Přehled uplatnění elektrického pohonu v motoristickém sportu
Overview of the application of electric drive in motor sports
Vedoucí práce: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: S ohledem na nezbytnost snižování emise oxidů uhlíku je do budoucna neudržitelné využívat v osobní dopravě spalovací motory ve stejné míře jako dosud. Do první linie této snahy by se měly dostat dopravní prostředky zbytné – tedy sloužící pro sport a volnočasové aktivity. Možností eliminace jejich uhlíkové stopy je celá řada a proto je důležité dokumentovat současné technické možnosti v co nejširší míře. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování co nejucelenějšího přehledu současného stavu využití elektromotorů v pohonu sportovních vozidel dvou i jednostopých a jejich vývojových možností v blízké budoucnosti
zpracovat využití elektromoblility v dějinách motoristického sportu
zpracovat možnosti uplatnění trakčních elektromotorů ve sportovním vozidle
vypracovat studii porovnání různých koncepcí praktického zajištění provozu
provést analýzu přínosu pro sportovní výkon jednotlivých kombinací a nezbytných omezení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Demonstrace semiaktivního tlumení na zadní nápravě Škoda Fabia
Demonstration of the benefits of S/A damping on the Škoda Fabia rear axle
Vedoucí práce: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Ve středně těžkých laboratořích UK byla uvedena do provozu zkušební stanice „Škoda Fabia“, která představuje fyzikální model 1/2osobního automobilu. Stanice slouží k ověřování funkce pružícího a tlumícího sytému osobního automobilu a jeho vlivu na chování odpružených i neodpružených hmot. Cílem dalšího vývoje je stanici využít k co nejefektivnější demonstraci přínosů semiaktivního tlumení pro komfort a bezpečnost jízdy automobilu. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je připravit soubor měření přítlaku a jízdního pohodlí pro názornou demonstraci funkce semiaktivního tlumení. Součástí práce je navržení vhodného měřícího řetězce a manuálu pro názornou prezentaci analyzovaných veličin v jednotlivých tlumících režimech.
provést detailní analýzu a popis funkčních parametrů stanice „Škoda Fabia“
detailně popsat funkci semiaktivního tlumení v nejpoužívanějších režimech
navrhnout možné scénáře experimentu pro demonstraci v různých tlumících režimech
navrhnout optimální měřící a analytický řetězec stanice
Modifikace geometrie kapsy hydrostatického ložiska s využitím CFD simulace
Modification of hydrostatic bearing pocket geometry using CFD simulation
Vedoucí práce: Ing. Michal Michalec Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hydrostatická ložiska fungují na principu dodávání tlakové kapaliny do buňky hydrostatické kapsy přes vtokový otvor, čímž je vytvářen souvislý mazací film zcela oddělující kluzné plochy. Tento typ ložisek se používá ve velkém rozsahu velikostí, od malých vřeten soustruhů, přes velkoplošná obráběcí centra, až po obří teleskopy. Tvar kapes hydrostatických ložisek výrazně ovlivňuje provozní parametry uložení, stabilitu a ekonomičnost provozu. Zhodnocení vlivu podpůrných vtokových drážek by mohlo pomoci zlepšit stabilitu uložení a navýšit efektivitu hydrostatického uložení. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je analyzovat vliv přidání podpůrných vtokových drážek v kluzné ploše kapsy hydrostatického ložiska na provozní parametry s využitím CFD simulace
zpracovat rešerši zaměřenou na modelování proudění u hydrostatických ložisek
navrhnout okrajové podmínky pro CFD simulaci dle rešerše
provést CFD simulaci rovnoměrné mazací vrstvy a porovnat výsledky s analytickým výpočtem pro ověření nastavení simulace
vytvořit CFD simulaci s přidáním podpůrných vtokových otvorů
porovnat a zhodnotit získané výsledky
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Optimalizace geometrie jednobuňkové kapsy hydrostatického uložení s využitím CFD simulace
Optimization of single-recess hydrostatic pocket geometry using CFD simulation
Vedoucí práce: Ing. Michal Michalec Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hydrostatická ložiska fungují na principu dodávání tlakové kapaliny do buňky hydrostatické kapsy přes vtokový otvor, čímž je vytvářen souvislý mazací film zcela oddělující kluzné plochy. Tento typ ložisek se používá ve velkém rozsahu velikostí, od malých vřeten soustruhů, přes velkoplošná obráběcí centra, až po obří teleskopy. Tvar kapes hydrostatických ložisek výrazně ovlivňuje provozní parametry uložení, stabilitu a ekonomičnost provozu. Zhodnocení kombinovaného vlivu závislosti hloubky a velikosti buňky by mohlo pomoci zlepšit stabilitu uložení a navýšit efektivitu hydrostatického uložení. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je analyzovat kombinovaný vliv hloubky a velikosti buňky hydrostatické kapsy s využitím CFD simulace
