku k analýze bedrového implantátu na základe röntgenov

Vedoucí práce: Ranuša Matúš
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kinematika bedrového implantátu je jedným z najdôležitejších parametrov ovplyvňujúcich opotrebenie polyetylénových acetabulárnych vložiek. Na základe röntgenových snímkov explantovaných implantátov, je možné určiť polohu implantátu v tele a následným doplnením rozsahov pohybu kĺbu pri chôdzi je možné identifikovať dráhu kontaktného bodu, ktorý má vplyv na veľkosť a smer opotrebenia polyetylénových acetabulárnych vložiek.
Cíle závěrečné práce: Návrh polohovacieho prípravku umožňujúceho nastavenie vzájomnej polohy komponentov implantátu na základe dát pacienta. Zariadenie umožní identifikovať extrémne uhly natočenia implantátu a poskytne vstupné hodnoty pre vykreslenie dráhy pohybu kontaktného bodu.
  • Analýza kinematiky bedrového kĺbu a identifikácia polohy z RTG snímkov
  • Vytvorenie konceptu polohovacieho zariadenia a identifikácia vplyvov obmedzujúcich rozsah pohybu
  • Návrh algoritmu vyhodnocovania kontaktného bodu
  • Realizácia polohovacieho prípravku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Modifikace simulátoru kontaktu kola a kolejnice
Modification of twin-disc machine

Vedoucí práce: Galas Radovan
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedním z nejběžněji používaných simulátorů pro studium tribologických aspektů kontaktu kola a kolejnice jsou tzv. dvoudisková zařízení. Výhodou těchto zařízení je především jejich kompaktnost a možnost regulace skluzu v kontaktu. Současné dvoudiskové zařízení na Ústavu konstruování má konstrukční limity, které vedou k nepřesnostem během experimentů a současně prodlužují dobu přípravy experimentu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je modifikace stávajícího dvoudiskového zařízení, které je využíváno pro studium tribologických aspektů kontaktu kola a kolejnice.
  • provést rešerši v oblasti dvoudiskových zařízení a to zejména s ohledem na plánované modifikace
  • vypracovat návrhy konstrukčních variant jednotlivých uzlů
  • zvolené varianty rozpracovat do podoby výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Materiály a tvary kolejnic v kolejové dopravě
Rail materials and profiles in rail transportation

Vedoucí práce: Galas Radovan
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V kolejové dopravě je v současnosti používaná celá řada materiálů a tvarů kolejnic, které jsou voleny s ohledem na místo provozu, zatížení či specifické opotřebení v dané oblasti. Správná volba tvaru a materiálu kolejnic tak může vést k výraznému prodloužení životnosti a zamezení nehod v důsledku jejich porušení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je zpracovat přehled materiálů a profilů kolejnic využívaných v kolejové dopravě.
  • popsat historický vývoj materiálů a tvarů kolejnic používaných v kolejové dopravě
  • definovat přednosti a negativa současně používaných materialů a tvarů kolejnic
  • popsat současné trendy v oblasti vývoje kolejnic
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Vliv výšky vrstvy na kritický úhel aditivně vyráběných mikro-prutových struktur
Effect of layer thickness on critical angle of additively manufactured lattice structures

Vedoucí práce: Vaverka Ondřej
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jednou z požadovaných vlastností mikro-prutových struktur je jejich samonosnost, což znamená, že je lze vyrobit bez podpůrných struktur. Minimální úhel, který pro to musí svírat prut s podložkou, se nazývá kritický. Čím je nižší, tím má konstruktér větší volnost při navrhování geometrie mikro-prutové struktury. Jedním z faktorů, který může hodnotu kritického úhlu snížit, je výška nanášené vrstvy prášku.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je popsání vlivu výšky nanášené vrstvy na vlastnosti mikro-prutových struktur.
  • Rešerše výroby mikro-prutových struktur
  • Návrh experimentů a zkušebních těles
  • Výroba a digitalizace zkušebních těles
  • Vyhodnocení vlivu výšky vrstvy
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

Design tetovacího strojku
Design of Tattoo Machine

Vedoucí práce: Fridrichová Eva
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Tetovací strojek umožňuje mikro-pigmentovou implantaci barvy do vrchní vrstvy kůže. V poslední době se využívá zejména rotačních tetovacích strojků, které svým tvarem imitují práci s normálním perem, mají tišší chod a váhu. Tvarové, grafické a ergonomické řešení by mělo odlišovat tetovací strojek od konkurenčních přístrojů na trhu tak, aby byl atraktivní pro cílovou skupinu uživatelů.
Cíle závěrečné práce: Koncepční vizuálně atraktivní design tetovacího strojku pro využití v tetovacích salónech nebo v centrech estetické medicíny. Cílovou skupinou jsou profesionální tatéři a odborníci na permanentní make-up. Hlavními použitými materiály jsou kovy. Předpokládá se malosériový typ výroby.
  • navrhnout nejen samotné zařízení, ale i příslušenství jako například ochranné úložné pouzdro nebo odkládací stojan.
  • popsat ergonomické a technologické parametry návrhu tetovacího strojku
  • realizovat fyzický model tetovacího strojku v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Design laboratorní centrifugy pro separaci vzorků
Design of Laboratory Centrifuge for Sample Separation

Vedoucí práce: Fridrichová Eva
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Laboratorní centrifuga je zařízení pro separaci jednotlivých látek pomocí odstředivé síly. Využití je ve zdravotnictví a biotechnologických pracovištích. Většina zařízení má dva vyměnitelné rotory – pevný úhlový a výkyvný s širokým výběrem adaptérů pro zkumavky. Tvarové, grafické a ergonomické řešení by mělo odlišovat laboratorní centrifugu od konkurenčních přístrojů na trhu tak, aby byla atraktivní pro cílovou skupinu uživatelů.
Cíle závěrečné práce: Návrh vizuálně atraktivního designu laboratorní centrifugy respektujícího technické, ergonomické a estetické parametry s možností výměny rotoru a nástavců pro využití v menších laboratořích ve formě konceptu. Hlavními použitými materiály jsou kovy a plasty. Předpokládá se malosériový typ výroby.
  • navrhnout nejen samotné zařízení, ale i příslušenství jako vyměnitelné rotory s různým typem adaptérů nebo úložný obal pro zařízení
  • popsat ergonomické a technologické parametry návrhu laboratorní centrifugy
  • realizovat fyzický model laboratorní centrifugy v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Systémy proti námraze trolejových vedení
Preventive system against icing of overhead wires

Vedoucí práce: Galas Radovan
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Námraza trakčních a trolejových vedení vede ke zpoždění spojů či úplnému kolapsu dopravy. V těchto případech je nezbytné provést co nejrychlejší odstranění vzniklé námrazy. V mnoha případech je nutné vzniklou námrazu ručně oklepávat nebo odstraňovat pomocí pilníků, což je zdlouhavé a neekonomické řešení. Jedním z možných přístupů, jak tuto situaci řešit, je preventivní aplikace chemických postřiků proti vzniku námrazy.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je zpracovat přehled systémů používaných proti námraze trolejových a trakčních vedení.
  • na základě dostupné literatury identifikovat a popsat hlavní části systémů
  • popsat princip funkce těchto systémů
  • zmapovat kapaliny/směsi používané proti námraze
  • analyzovat výhody a nevýhody vybraných systémů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Design stolní vrtačky
Design of Desk Drill