zpracovat rešerši zaměřenou na modelování proudění u hydrostatických ložisek
navrhnout okrajové podmínky pro CFD simulaci dle rešerše
provést CFD simulaci rovnoměrné mazací vrstvy a porovnat výsledky s analytickým výpočtem pro ověření nastavení simulace
vytvořit parametrickou CFD simulaci pro variaci hloubky a velikosti kapsy
porovnat a zhodnotit získané výsledky
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Návrh mechanické konstrukce pro zástavbu digitální odměřovacího systému na soustruh Bernardo Profi 550WQV
Vedoucí práce: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Soustruh Bernardo Profi 550WQV se vyznačuje velmi nepraktickými noniusy na odečet polohy příčného a podélného supportu. Na trhu existuje několik různých systémů digitálního odměřování pro obráběcí stroje, které by mohly práci se soustruhem usnadnit. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem bude návrh zástavby vhodných senzorů a digitální zobrazovací jednotky na soustruh Bernardo Profi 550WQV, který umožní odečet absolutní polohy supportů s přesností minimálně 0.01 mm
výběr vhodných senzorů a zobrazovací jednotky
návrh integrace senzorů, pravítek a zobrazovací jednotky na soustruh
výroba dílců nutných k integraci odměřovacího systému
Experimentální porovnání maziv pro řetězy jízdních kol
Experimental comparison of lubricants for bicycle chains
Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Řetěz je velmi důležitou součástí, u které je nezbytné zajistit kvalitní mazání. V důsledku kontaktních sil a kluzného tření dochází k opotřebení jednotlivých částí řetězu. Ztráty třením tak určují energetickou účinnost celého řetězu. Na trhu existuje celé množství olejů v různých cenových kategoriích. Jejich experimentální porovnání může přispět k výběru nejvhodnějšího maziva a prodloužení životnosti řetězu. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je experimentálně porovnat vybraná maziva pro řetězy jízdních kol užitím tribometru typu pin-on-disk.
identifikovat parametry pro experiment a provést rozbor působících sil
navrhnout schéma experimentu pro tribometr typu pin-on-disk
vyhodnotit experiment a diskutovat jeho výsledky
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Tření a opotřebení v extrémních provozních podmínkách
Friction and Wear in Extreme Conditions
Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Existuje mnoho provozních podmínek, které lze klasifikovat jako extrémní. Obecně platí, že extrémní provozní podmínky lze obvykle rozdělit na podmínky zahrnující abnormálně vysoké nebo nadměrné vystavení chladu, teplu, tlaku, vakuu, elektrickému napětí, korozivním chemikáliím, elektromagnetickému záření, vibracím, nárazům, vlhkosti, znečištění nebo extrémním výkyvům v rozsahu provozních teplot. Provoz v takových podmínkách vyžaduje nová řešení a inovativní přístupy, které by těmto extrémním požadavkům vyhověly, což je často výzva. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je rešerše v oblasti tribologie se zaměřením na výzkum kontaktních dvojic za extrémních provozních podmínek.
provést rešerši aktuálních vědeckých publikací zabývajících se tribologií za extrémních provozních podmínek.
identifikovat typy extrémních provozních podmínek, zmapovat metody a experimentální zařízení ve výzkumu v dané oblasti.
popsat přístupy pro řešení kontaktních dvojic provozovaných za extrémních podmínek.
syntetizovat získané poznatky a posoudit nejzajímavější směry pro případný budoucí výzkum.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Konstrukce modulárního přípravku pro testování labyrintových těsnění využívaných v kosmických aplikacích
Design of a modular fixture for testing labyrinth seals used in space applications
Vedoucí práce: Ing. Josef Pouzar Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro účely měření intenzity vypařování kapalných maziv je zapotřebí navrhnout modulární přípravek pro testování labyrintových těsnění. Labyrintové těsnění je bezkontaktní typ těsnění, jenž se vyznačuje velmi úzkým kanálkem, oddělující rotující části mechanismu. Přípravek bude kompatibilní s existujícím měřícím zařízením a bude splňovat zadaná kritéria experimentů v prostředí termo-vakuové komory, která umožňuje dosažení extrémně nízkého tlaku. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout modulární přípravek pro testování labyrintového těsnění zamezujícímu vypařování kapalných maziv v prostředí termo-vakuové komory.