Vedoucí práce: Fridrichová Eva
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Stojanové a stolní vrtačky patří mezi nejvíce využívané obráběcí stroje. Tvarové, grafické a ergonomické řešení by mělo odlišovat stolní vrtačku od konkurenčních přístrojů na trhu tak, aby bylo atraktivní pro cílovou skupinu uživatelů.
Cíle závěrečné práce: Návrh vizuálně atraktivního designu stolní vrtačky respektujícího technické, ergonomické a estetické parametry pro použití v menších dílnách ve formě konceptu. Cílovou skupinou jsou profesionálové i domácí kutilové. Hlavními použitými materiály jsou kovy. Předpokládá se velkosériový typ výroby.
  • navrhnout nejen samotné zařízení, ale i příslušenství jako ochranný pracovní kryt, pouzdro pro uložení příslušenství nebo grafické rozhraní displeje
  • popsat ergonomické a technologické parametry návrhu stolní vrtačky
  • realizovat fyzický model stolní vrtačky v měřítku 1:1 nebo 1:2
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Analýza kontaminantů v kontaktu kola a kolejnice
Analysis of contaminants in wheel and rail contact

Vedoucí práce: Kvarda Daniel
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Přenos sil mezi kolem a kolejnicí je výrazně ovlivněn přítomností kontaminantů v kontaktu kola a kolejnice. Kontaminanty mohou pocházet nejen z okolního prostředí, ale i samotného kolejového vozidla. Pro přesnější popis chování těchto látek je nutné nejprve analyzovat kontaminanty, které se mohou v kontaktu kola a kolejnice vyskytovat.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je rešerše kontaminantů přítomných v kontaktu kola a kolejnice a popis jejich chování.
  • rešeršní studie kontaminantů v kontaktu kola a kolejnice,
  • analýza složení kontaminantů,
  • popis chování kontaminantů.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Návrh topologicky optimalizované těhlice pro závodní Pneumobil
Design of topologically optimized upright for Pneumobil race car

Vedoucí práce: Vaverka Ondřej
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Snižování hmotnosti tzv. neodpružených hmot na závodních vozech je důležitou součástí zlepšování jejich jízdních vlastností a ovladatelnosti. Neodpružené hmoty nejsou od vozovky odděleny tlumičem, a jsou to tedy hlavně součásti zavěšení kol, jako například těhlice. Při spojení topologické optimalizace a aditivních technologií je lze navrhnout s minimální hmotností a maximální tuhostí.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je návrh a aditivní výroba topologicky optimalizované těhlice pro závodní vůz Pneumobil.
  • Definice návrhového prostoru pro díl
  • Optimalizační výpočet a tvorba CAD dat
  • MKP ověřovací výpočet
  • Výroba dílu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, fotografická dokumentace, digitální data

Vliv povrchové úpravy na únavovou životnost aditivně vyráběných součástí
Effect of surface finishing on fatigue life of additively manufactured parts

Vedoucí práce: Vaverka Ondřej
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedna z velkých nevýhod kovových aditivně vyráběných součástí je jejich malá únavová životnost. Pro tu je rozhodující kvalita povrchu, který má u aditivně vyráběných dílů relativně vysokou drsnost. Vhodnou povrchovou úpravou by se dala eliminovat místa pro vznik únavových trhlin a tím prodloužit provozuschopnost celé součásti.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je popsat vliv konkrétní povrchové úpravy na únavovou životnost aditivně vyráběných dílů.
  • Rešerše používaných povrchových úprav hliníku
  • Výběr vhodné úpravy pro konkrétní materiál
  • Výroba zkušebních těles a provedení únavových zkoušek
  • Vyhodnocení testů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

Návrh softwarového vybavení zkušební stanice Axmat
Design of the Axmat test station software

Vedoucí práce: Mazal Pavel
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V rámci modernizace zkušebních stanic pro zkoušení kontaktní únavy Axmat budou tyto stanice vybaveny zcela novou řídící elektronikou na bázi PLC, která bude řídit základní funkce stanice. Pro toto elektronické řízení je potřeba navrhnout a zprovoznit základní softwarové moduly, které umožní snímání vibrací, změnu otáček a řízení tlaku. Softvare bude sestaven z volně dostupných nástrojů pro konfiguraci PLC.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je vytvoření řídícího software, který umožní řízení parametrů zkoušky a její vzdálené ukončení. Software bude vyzkoušeno a odladěno v rámci experimentů realizovaných v návaznosti na projekt TAČR.
  • Syntéza a analýza dostupných informací
  • Návrh a odladění software
  • Praktická verifikace funkce navrženého programu s řídící jednotkou
  • Vytvoření základního uživatelského manuálu.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

Vliv různých typů senzorů a způsobu jejich upevnění na parametry signálu akustické emise
Influence of different sensor types and their fixation on the parameters of the acoustic emission signal

Vedoucí práce: Mazal Pavel
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při praktické aplikaci diagnostiky metodou akustické emise hraje hlavní roli typ použitého snímače AE, způsob jeho uchycení na povrchu diagnostikované konstrukce, parametry vazebného média a umístění snímačů vzhledem ke zdroji signálu. V rámci průmyslové aplikace metody AE pro identifikaci poškozených pneumatických válců je nutné přehledně zpracovat současné poznatky a identifikovat význam jednotlivých parametrů pro optimální nastavení testovacího systému, určeného pro externí diagnostiku pneumatických válců v dopravní technice.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je vytvoření přehledu vlivu podmínek zkoušení pneumatických válců na signál akustické emise a vypracování doporučení pro úspěšnou průmyslovou aplikaci metody při diagnostice válců a jeho praktické oveření.
  • Kritická analýza a syntéza dostupných informací
  • Návrh vhodných parametrů pro aplikaci diagnostiky v průmyslu
  • Praktické ověření a verifikace návrhu při zkouškách válců pro ovládání dveří
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

Měření hladin hluku motocyklů
Measuring of bike noise levels

Vedoucí práce: Klapka Milan
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hlučnost dopravních prostředků je aktuálním sledovaným provozním parametrem. V akustické laboratoři však není zavedena příslušná metodika pro stanovení hluku motocyklů. Bylo by proto vhodné ověřit připravenost laboratoře pro tuto úlohu a rozšířit tak portfolio činností, které může laboratoř nabídnout.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zavedení metody pro stanovení hladin hluku motocyklů v podmínkách akustické zkušebny na ÚK.
  • rešerše příslušných norem
  • příprava experimentů
  • vyhodnocení experimentálních dat
  • sestavení metod pro měření pro akustickou zkušebnu ÚK
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol, digitální data

Druhy opotřebení valivých ložisek
Types of rolling bearings wear

Vedoucí práce: Zapletal Tomáš
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Valivá ložiska jsou dnes jedněmi z nejrozšířenějších strojních součástí využívaných pro přenos zatížení při současném umožnění relativního pohybu. U tohoto typu součástí může za provozu docházet k různým druhům opotřebení a poškození, které mohou vést až v jejich kompletní selhání. Správné pochopení potenciálních druhů poškození a aplikace těchto poznatků v samotné fázi návrhu je klíčovým faktorem pro zajištění správného chodu a dosažení požadované životnosti.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je popis jednotlivých opotřebení, jejich příčiny, důsledky a možné nápravy. V práci budou také rozebrány nejpoužívanější přístupy k odhadu životnosti ložisek a způsoby, jimiž zohledňují potenciální poruchy ve svých výpočtech.
  • Rešerše literárních pramenů věnovaných opotřebení valivých ložisek
  • Detailní rozbor jednotlivých typů opotřebení valivých ložisek
  • Rozbor přístupů vybraných výrobců k výpočtu životnosti ložisek
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Vliv způsobu výroby valivých ložisek na výslednou topografii povrchu jednotlivých elementů
Influence of manufacturing method of rolling bearings on the surface topography of individual elements

Vedoucí práce: Zapletal Tomáš
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při výrobě valivých ložisek se jako jedna z nejčastěji používaných dokončovacích operací uplatňuje broušení. Tento způsob dokončování ploch má však za následek vznik orientovaných nerovností. Takové nerovnosti pak mohou mít dopad na samotný proces mazání a potenciálně tak ovlivňovat správný chod a životnost daného ložiska.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je studovat topografii povrchů souboru valivých ložisek a zjistit, jaké druhy povrchů lze u zvolených ložisek nalézt. Na základě pozorované topografie poté navrhnout modelový povrch. Experimetnálnm pozorováním násedně ověřit jeheho pozitivní či negativní dopad na procesy mazání.
  • Volba souboru ložisek a studium jejich povrchu
  • Návrh modelového povrchu na základě předchozího pozorování
  • Experimentální studium vlivu modelového povrchu na procesy mazání
  • Vyhodnocení získaných dat a vyvození závěrů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce mobilního akustického štítu
Engineering design of the mobile acoustic shielding

Vedoucí práce: Klapka Milan
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při měření akustických vlastností strojů a zařízení je často třeba řešit odstínění nežádoucích zdrojů hluku z okolí. Jednou z možností je zlepšení prostředí pro měření pomocí variabilních prvků s akustickou izolací, které sníží hluk z okolí. Takové řešení je vhodné zejména pro měření in-situ, kdy není možné sledovaný objekt přesunout do ideálního prostředí akustické komory.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je konstrukční návrh mobilního prvku pro odstínění nežádoucíh zdrojů hluku s ěmito parametry: max. hmotnost 15kg, variabilita sestavení prvků, mobilní, cena prvku do 2000 Kč.
  • Analýza možností akustického stínění
  • Návrh možných variant řešení
  • Ověření funkce prvku simulací nebo experimentálně
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Konstrukční návrh hydraulického lisu na ložiska pro motocykly
Engineering design of the hydraulic press for bearings for bikes

Vedoucí práce: Klapka Milan
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při údržbě vozidel je jednou z běžných činností výměna opotřebených ložisek, přičemž je často třeba k demontáži a montáži použít lis. Na trhu jsou obvykle dostupné pouze zařízení pro průmyslové použití, která jsou nákladná. Bylo by proto vhodné navrhnout zařízení, které by bylo cenově dostupné i pro využití v domácích podmínkách.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je konstrukční návrh zařízení pro montáž a demontáž ložisek s těmito parametry: hydraulický zdvih, lisovací síla min. 2kN, cena max. 5000 Kč.
  • Analýza dostupných konstrukčních řešení
  • Konstrukční návrh rámu zařízení
  • Ověření vybraných kritických uzlů konstrukce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Zařízení pro měření smykových pevností třecích vrstev
Devices for measuring shear properties of third body layers

Vedoucí práce: Kvarda Daniel
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Přenos sil mezi kolem a kolejnicí je významně ovlivněn třecí vrstvou na rozhraní obou těles. Studium těchto vrstev a jejich vlastností umožňuje pochopit nežádoucí jevy a zpřesnit predikci chování kontaktu. Zařízení pro měření třecích vrstev klade požadavky zejména na vysoký tlak a velkou kontaktní plochu. Běžná laboratorní zařízení nemusí být pro takovéto podmínky konstruovány.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracovat přehled zařízení umožňujících studovat třecí vrstvy.
  • identifikace měřených vlastností a experimentálních podmínek,
  • popis hlavních částí a principu funkce měřicích zařízení,
  • analýza výhod a nevýhod vybraných zařízení.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Design megafonu
Design of Megaphone

Vedoucí práce: Sládek Josef
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Megafon je určen k výraznému zesílení hlasu za účelem koordinace větších skupin a davů na demonstracích, sportovních a kulturních akcích, při zásazích u nehod a živelných katastrof apod. Důležitou roli hraje napojení madla na hornu, vyvážení pro pohodlné držení a tvarové sjednocení odnímatelného mikrofonu s vlastním megafonem.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout koncepční design profesionálního megafonu s výkonem 80 W, včetně odnímatelného mikrofonu, pro sériovou výrobu s využitím robustních ABS výlisků a gumových prvků. Cílovou skupinu tvoří zásahové jednotky a pořadatelé kulturních a sportovních akcí.
  • identifikovat hlavní designérské trendy a charakteristické prvky současných megafonů
  • prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
  • realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Měření parametrů kontaktu v ozubení během záběhu
Measurement of gear contact parameters during running-in

Vedoucí práce: Šperka Petr
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Povrchy ozubených kol prochází změnami během záběhu, které mají vliv na účinnost a opotřebení. Podmínky při záběhu mohou mít vliv na fungování součástí po záběhu. Důvodem je vznik specifické struktury povrchu, která má pozitivní nebo negativní vliv na budoucí třecí procesy. Pro zjištění vlivu podmínek při záběhu bude v této práci studována změna povrchu vzorků během záběhu a experimentálně měřen vliv na tření a mazání.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je naměřit vliv změny povrchu během záběhu na tření a tloušťku mazací vrstvy pro různé provozní podmínky a různou výchozí strukturu povrchu.
  • Zpracovat rešerši v oblasti mazání inženýrských povrchů
  • Připravit vzorky a navrhnout postup testování
  • Naměřit, vyhodnotit a vyvodit závěry
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukční návrh přípravku pro testy protioděrových vlastností maziv
Design of a module for tests of anti-seizure properties of lubricants