rešerše vakuových experimentů a testování procesu vypařování kapalných maziv ve vakuu
návrh konceptů řešení konstrukce přípravku modulárního labyrintového těsnění
výběr a zpracování nejvhodnějšího konstrukčního řešení s možnou realizací
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Poruchy a diagnostika valivých ložisek větrných elektráren
Faults and diagnostics of rolling bearings of wind power plants
Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pozemní větrné elektrárny nabízejí nejlevnější zdroj energie, který je v současné době k dispozici. Provádění údržby je nicméně u větrných elektráren obtížné, potenciálně nebezpečné a nákladné, v tomto případě je tlak na snížení frekvence servisních intervalů, což klade značné nároky na ložiska rotoru a jejich schopnost spolehlivě fungovat i v extrémních podmínkách po dlouhou dobu. Snížení předčasných poruch ložisek ve větrných elektrárnách učiní větrnou energii konkurenceschopnější a spolehlivější. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je popsat příčiny poruch valivých ložisek hlavního hřídele větrných elektráren a moderní metody pro analýzu jejich technického stavu.
provést rešerši příčin poruch valivých ložisek hlavního hřídele větrných elektráren
popsat diagnostické metody pro vyhodnocování stavu ložisek větrných elektráren
syntetizovat získané poznatky a posoudit nejzajímavější směry pro případný budoucí výzkum
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Konstrukce jednoúčelového frézovacího přípravku pro sériovou výrobu
Design of a single-purpose clamping device for mass production
Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. 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 konstrukční návrh upínání součásti na CNC obráběcím centru se čtyřmi osami s ohledem na minimální náklady a prostoje stroje při sériové výrobě.
analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši existujících řešení upínání pro sériovou výrobu
vypracovat koncepční návrhy možných řešení
rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
Tribologie kondomů a lubrikantů
Tribology of condoms and lubricants
Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kondomy poskytují ochranu proti pohlavně přenosným nemocem a nechtěnému těhotenství. Lubrikanty zlepšují používání kondomů, protože snižují tření a tím pomáhají předcházet jejich protržení a mohou činit sexuální aktivitu pohodlnější a příjemnější. Existuje mnoho různých typů a materiálů kondomů, stejně tak i lubrikantů, které se odlišují svým složením a viskozitou. Pro objektivní posouzení optimální kombinace kondomu a lubrikantu se nabízí využít tribologického testování, které bude založeno na měření součinitele tření mezi kondomem a modelem tkáně pochvy pomocí tribometru Bruker UMT TriboLab. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je analýza součinitele tření mezi kondomem a modelem tkáně pochvy, za podmínek mazání kontaktu lubrikantem. Předpokládá se vývoj tribologického experimentálního modelu a následné testování vybraných kondomů a lubrikačních gelů.
rešerše zásadních tribologických studií se zaměřením na problematiku experimentálních analýz tření a mazání kondomů a lubrikačních gelů
návrh a upevnění třecích těles – volba reálných kondomů a výběr vhodného materiálu pro model tkáně pochvy
návrh podmínek experimentů pro měření součinitele tření v konfiguraci kondom-model tkáně pochvy na tribometru Bruker UMT TriboLab (zatížení, rychlosti, doba měření)
měření součinitele tření a následné vyhodnocení naměřených dat pro vybrané kombinace kondomů a lubrikačních gelů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Konstrukce držáku oka pro biotribologická měření
Design of eye holder for biotribological measurement
Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Syndrom suchého oka patří v oftalmologické praxi mezi nejčastější oční onemocnění, které vede k nestabilitě a k narušení slzného filmu a následnému navýšení tření mezi povrchy oka a víčka. Abychom mohli studovat tribologické parametry součinitel tření a tloušťku mazacího filmu na reálném oku (králičím, prasečím), tak je zapotřebí provést konstrukci držáku oční bulvy pro tribometr. Součástí práce bude naměření časového vývoje součinitele tření právě s využitím zkonstruovaného držáku. Práce kombinuje proces konstruování s měřením na tribometru. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je konstrukce držáků králičí a prasečí oční bulvy včetně ověření jejich funkce pomocí experimentů na tribometru oka.