Vedoucí práce: Omasta Milan
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedním z požadavků kladených na průmyslová maziva je zajistit odolnost proti zadírání kontaktu těles při vysokém tlaku. Tato odolnost se nejčastěji stanovuje laboratorně pomocí různých testů, z nichž jedním z nejrozšířenějších je tzv. čtyřkuličkový test (dle ČSN EN ISO 20623). Na Ústavu konstruování je k dispozici univerzální testovací zařízení, pro které je třeba navrhnout modul pro čtyřkuličkový test.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je konstrukční návrh přípravku pro testy protioděrových vlastností maziv čtyřkuličkovou metodou. Přípravek je určen pro univerzální tribometr RTec.
  • Provést rešerši konstrukčních řešení strojů pro čtyřkuličkový test
  • Seznámit se s podmínkami testu dle příslušných norem
  • Zkonstruovat jednotlivé části modulu a připravit výkresovou dokumentaci
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Průmyslová maziva na bázi vody
Oil-based industrial lubricants

Vedoucí práce: Omasta Milan
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Maziva na bázi vody mají oproti běžným mazacím olejům řadu výhod, jako je jejich vysoká tepelná vodivost a kapacita, nehořlavost, netoxicita a další ekologické aspekty. Nevýhodou je nízká viskozita a zejména malá změna viskozity s tlakem, která brání širšímu použití u strojních součástí, jako jsou valivá ložiska, ozubená kola apod. Tato rešerše poskytne důležité informace o současném stavu ve vývoji maziv na bázi vody i experimentálním výzkumu jejich chování ve vysoce zatížených kontaktech strojních součástí.
Cíle závěrečné práce: Hlavní cílem je vytvořit rešerši základních typů maziv s majoritním obsahem vody a definovat jejich potenciál pro mazání strojních součástí.
  • Studium současných trendů ve vývoji maziv na bázi vody
  • Přehled výsledků o chováním maziv na bázi vody v mazaných kontaktech
  • Identifikace současných limitů použití maziv pro vysoce zatížené kontakty
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Úprava konstrukce a testování simulátoru břitovývh těsnění
Design modification and testing of the lip seal simulator

Vedoucí práce: Dočkal Kryštof
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Zlepšení těsnících vlastností břitových těsnění je možné pozorováním chování břitu při provozu. To je možné na simulátoru umožňujícím vhled do kontaktu břitu a hřídele, která je nahrazena skleněnou trubicí. Současný simulátor neumožňuje upevnění teplotních čidel a při testování umožňuje použít pouze malý objem maziva. To způsobuje kolísání teploty maziva a při vysokých otáčkách jeho rozstřik do okolí. Pro další vývoj je třeba konstrukční nedostatky odstranit.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je provést modifikaci stávajícího zařízení spolu s následným ověřením funkčnosti. V rámci testování provedených konstrukčních úprav bude třeba navrhnout 2-3 povrchové úpravy plochy pod břitovým těsněním.
  • rešerše potřebných publikací a norem
  • Připravit koncepty úprav
  • Detailní zpracování vybraného konceptu konstrukčních úprav včetně výkresové dokumentace
  • Modifikace stávajícího zařízení
  • Otestování provedených úprav
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, fotografická dokumentace

Vytvoření modelu převodové skříně pomocí 3D tisku
3D print of gearbox housing model

Vedoucí práce: Dočkal Kryštof
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při výuce strojních součástí se dlouhodobě vyskytuje nedostatečné pochopení uložení jednotlivých strojních součástí uvnitř převodové skříně. Jednou z cest, jak názorně tuto problematiku vysvětlit je použít fyzického modelu. Vzhledem k široké dostupnosti technologií 3D tisku je možné takovýto model vytvořit na 3D tiskárně.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vytvoření modelu převodové skříně pomocí 3D tisku doplněného o normalizované součásti demonstrujícího uložení jednotlivých částí uvnitř převodovky. Vytvoření modelu musí nutně předcházet rešerše návrhu převodových skříní.
  • Rešerše v oblasti návrhu převodových skříní
  • Vytvoření konceptů návrhů převodových skříní
  • Vytvoření modelu převodové skříně
  • Vyrobení a sestavení modelu skříně
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení, digitální data

Design svářecí helmy s respirátorem
Design of Welding Helmet with Respirator

Vedoucí práce: Sovják Richard
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Svářecí helmy jsou využívány pro ochranu svářeče před negativními vlivy, které vznikají při svařování kovů. Ochrana pracovníků musí být cílena nejen na ochranu kůže a zraku, ale také proti vdechování nebezpečných substancí při procesu svařování a broušení. Vysokého stupně ochrany svářeče je docíleno kombinací svařovací helmy s respirátorem. Za pomocí vhodné kombinace tvarového a ergonomického řešení je možné docílit optimální ochrany kůže, zraku a dýchacího ústrojí svářeče.
Cíle závěrečné práce: Koncept samostmívací svářecí helmy s PAPR filtrem určené pro profesionální použití během svařování, ale i broušení. Hlavním použitým materiálem bude adekvátní plast a požadovaná technologie samostmívací helmy a flitru. Předpokládá se velkosériová výroba.
  • analýza současné produkce z hlediska ergonomie, tvarového řešení, konstrukce a použitých technologií
  • návrh funkčního designu samostmívací svařovací helmy s PAPR filtrem
  • návrh grafického řešení nastavení stmívání svářecí helmy
  • odklápěcí popřípadě samostmívací hledí pro broušení
  • popis estetických, ergonomických a konstrukčních parametrů navrženého designu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Design injekční pumpy
Design of Syringe Pump

Vedoucí práce: Sovják Richard
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Injekční pumpy slouží pro intravenózní dávkování látek do těla pacienta. Pumpy umožňují využití programovatelné lékové knihovny dle dat a požadavků pacienta. Tato zařízení řídí rychlost dávkování do požadované koncentrace látek v krvi pacienta. Současná nabídka injekčních pump umožňuje zpracování netradičního tvarového, ergonomického, grafického a estetického řešení.
Cíle závěrečné práce: Návrh injekční pumpy včetně zpracování transportního držáku pro tři injekční pumpy s možností postavení u pacienta. Návrh injekční pumpy umožní uchycení na stojan u lůžka s modulovým řazením. Hlavním použitým materiálem bude adekvátní plast a požadovaná technologie pumpy, výroba velkosériová.
  • analýza současné produkce z hlediska ergonomie, tvarového řešení, konstrukce a použitých technologií
  • návrh funkčního designu injekční pumpy včetně grafického řešení displeje
  • popis estetických, ergonomických a konstrukčních parametrů navrženého designu
  • realizace hmotového fyzického modelu v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Design akumulátorových nůžek na keře a trávu
Design of Cordless Shrub and Grass Shear Set

Vedoucí práce: Sovják Richard
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Akumulátorové nůžky na keře a trávu jsou využívány pro estetickou úpravu, ale také pro revitalizaci zeleně. Kombinace vyměnitelných nástavců umožňuje univerzálního využití výrobku. Ruční akumulátorový nástroj do 1 kg a velikost nástroje do 150 mm poskytuje optimální manévrovatelnost při úpravách zeleně. Vhodné ergonomické řešení umožní docílit optimálního úchopu a ovladatelnosti.
Cíle závěrečné práce: Návrh ručních akumulátorových nůžek na trávu včetně vyměnitelného adaptéru na keře. Hmotnost navrženého výrobku bude do 600 g včetně baterie a o délce čepelí maximálně 120 mm, určení pro hobby a profesionální použití. Hlavním použitým materiál bude plast a kov pro čepele břitu, výroba velkosériová.
  • analýza současné produkce z hlediska ergonomie, tvarového řešení, konstrukce a použitých technologií
  • návrh funkčního designu akumulátorových nůžek na trávu a adaptéru na keře
  • návrh bude zahrnovat teleskopickou otočnou násadu o délce 1 300 mm
  • popis estetických, ergonomických a konstrukčních parametrů navrženého designu
  • realizace hmotového fyzického modelu v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Design osobního alkohol testeru
Design of personal breathalyzer

Vedoucí práce: Ondra Martin
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Současná produkce osobních alkohol testerů se vyznačuje jednoduchým vzhledem a různorodým umístěním sdělovačů, které komplikují užívání produktu . Hlubší studie ergonomie osobního alkohol testeru zjednoduší užívání takového produktu. Současně může jiný úchop a orientace sdělovačů a ovladačů přinést nekonveční estetické řešení.
Cíle závěrečné práce: Návrh designu osobního alkohol testeru s odhadovanou cenou do 1500 Kč. Alkohol tester by měl být navržen na analýzu alkoholu z dechu uživatele v rozsahu měření 0-4 ‰. Cílovou skupinou jsou řidiči osobních vozidel, muži i ženy s důrazem na mladé aktivní lidi. Produkt může být z kovu nebo plastu.
  • identifikace důležitých parametrů testeru - ergonomie, funkce
  • ověření ergonomie na hmotovém modelu
  • realizace fyzického, koncepčního modelu v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Optická kontrola 3D tisku betonu
Optical inspection of 3D print of concrete

Vedoucí práce: Koutecký Tomáš
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při 3D tisku betonu se podobně jako u jiných technologií 3D tisku mohou v průběhu tisku měnit některé parametry a v důsledku toho se může měnit šířka vytlačované stopy. Proto je potřeba vytlačovanou stopu kontrolovat a případně podle jejích změn korigovat parametry tisku. Optická kontrola vytlačované stopy proto poskytne větší kontrolu nad procesem 3D tisku a umožní jeho lepší řízení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je návrh, realizace a otestování systému pro optickou kontrolu vytlačované stopy při 3D tisku betonu.
  • Definovat parametry kontroly 3D tisku
  • Navrhnout způsob měření, konstrukci a softwarovou část
  • Realizovat výrobu a vytvoření softwarové části
  • Experimentálně ověřit funkčnost navrženého řešení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Studium titanových prutových struktur vyrobených SLM technologií
Study of titanium truss structures made by Selective Laser Melting

Vedoucí práce: Koutný Daniel
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při výrobě strukturovaného materiálu technologií Selective Laser Melting (SLM) dochází ke zvětšování nebo zmenšování reálného průměru prutů v závislosti na zvolených procesních parametrech, strategii výroby a geometrii prutu. Pro přesnou výrobu strukturovaných dílů je proto nutné tento fenomén popsat, aby pak bylo možné vyrobit strukturu s očekávanými mechanickými vlastnostmi.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je objasnit vhodnou kombinaci procesních parametrů technologie SLM pro výrobu struktur s těmito parametry: materiál Ti6Al4V, rozměry prutů do 1,5mm, rozměry buněk do 10mm.
  • identifikovat rozsah parametrů použitelný pro výrobu struktur z Ti6Al4V
  • navrhnout experimentální tělesa, metody testování a vyhodnocení
  • experimentálně stanovit optimální procesní parametry s ohledem na homogenitu materiálu
  • ověřit vhodnost parametrů při výrobě jednoduchých strukturovaných dílů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace

Experimentální porovnání filamentu vyrobeného z recykloveného a běžného PET
Experimental comparison of filament produced from recycled and regular PET

Vedoucí práce: Koutecký Tomáš
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Se stálým nárůstem využívání plastových materiálů se řeší také otázka jejich recyklace. S nárůstem využití plastů pro účely 3D tisku vzrůstá tato otázka i zde. Jedním z materiálů, který se k recyklaci a znovu použití pro 3D tisk nabízí, je materiál PET. Jeho použitím by se dosáhlo snížení ceny 3D tisku a zvýšením ekologičnosti tohoto procesu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je experimentálně ověřit možnosti výroby filamentu pro 3D tisk z recyklovaného PET materiálu a porovnat jeho vlastnosti s běžným PET filamentem a tím určit jeho vhodnost použití pro tuto aplikaci.
  • Zajistit vhodný běžný a recyklovaný PET materiál
  • Stanovit parametry a realizovat výrobu filamentů z obou materiálů
  • Stanovit způsob a parametry experimentálního porovnání obou filamentů
  • Realizovat experimenty
  • Vyhodnotit výsledky a stanovit závěry
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Návrh skříně pro tribometr technologií odlévání
Design of the tribometer frame as cast part

Vedoucí práce: Košťál David
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Tribometry vyráběné na ÚK jsou aktuálně všechny navrhované z obráběných dílů, včetně samotné skříně zařízení. Skříň je složena z několika obráběných desek, což prodražuje a komplikuje výrobu. Současně je obrábění jako technologie výroby limitujícím faktorem pro volbu tvaru a parametry výsledného zařízení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je návrh nové skříně pro tribometr, která bude vyráběna technologií odlévání.
  • Popis současného stavu
  • Studium limitujících aspektů současného řešení, návrh možných vylepšení
  • Volba technologie lití
  • Návrh tvaru nové skříně, tvorba výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Přehled možností mazání vysokootáčkových ložisek v kosmických aplikacích
Review of lubricantion methods and lubricants for highspeed bearings in space

Vedoucí práce: Košťál David
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při stabilizaci a natáčení satelitů na oběžné dráze Země se používají vysokootáčkové setrvačníky. Ty jsou uloženy na valivých kuličkových ložiskách, které se otáčí rychlostí až 3000 RPM a musí být pro zajištění plánované životnosti mazány. Problémy spojené s mazáním jsou okolní podmínky zejména v podobě vakua a širokého rozsahu provozních teplot. Tyto podmínky limitují použitelnost běžných typů maziv.
Cíle závěrečné práce: Cíle této práce je poskytnout komplexní přehled o možných typech mazání ložisek pro vysokorychlsotní aplikace a určit, který typ je nejvyužívanější a z jakého důvodu.
  • Popis vysokorychlostních apliakcí ložisek
  • Přehled možností mazání ložisek
  • Přehled používaných typů maziv v konkrétních případech
  • Přehled četnosti používání jednotlivých variant a volba nejlepší varianty
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Valivá ložiska pro elektromobilitu
Rolling bearings for electromobility