Provést kritickou rešerši aktuálních vědeckých publikací a simulátorů, ve kterých se využívá uchycení vzorků oka při tribologických experimentech
provést analýzu rozměrů králičích a prasečích očí
navrhnout nejméně tři koncepční varianty držáků a provést konstrukční návrh finální varianty pro králičí a prasečí oko
vytvořit výkresovou dokumentaci pro výrobu (výkres sestavy a výkresy součástí)
realizovat experimenty, které ověří funkčnost navržených držáků
Má volba kartáčku vliv na čištění a opotřebení zubů?
Does the choice of toothbrush affect tooth cleaning and wear?
Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Současný výzkum ve stomatologii se zaměřuje na analýzy tribologických procesů, které způsobují úbytek tvrdých zubních tkání a také výplňových materiálů v důsledku čištění zubů pomocí zubního kartáčku. Často je diskutován vliv tvaru zakončení, tvrdost a počet vláken kartáčku a také složení zubní pasty. Nevhodná kombinace vláken kartáčku se zubní pastou může zásadně přispět k předčasnému opotřebení zubních výplní. Díky experimentálnímu měření tření a opotřebení na tribometru Bruker UMT TriboLab je možné objektivně posoudit, zda je vliv typu kartáčku v kombinaci s danou pastou významný. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je analýza součinitele tření a opotřebení mezi třemi typy zubních kartáčků a vzorky zubních výplní, za podmínek mazání kontaktu roztokem, který je složen z vybrané zubní pasty a z umělých slin. Výzkum navazuje na bakalářskou práci Bc. Pavly Formánkové.
Stručná rešerše zásadních tribologických studií se zaměřením na analýzy vlivu typu kartáčku na tření a opotřebení zubů a zubních výplní
Návrh podmínek experimentů pro měření součinitele tření a opotřebení v konfiguraci kartáček-zubní výplň na tribometru Bruker UMT TriboLab
Analýza topografie třecích povrchů zubních výplní před simulací čištění zubů
Realizace experimentů simulujících čištění zubů, měření a vyhodnocení součinitele tření
Analýza topografie třecích povrchů zubních výplní po simulaci čištění zubů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Návrh konstrukce testovacího zařízení axiálního kluzného ložiska
Design of axial sliding bearing test rig
Vedoucí práce: Ing. Jan Foltýn Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hydrostatická ložiska se řadí mezi kluzná ložiska, jejichž povrchy jsou odděleny souvislou vrstvou kapaliny. Kapalina je do kontaktu přiváděna z externího zdroje (hydraulického systému). Tato ložiska mají široké pole uplatnění od uložení vřeten obráběcích strojů po uložení hřídelí turbín a obrovských teleskopů. Každá aplikace však vyžaduje různé parametry ložiska jako např. tloušťku mazacího filmu a dodávaný tlak při co nejmenších energetických ztrátách. Aby bylo možné studovat chování ložiska, je potřeba navrhnout testovací zařízení. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem bakalářské práce je navrhnout konstrukci testovacího zařízení pro axiální hydrostatické ložisko.
analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši konstrukcí hydrostatických ložisek
vypracovat koncepční návrhy možných řešení
definovat parametry testovacího zařízení
rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Výběr kosmetických masážních přípravků na základě tribologických měření
Selection of cosmetic massage products based on tribological measurements
Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Většina vlastností kosmetických produktů se hodnotí pouze senzoricky, kde vzorek lidí subjektivně posuzuje určité vlastnosti produktu (např. roztíratelnost, lepkavost, hydrataci) a hodnotí jej pomocí bodové stupnice. To může být do jisté míry zkresleno, zejména vlivem malého počtu dobrovolníků a vágním hodnocením. Podstatou této bakalářské práce je objektivně posoudit skluznost vybraných masážních přípravků (olejů a krémů) pomocí experimentálního měření součinitele tření na tribometru Bruker UMT TriboLab. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je experimentální popis vývoje součinitele tření vybraných masážních přípravků (olejů a krémů) s využitím pin-on-plate simulátoru a kontaktních těles simulujících kůži. Práce bude zaměřena především na vzájemné porovnání skluznosti a trvanlivosti jednotlivých přípravků.