Vedoucí práce: Šperka Petr
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Současný trend vývoje automobilů směřuje k vyššímu využití elektrických pohonů. Tento pohon odstraňuje řadu klasických strojních součástí. Naopak elektropohon klade nové požadavky na vývoj a konstrukci valivých ložisek. Optimalizace výkonových parametrů elektromobilů směřuje k pohonům s vyššími provozními otáčkami, pro které je nutný vývoj ložisek s vyššími maximálními otáčkami.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je zpracovat přehled v oblasti valivých ložisek používaných v elektromobilech. Úkolem je analyzovat trendy, zformulovat požadavky a popsat výzvy, které klade elektromobilita na vývoj nových valivých ložisek.
  • Zpravovat přehled valivých ložisek používaných v elektromobilech
  • Analyzovat kritické požadavky na valivá ložiska
  • Popsat podstatu výzev pro další vývoj valivých ložisek
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Tepelné zpracování hliníkové slitiny AlSi7Mg0,6 vyrobené 3D tiskem
Heat treatment of aluminum alloy AlSi7Mg0,6 fabricated by metal 3D printing

Vedoucí práce: Koutný Daniel
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Tepelné zpracování kovových materiálů může výrazně ovlivnit strukturu materiálu a tím i jeho mechanické vlastnosti. Struktura materiálů vyrobených technologií Selective Laser Melting (SLM) je odlišná od struktury odlévaných materiálů, proto i tepelné zpracování může mít jiný efekt na výsledné mechanické vlastnosti. Vliv tepelného zpracování pro řadu materiálů zpracovaných SLM technologií nebyl doposud stanoven.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je objasnit vliv tepelného zpracování na mechanické vlastnosti hliníkové slitiny AlSi7Mg0,6 vyrobené technologií Selective Laser melting.
  • vypracovat přehled tepelného zpracování hliníkových slitin a vlivu na mechanické vlastnosti
  • navrhnout experimenty, metody testování pro stanovení vlivu tepelného zpracování
  • experimentálně stanovit vliv vybraných způsobů tepelného zpracování
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol

Přehled kovových multimateriálů zpracovávaných aditivními technologiemi
Overview of Metal Multimaterials Processed by Additive Technologies

Vedoucí práce: Koutný Daniel
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Zpracování dvojice kovových materiálů aditivními technologiemi využívajícími lokálního nanášení prášku je možné a využívané, ovšem pomocí tzv. "powder bed" technologií (např. SLM) je to značně obtížné. Této problematice se věnuje řada výzkumných pracovišť včetně FSI. Jde o velice aktuální výzkumné téma a proto je řada aplikací a přístupů patentově chráněna. Ucelený přehled současného stavu však v této oblasti chybí.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je zpracování kritického přehledu odborných článků a patentů zaměřených na zpracování dvojice kovových materiálů pomocí aditivních technologií, tzv. multimateriálový tisk.
  • Popsat materiálové dvojice zpracovávané technologií SLM
  • Popsat patenty zaměřené na zpracování dvou kovových materiálů technologií SLM
  • Kategorizovat dosaženou úřoveň vývoje (TRL)
  • Zhodnotit potenciální aplikace uvedených patentů a materiálových dvojic
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Vývoj parametrů SLM procesu pro zpracování tenkostěnných nerezových lamel
Development of SLM process parameters for processing thin-walled stainless steel lamellas

Vedoucí práce: Koutný Daniel
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Homogenitu materiálu, povrchovou strukturu a rozměrovou přesnost dílů vyráběných aditivní technologií Selective Laser melting (SLM) výrazným způsobem ovlivňují použité procesní parametry. Zpracování tenkostěnných dílů či tenkostěnných tvarových prvků na objemových dílech je se standardními procesními parametry obtížné kvůli horšímu odvodu tepla z vyráběné oblasti. Díly pak mají vyšší porozitu, horší povrch nebo je nelze vůbec zpracovat. Je tedy vhodné pro tyto typy dílů použít odlišné procesní parametry, které zajisti požadovanou kvalitu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je stanovit vhodné procesní parametry pro výrobu tenkých nerezových lamel pomocí technologie SLM
  • vypracovat přehled SLM procesních parametrů používaných pro nerezové materiály
  • navrhnout experimentální tělesa, metody testování a vyhodnocení
  • experimentálně stanovit optimální procesní parametry s ohledem na homogenitu materiálu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol

Zpracování hliníkové slitiny 2618 technologií SLM
Processing of aluminum alloy 2618 by SLM technology

Vedoucí práce: Koutný Daniel
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Aditivní technologie výroby kovových materiálů se v posledních 10 letech výrazně rozšiřují do řady průmyslových odvětví, avšak jejich širší aplikace je stále omezena portfoliem dostupných a ověřených materiálů. Technologie Selective Laser Melting (SLM) patří mezi nejrozšířenější, avšak i pro tuto technologii je v současné době ověřeno jen přibližně 30 materiálů. Rozšíření portfolia zpracovatelných materiálů umožní kvalifikaci SLM procesu pro další průmyslově zpracovávané komponenty.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je popsat vliv procesních parametrů při zpracování hliníkové slitiny 2618 technologií SLM na výslednou porozitu materiálu a jeho mechanické vlastnosti.
  • vypracovat přehled výsledků výzkumu pro SLM zpracování tvářených hliníkových slitin
  • experimentálně stanovit optimální procesní parametry pro tenkostěnné díly z materiálu 2618
  • experimentálně stanovit optimální procesní parametry pro modifikovanou slitinu 2618
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol

Konstrukční návrh homogenizátoru pro odpadní termoplasty
Machine design of a homogenizer for waste thermoplastics

Vedoucí práce: Škaroupka David
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Na Ústavu konstruování jsou vyvíjeny 3D tiskové hlavy pro extruzi vysoce plněných odpadních termoplastů. Klíčovým faktorem je příprava předehřáté stejnorodé směsi (např. drcené PET nebo PP s křemičitým pískem), odtah případných spalin a vhodný způsob dopravy vsázky do tiskové hlavy upnuté na robotu KUKA KR 60HA. Tímto způsobem bude možné realizovat kvalitativně porovnatelné experimenty s 3D tiskem z těchto směsí.
Cíle závěrečné práce: Vypracování konstrukčního návrhu a cenové rozvahy pro výrobu zařízení.
  • Identifikovat možná koncepční řešení
  • Pro zvolenou variantu vytvořit konstrukční návrh
  • Vypracování výpočtů (výkon, otáčky, ohřev, termální MKP model)
  • Analyzovat rizika provozu zařízení z hlediska bezpečnosti a životnosti
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Popisování laserem pomocí SLM 280 HL
Laser marking with SLM 280HL

Vedoucí práce: Koutný Daniel
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií je vybaven zařízením SLM 280 HL pro aditivní výrobu kovových materiálů. Proces výroby probíhá pomocí laserového svazku zaostřeného do pracovní roviny. Při výrobě probíhá spékání tenké vrstvy kovového prášku přejížděním laserového paprsku v přesně dané oblasti dle tvaru vyráběného dílu. Tento proces se vrstvu po vrstvě opakuje, dokud není vyroben celý díl. Je tedy technicky možné použít data pro výrobu jedné vrstvy i pro označení rovinného povrchu na již existující součásti.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je stanovit pracovní postup a procesní parametry pro popisování laserem pomocí zařízení SLM 280 HL.
  • vypracovat přehled parametrů používaných pro laserové popisování
  • navrhnout experimentální tělesa, metody testování a vyhodnocení
  • experimentálně stanovit procesní parametry pro laserové popisování
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

Vliv smrštění materiálu na deformaci při velkorozměrovém 3D tisku metodou FFF
Effect of material shrinkage on deformation in large-dimension 3D FFF printing

Vedoucí práce: Krejčiřík Petr
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Smrštivost materiálu má výrazný podíl na celkové deformaci těles realizovaných pomocí aditivní technologie FFF. Vlivem poklesu teploty nanášeného materiálu dochází v tělese ke vzniku napětí, které má za následek deformaci tělesa. Nejčastěji se tato deformace projevuje ztrátou přilnavosti tělesa k tiskové podložce. Velikost deformace je závislá především na kvalitě adheze mezi podložkou a tištěným tělesem a také na velikosti kontaktní plochy.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je experimentálně určit velikost deformace vlivem smrštivosti u velkorozměrových těles realizovaných metodou FFF pomocí robotického ramene KUKA KR 60 HA.
  • Návrh testovacích těles a tiskových strategií
  • Tvorba numerického modelu pro predikci velikosti deformace
  • Realizace experimentálního 3D tisku pomocí robotického ramene KUKA KR 60 HA
  • Vyhodnocení výsledků na skeneru ATOS
  • Porovnání výsledků s numerickým řešením
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol, digitální data

Kontrukce transportní plošiny s pojistnou brzdou pro šikmou kolejovou dráhu
Construction of a transport platform with locking brake for sloping track

Vedoucí práce: Zatočilová Aneta
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Lanové kolejové dráhy (svážnice) slouží k trasportu nákladu nebo osob v komplikovaném výrazaně svažitém terénu. Základními parametry pro kontrukci transportní plošiny jsou nosnost, rozvor kol a celková velikost. Součástí svážnice by měla být také bezpečnostní brzda, která zajistí zastavení plošiny v případě výpadku elektrické energie.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je vypracovat kontrukční řešení transportní plošiny s bespečnostní brzdou, pro kolejnicovou lanovou dráhu se sklonem 24 stupňů. Plošina o velikosti 2000x900mm musí splňovat nosnost 300Kg při dostatečné bezpečnosti pro přepravu osob.
  • Identifikace parametrů, návrh variant
  • Návrh finálního konstrukčního řešení
  • Kontrola navrženého řešení
  • Ekonomická rozvaha, zhodnocení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Konstrukce zařízení pro stanovení axiálních sil ve šroubových spojích
Design of a apparatus for axial forces determination in screw connections

Vedoucí práce: Svoboda Petr
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při spojování součástí pomocí šroubových spojů, je velmi důležité, aby byl spoj dostatečně utažen a vzniklo tak potřebné předpětí. Nízké předpětí neplní funkci spoje, naopak příliš vysoké vede k porušení šroubu. Předpětí je zpravidla realizováno vyvozením předepsaného krouticího momentu. Moment však nemá přímou vazbu na sílu v předpětí, protože na vztah mezi momentem a silou předpětí mají významný vliv další faktory, zejména třecích charakteristiky. Návrh zařízení umožní kontrolu deklarovaných vlastností šroubů od různých dodavatelů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh zařízení a metodiky pro měření axiální síly u metrických šroubových spojů M3 až M10 (min délka šroubu = 3 Ø) dle normy ISO 16047 pro utahovací moment do 100 Nm pro „tvrdé“ a „měkké“ utahování.
  • popsat metody a metodiky pro stanovení axiálních sil ve šroubových spojích
  • vypracovat koncepční návrhy možných řešení
  • navrhnout metodiku měření
  • rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Měření vlivu maziva na tření a opotřebení lisovacího nástroje
The effect of lubricant on friction and wear of pressing tool

Vedoucí práce: Šperka Petr
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Lisovací nástroje se dnes používají pro produktivní výrobu dílů v širokém spektru aplikací. Pro dosažení vyšší životnosti se na formy nanáší tvrdé povlaky a při lisování se používá mazivo. Volba maziva ovlivňuje nejen výdrž nástroje ale i ekologičnost a ekonomičnost výrobního procesu. Proto se téma zabývá porovnáním několika druhů maziv z pohledu tření a opotřebení nástroje. Téma bude řešeno ve spolupráci s firmou Norma group.
Cíle závěrečné práce: Cílem je naměřit a porovnat tření a opotřebení materiálu formy pro různá maziva na laboratorních zařízeních v simulovaném kontaktu lisovací formy a tvářeného materiálu.
  • zpracovat přehled typů maziv používaných při tváření,
  • navrhnout parametry simulovaného kontaktu a zajistit potřebné vzorky,
  • naměřit tření a opotřebení při použití různých maziv,
  • vyhodnotit výsledky a vyvodit závěry.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Měření vlivu povlaku na lisovacím nástroji na tření a opotřebení
The effect of pressing tool coating on friction and wear

Vedoucí práce: Šperka Petr
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Lisovací nástroje se dnes používají pro produktivní výrobu dílů v širokém spektru aplikací. Pro dosažení vyšší životnosti se na formy nanáší tvrdé povlaky a při lisování se používá mazivo. Volba vhodného povlaku na nástroji může zásadním způsobem prodloužit životnost a zvýšit kvalitu vyráběných dílů. Proto se téma zabývá porovnáním několika typů povlaků z pohledu tření a opotřebení nástroje. Téma bude řešeno ve spolupráci s firmou Norma group.
Cíle závěrečné práce: Cílem je naměřit a porovnat tření a opotřebení různých vrstev na površích forem na laboratorním zařízení v simulovaném kontaktu lisovací formy a tvářeného materiálu.
  • zpracovat přehled komerčních typů povlaků používaných při tváření,
  • navrhnout parametry simulovaného kontaktu a zajistit potřebné vzorky,
  • naměřit tření a opotřebení při použití různých povrchových vrstev,
  • vyhodnotit výsledky a vyvodit závěry.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Analýza keramických směsí pro technologii 3D tisku SLA
Analysis of ceramic mixtures for SLA 3D printing technology