stručně popsat tribologické studie v kosmetice se zaměřením na měření součinitele tření včetně použitých simulátorů, podmínek měření a třecích vzorků simulujících kůži
nastavit tribometr Bruker UMT TriboLab do konfigurace pin-on-plate, připravit kontaktní tělesa, nastavit podmínky měření
provést porovnání jednotlivých modelů kůže (např. umělé, prasečí a hovězí)
provést měření součinitele tření vybraných masážních přípravků (olejů a krémů)
na základě naměřených dat porovnat skluznosti a trvanlivosti jednotlivých přípravků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Návrh konstrukce testovacího zařízení radiálního kluzného ložiska
Design of radial sliding bearing test rig
Vedoucí práce: Ing. Jan Foltýn Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hydrostatická ložiska se řadí mezi kluzná ložiska, jejichž povrchy jsou odděleny souvislou vrstvou kapaliny. Kapalina je do kontaktu přiváděna z externího zdroje (hydraulického systému). Tato ložiska mají široké pole uplatnění od uložení vřeten obráběcích strojů po uložení hřídelí turbín a obrovských teleskopů. Každá aplikace však vyžaduje různé parametry ložiska jako např. tloušťku mazacího filmu a dodávaný tlak při co nejmenších energetických ztrátách. Aby bylo možné studovat chování ložiska, je potřeba navrhnout testovací zařízení. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem bakalářské práce je navrhnout konstrukci testovacího zařízení pro radiální hydrostatické ložisko.
analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši konstrukcí hydrostatických ložisek
vypracovat koncepční návrhy možných řešení
definovat parametry testovacího zařízení
rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Vývoj tribologického modelu jazyka a dutiny ústní
Development of the tribological model of the tongue and oral cavity
Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Lidský jazyk hraje zásadní roli při zpracování potravy v ústech a následném polykání. Tření a mazání mezi jazykem a potravou ovlivňuje především smyslové vnímání potravy. Rovněž se uvádí, že drsnost povrchu jazyka má podstatný vliv na lubrikaci ústní dutiny. Kontakt jazyka s ústní dutinou tak může ovlivnit účinnost léčby, která spočívá v aplikaci náplasti s účinnou látkou na tkáň dutiny, přičemž je cílem zajistit co nejdelší životnost náplasti při otírání jazykem. Smyslem této práce je tedy vyvinout tribologický model jazyka a dutiny ústní s cílem měřit součinitel tření pomocí tribometru. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout tribologický model jazyka a dutiny ústní za účelem měření a vyhodnocení součinitele tření s využitím simulátoru Bruker UMT TriboLab.
rešerše zásadních tribologických studií se zaměřením na problematiku experimentálních analýz tření a mazání jazyka v dutině ústní (orální tribologie)
návrh a upevnění třecích těles – volba zvířecího jazyka a výběr vhodného materiálu pro model tkáně dutiny ústní
návrh podmínek experimentů pro měření součinitele tření v konfiguraci jazyk-model tkáně dutiny ústní na tribometru Bruker UMT TriboLab (zatížení, rychlosti, doba měření)
měření součinitele tření a následné vyhodnocení naměřených dat
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Vliv neplanárních vrstev na pevnost 3D tištěných dílů
Vedoucí práce: Ing. Martin Krčma Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pomocí víceosých zařízení jako jsou například robotická ramena lze opustit paradigma 3D tisku po vrstvách vodorovných s podložkou. Tato metoda se v současnosti používá především pro zvýšení maximálního tisknutelného převisu a zlepšení kvality povrchu. Šlo by ale její pomocí omezit typickou vlastnost pro 3D tisk metodou FDM – anizotropii, rozdílnou pevnost s měnícím se směrem zatížení - a to pomocí orientace tiskových vláken v závislosti na zatížení. Cíle závěrečné práce: Cílem diplomové práce je sestavení postupu, jak přistupovat k neplanárnímu tisku zatěžovaných dílů, a následně tento postup ověřit na testovacích objektech a výsledek porovnat s běžným postupem.
provést rešerši provedené práce v tomto oboru a možných přístupů k tisku
sestavení postupu pro tvorbu dat a její realizace pro tvorbu testovacích objektů
tisk a zátěžové testy objektů a vyhodnocení výsledků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Návrh tiskové podložky pro velkorozměrový 3D tisk
Build surface for large scale 3D printing
Vedoucí práce: Ing. Martin Krčma Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při velkorozměrovém 3D tisku termoplastů se ve zvýšeném měřítku projevují jevy známé ze stolního FDM tisku, jako je delaminace a warping. Díky vysokému koeficientu termálního smrštění nejčastěji používaných komoditních plastů je vliv jevu ještě podstatnější. Proto je důležitá vhodná tisková podložka, která kromě vyhřívání integruje i mechanické přidržení výtisku, a pak zároveň usnadňuje odstranění výtisku. Cíle závěrečné práce: Návrh stolu pro velkorozměrový 3D tisk z termoplastů s mechanickým přidržením výtisku a předehřevem tiskové podložky. Návrh by měl zároveň umožnovat snadné/automatizované odstranění dílů z podložky.
analýza možných způsobů přidržení dílu
návrh a výpočet výhřevu podložky
návrh konstrukčního řešení uvolnění dílů z podložky
Vedoucí práce: Ing. Michal Michalec Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hydrostatická ložiska fungují na principu dodávání tlakové kapaliny do buňky hydrostatické kapsy čímž je vytvářen souvislý mazací film zcela oddělující kluzné plochy. Tento typ ložisek se používá ve velkém rozsahu velikostí, od malých vřeten soustruhů, přes velkoplošná obráběcí centra, až po obří teleskopy. Testovací zařízení v současné podobě slouží pro testování provozních stavů hydrostatických ložisek. Jedná se o prvotní verzi, která má drobné nedostatky, jako např. nedostatečná velikost odvodových kanálů, znečištění okolí olejem, nebo komplikovaná manipulace při ustavování kapes ložiska. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je analyzovat problematické uzly testovacího hydrostatického ložiska a navrhnout konstrukční úpravy pro jejich zamezení.
zpracovat rešerši zaměřenou na princip fungování hydrostatických ložisek
analyzovat funkci a problematické uzly testovacího zařízení
navrhnout koncepty úprav problematických uzlů
rozpracovat nejvhodnější řešení do výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Mazanie fascií kyselinou hyalurónovou
Lubrication of fascia with hyaluronic acid
Vedoucí práce: Ing. Alexandra Streďanská Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Vrstvy fasciálneho tkaniva stavovcov po sebe kĺžu vďaka kyseline hyalurónovej (HA). Čoraz častejší nezdravý životný štýl však vedie k fasciálnym zmenám, ktoré spôsobujú bolesť. Tieto zmeny sa týkajú mechanický vlastností tkaniva ako aj zmeny HA, navzájom interagujú a ovplyvňujú trenie, ktoré vzniká pri pohybe. Cíle závěrečné práce: Hlavným cieľom je pomocou pin-on-plate simulátoru experimentálne popísať vývoj súčiniteľa trenia v kontakte technických fascií pri mazaní roztokom na báze kyseliny hyaluronovej a referenčného maziva.
rešerš aktuálnych vedeckých publikácií zaoberajúcich sa trením poddajných kontaktov
návrh podmienok experimentu
experimentálny popis vývoja súčiniteľa trenia
posúdenie vplyvov materiálov kontaktnej dvojice na trenie
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Kyselina hyalurónová ako mazivo v ľudskom tele
Hyaluronic acid as a lubricant in the human body
Vedoucí práce: Ing. Alexandra Streďanská Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kyselina hyalurónová (HA) je polysacharid, ktorý sa nachádza v tkanivách všetkých stavovcov a taktiež v niektorých baktériách. Existuje v širokej škále molekulových hmotností a pre jej fyzikálno-chemické vlastnosti sú hyaluronanu pripisované rôzne fyziologické funkcie, vrátane lubrikácie. Cíle závěrečné práce: Hlavným cieľom je zmapovať oblasti v ľudskom tele, kde HA pracuje ako mazivo, s dôrazom na oblasti, ktoré sa preniesli do biotriblógie.
prehľad konkrétnych príkladov, kde HA zaujíma v tele úlohu maziva
prehľad mazív na báze HA používaných v biotribológii a problematika ich využitia
prehľad biotribologických modelov využívajúcich mazivá na báze HA
naznačenie budúceho smeru využitia mazív na báze HA
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Reflektor pro vysokorychlostní kameru
Spotlight for high-speed camera
Vedoucí práce: Ing. Jakub Hurník, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Vysokorychlostní záznamy jsou esenciální při zachycení rychlých dějů všeho druhu, včetně mechanických zkoušek materiálu. Expoziční časy při pořizování takových záznamů jsou z principu velice krátké, a proto je obvykle nutné scénu nasvítit vysoce výkonným reflektorem. Běžné LED reflektory mohou nicméně vykazovat nerovnoměrný světelný tok v čase, mohou být nekompaktní a jejich úhel vyzařování je obvykle velmi široký. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je návrh a realizace LED reflektoru pro přisvětlení záznamu tahových zkoušek pomocí vysokorychlostní kamery.
Automatické polohovací zařízení pro kalibraci průmyslových kamer
Automatic camera manipulator for camera calibration
Vedoucí práce: Ing. Jakub Hurník, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Optické měření má v průmyslových aplikacích široké uplatnění při kontrole kvality nebo digitalizaci objektů. Prerekvizitou optického měření je provedení geometrické kalibrace kamer. Ta je obvykle provedena na základě snímání přesného kalibračního pole z různých pozic. K usnadnění tohoto procesu mohou sloužit automatická polohovací zařízení. Vzhledem k tomu, že se jedná o velmi specifickou aplikaci, není na trhu potřebné řešení dostupné. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je konstrukční návrh automatického víceosého polohovacího zařízení pro kalibraci průmyslových kamer.
rešerše, identifikace parametrů
návrh variant konstrukčního řešení
výběr a zpracování nejvhodnější varianty
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Rychlozvedák pro demonstrátor Škoda Fabia
Quick lift for Škoda Fabia demonstrator
Vedoucí práce: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Ve středně těžkých laboratořích UK byla uvedena do provozu zkušební stanice „Škoda Fabia“, která představuje fyzikální model 1/2 osobního automobilu. Stanice slouží k ověřování funkce pružícího a tlumícího sytému osobního automobilu a jeho vlivu na chování odpružených i neodpružených hmot. Při operativní manipulaci se značnou hmotností odpružené hmoty (cca 500kg) je potřebné použít speciální mechanický zvedák. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout a zkonstruovat mechanický zvedák pro zajištění odlehčení náprav zkušební stanice Škoda Fabia. Využit bude pro zajištění výměny kola, či jiných komponentů závěsů kol.
zpracovat rešerši komerčních výrobků s podobným účelem
zkonstruovat pákový rychlozvedák pro požadovaný účel
Experimentální tlumič pro závěs kola elektrokoloběžky
Experimental shock absorber for electric scooter wheel suspension
Vedoucí práce: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Na ÚK již řadu let probíhá vývoj semiaktivních tlumičů. Pro funkci těchto tlumičů je nezbytná zpětná vazba o okamžité relativní rychlosti obou konců teleskopického tlumiče. Řídící jednotka většinou rychlost získává jako derivaci měřeného zdvihu. Tento nákladný a na prostor náročný postup chceme nahradit integrací zrychlení, měřených na obou koncích tlumiče. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout a zkonstruovat hlavice/adaptéry s akcelerometry na oba konce tlumiče s využitím možností 3D tisku
vytipovat vhodný typ tlumiče/teleskopu pro experiment
provést realizaci funkčního vzorku včetně senzoriky pro test funkcionality
navrhnout vhodný ověřovací experiment na pulzátoru Inova
vyhodnotit naměřené průběhy rychlostí získaných oběma metodami
Vedoucí práce: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při vývojových i zakázkových činnostech na odboru Technické diagnostiky ÚK je často požadováno ověření spolehlivosti předpjatých šroubových těsnících spojů (senzory, zátky, šroubení) v různých materiálech. Je zapotřebí elektronicky zaznamenat průběh utahovacího momentu s lokalizací selhání spoje. V konstrukci je plánováno využití snímačové základny ÚK. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout a zkonstruovat úpravu standardního momentového klíče pro elektronický záznam utahovacího momentu a úhlu dotažení s využitím možností 3D tisku.
provést výběr vhodného typu momentového klíče pro úpravu
navrhnout systém měření utahovacího momentu a úhlu dotažení
navrhnout měřící řetězec pro snímání a záznam veličin
Konstrukce zařízení pro zkoušky těsnosti elektrických konektorů
Construction of equipment for testing the tightness of electrical connectors
Vedoucí práce: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Na ÚK již řadu let probíhá vývoj semiaktivních magnetoreologických tlumičů. U těchto tlumičů je nezbytný vysoký tlak olejové náplně (až 6 MPa). Z olejové lázně je třeba vyvést mimo pracovní prostor vodiče pro řídící proud. Profesionální výrobci vhodných konektorů vyžadují minimální odběry několik tisíc kusů. Jendou z možností je ověřit těsnost jiných výrobků, kde těsnící vlastnost není nijak garantovaná. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout a zkonstruovat jednoduché testovací zařízení, které by simulovalo montážní i tlakovou situaci v reálném MR tlumiči. Konstrukce bude limitována parametry vybrané řady MR tlumičů pro projekt TAČR
provést rešerži pracovních podmínek pro funkci konektorů
sestavit přehled možných variant řešení vývodu vodičů z tlakové zóny
návrh a konstrukce testovacího zařízení
navrhnout metodu tlakování a měřící řetězec pro záznam tlaku
3D tištěné biomedicínské implantáty nové generace vyztužené 2D nanovrstvami
3D printed new-generation biomedical implants reinforced by 2D nanosheets
Vedoucí práce: doc. Ing. David Nečas, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: S rozvojem medicínské péče a prodlužující se dobou života významně narůstají počty operací kloubních náhrad. Biomedicínské implantáty přitom stále vykazují určité nedostatky. Milníkem přitom může být širší zavedení supermoderní technologie 3D tisku kompozitů s kovovou matricí vyztuženou jednovrstvými (2D) materiály. Jelikož 2D materiály vykazují špičkové vlastnosti jak po stránce chemických, tak i mechanických a biotribologických vlastností, dá se předpokládat, že v případě úspěšné implementace přinese výše zmíněná technologie zásadní průlom v oblasti biomedicínského inženýrství. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je posoudit třecí vlastnosti 3D tištěných kompozitů s kovovou matricí vyztuženou pomocí 2D nanovrstev při mazání biologickou kloubní kapalinou. Součástí práce bude studium topografie povrchu. Pozornost bude kladena na porovnání výsledku s konvenčními materiály.
kritická rešerše publikací, které se zabývají použitím 2D materiálů v oblasti biomedicínského inženýrství
experimentální studie součinitele tření konvenčních materiálů a 3D tištěných kompozitů vyztužených 2D nanovrstvami
analýza topografie povrchu testovaných vzorků
diskuse poznatků v kontextu aktuálních vědeckých studií
diskuse možností aplikace 3D tisku kovů s kovovou matricí v oblasti biomedicínského inženýrství
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Animace funkce náhrady kyčelního kloubu
Function animation of hip joint replacement
Vedoucí práce: doc. Ing. David Nečas, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Lidský pohybový aparát představuje velmi komplexní systém, přičemž kyčelní a kolenní kloub představují dva nejvíce zatížené klouby v lidském těle. Současně se jedná o klouby, které je nejčastěji nutné nahradit pomocí implantátu. Jen velmi výjimečně však takový implantát dokáže v těle přežít po dobu více než cca 25 let. Důvodem je zejména mechanické opotřebení, které vede k zánětlivým reakcím okolních tkání a uvolnění implantátu. Správné pochopení funkce implantátu při zahrnutí proměnných kinematických a zátěžných podmínek je proto zásadní pro správné plánování laboratorních testů. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je připravit grafické animace funkce kyčelního kloubu včetně zahrnutí proměnlivých kinematických a zátěžných podmínek. Simulovány budou různé aktivity od běžné chůze, až po chůzi do schodů či běh. Pozornost musí být věnována zejména závislosti fáze pohybu na zatížení.
provést kritickou rešerši existujících modelů znázorňujících funkci kloubů s náhradou
analyzovat zatížení náhrady kyčelního kloubu při uvažování různých druhů aktivit
připravit grafickou simulaci ve formě videa a obrázků při zaměření se na vztah kinematiky a dynamiky
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Struktury povrchů u implantátů vyrobených 3D tiskem
Vedoucí práce: Ing. Matúš Ranuša, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Aditivní technologie v současnosti nachází své uplatnění i v endoprotetice. Výhoda výroby pórovitých struktur umožňuje efektivní srůstání implantátu s kostí, díky čemuž se vytváří pevnější vazba. Problém však nastává u artikulačních povrchů, kdy defekty mohou ovlivnit mazací procesy. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je pomocí fluorescenční metody posoudit vliv defektů na povrchu implantátu na mazací vlastnosti.
zpracovat rešerši vědeckých publikací v oblasti 3D tisku implantátů
zvolit parametry tisku, které by vytvořily defekty v povrchové struktuře
pomocí fluorescence pozorovat chování proteinů v kontaktu
konfrontovat získané poznatky s dosud publikovanými studiemi zabývajícími se texturováním vzorků
Vedoucí práce