Vedoucí práce: Zatočilová Aneta
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Rychlou výrobu prototypových keramických dílů umožnuje technologie stereolitografického 3D tisku. Proces má dvě fáze. V první fázi jsou postupně nanášeny, a laserem vytvrozovány, vrstvy tekutého fotopolymeru s práškovou keramikou. Tímto procesem vznikne tzv. green part, který se následně dále vytvrzuje v peci. Poměr práškové keramiky v polymeru, délka osvitu laseru a tloušťka vrstvy představují základní parametry pro 3D tisk technologií stereolitografie. Bakalářská práce se bude zabývat analýzou parametrů různých kaolinových směsí s cílem nalézt vhodné parametry pro kvalitní 3D tisk.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je analýza vlastností keramických fotopolymerních směsí, míchání nových směsí a jejich testování s ohledem na kvalitu výsledného tisku. Stěžejními vlastnostmi jsou například: poměr práškové keramiky v polymeru, viskozita směsi, rychlost sedimentace, poměr a velikost keramických částic.
  • Analýza vlastností komerční keramické směsi
  • Testy sedimentace s ohledem na návrh míchání a skladování směsi
  • Míchání a testování nových keramických směsí
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce průtokoměru kovového prášku pro 3D tisk
Design of metal poweder flowmeter for 3D printing

Vedoucí práce: Suchý Jan
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Metoda selektivního laserového tavení (3D tisk kovů) je založena na roztavení kovového prášku laserem. Kvalita prášku přímo ovlivňuje výsledné vlastnosti vytištěného dílu. Jednou z klíčových vlastností je sypkost prášku, která usnadňuje proces nanášení vrstev 3D tiskárně. Neustálou recyklací může prášek degradovat, a proto je nutné kontrolovat jeho vlastnosti. Na ústavu konstruování doposud chybí přístroj, který by sypkost prášku dokázal validovat. Práce se bude zabývat, jak koncepcí ,tak výrobou a testováním přístroje.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je konstrukce průtokoměru pro kovové prášky splňující příslušné normy.
  • Vytvořit konstrukční návrh průtokoměru
  • Vyrobit průtokoměr
  • Experimentální ověření funkčnosti sestaveného průtokoměru
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, návrhový výkres, digitální data

Konstrukce formovací hlavy pro tvarování cementové směsi
Mechanical design of forming head for slipforming of cement mixture

Vedoucí práce: Paloušek David
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kontinuální formování cementových směsí, tzv. slipforming, umožňuje aditivním způsobem realizovat betonové konstrukční prvky. Stavba probíhá ve vertikální orientaci s postupným přidáváním cementové čerstvé směsi. Postupným vytahováním formovací hlavy dochází k tvarování materiálu, které je možné kombinovat s rotací formy kolem vertikální osy.
Cíle závěrečné práce: Hlavním clem je konstrukce formovací hlavy pro realizaci aditivní výroby s těmito parametry: průmer 0.1 - 0.2 m, uchycení k průmyslovému robotu Kuka, možnost tvarování materiálu po průřezu.
  • Identifikace hlavních parametrů ovlivňujících konstrukci
  • Návrh konstrukčních variant
  • Konstrukce a tvorba výkresové dokumentace
  • Výroba funkčního vzorku pomocí 3D tisku
  • Realizace testu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

Návrh zařízení pro kontinuální vyztužování betonových směsí během 3D tisku
Design of continuous reinforcment device for concrete 3D printing

Vedoucí práce: Vespalec Arnošt
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Cílem jsou konstrukce dlouhodobě udržitelných staveb bez nutnosti využití bednění. Tato skutečnost vede k využití aditivní výroby ve stavebnictví. Beton má ze své podstaty vysokou mez pevnosti v tlaku, nicméně aby bylo možné vytištěný díl využít pro reálnou aplikaci ve stavebnictví, je nutné jej vyztužit geometrickými prvky výztuže tak, aby měl vytištěný dílec dobré mechanické vlastnosti proti působícím smykovým silám.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh zařízení, které má funkci kontinuálního vyztužování betonu v průběhu procesu 3D tisku.
  • Identifikace signifikantních parametrů procesu vyztužování na základě kritické rešerše.
  • Návrh vyztužovacího mechanismu na základě identifikovaných parametrů.
  • Návrh konstrukčního řešení mechanismu.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, návrhový výkres, digitální data

Rekonstrukce 3D scény pomocí pasivního stereopáru kamer
3D scene reconstruction using passive camera strereo-pair

Vedoucí práce: Hurník Jakub
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: K zachycení 3D scény stačí za určitých podmínek pouze stereopár kalibrovaných kamer. Extrakce 3D informací z páru 2D snímků je důležitým procesem v počítačovém vidění. Metody umožňující zmíněnou rekonstrukci jsou se zvyšujícím se výpočetním výkonem a pokrokem ve výzkumu neuronových sítí stále zdokonalovány.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování kritického přehledu současného stavu poznání v oblasti zpracování snímků z pasivního stereopáru kamer pro 3D rekonstrukci objektu.
  • zpracovat přehled pasivních metod rekonstrukce 3D scény
  • porovnat metody z hlediska jejich klíčových vlastností
  • zobecnit vztahy mezi parametry, které ovlivňují aplikovatelnost metod
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Metody prostorového 3D tisku
Spatial 3D printing methods

Vedoucí práce: Krčma Martin
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: U metody 3d tisku FDM (Fused Deposition Modeling) existuje možnost opustit tisk ve vrstvách a se správným nastavením tisknout prostorové pruty a další objekty bez nutného rozdělení na vrstvy, především pomocí víceosých zařízení. Těmito metodami lze dosáhnout lepších fyzikálních a mechanických vlastností, a lepšího povrchu tištěného objektu. Jsou limitovány především geometrií stroje, obtížností generování tiskové cesty a rapidní změnou teploty materiálu.
Cíle závěrečné práce: Cílem závěrečné práce je shrnutí existujících a navržených metod prostorového tisku, zařízení a softwaru které jej umožňují a zhodnocení jejich připravenosti k průmyslové aplikaci.
  • Zpracovat přehled různých metod prostorového tisku.
  • Porovnat použitelnost různých zařízení pro metody prostorového tisku.
  • Zhodnocení stavu v odvětví.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Mechanické vlastnosti vysoce plněného recyklovaného PET
Mechanical properties of highly filled recycled PET

Vedoucí práce: Krčma Martin
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor Reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Mechanické vlastnosti vysoce plněného recyklovaného PET Materiál vyvíjený firmou ViaAlta, nazývaný jako Polybet, je zvažován jako vhodný materiál pro 3D tisk stavebních komponent. Plnidlem je jemná frakce písku, a plničem je PET z recyklovaných nápojových lahví. Oproti betonu vyniká vyšší pevností v ohybu a tahu, a odolností proti otěru a erozi.
Cíle závěrečné práce: Cílem této závěrečné práce je vypracování rešerše o složení a zpracování podobných materiálů, a nalezení mechanických vlastností Polybetu, jako je pevnost v tahu, ohybu a tvrdost, s následným srovnání vůči literatuře a údajům které poskytuje firma.
  • Studium norem pro testování plastu a betonu, a návrh testů.
  • Odlití vzorků a provedení experimentů, sběr dat.
  • Porovnání výstupů s existující literaturou.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace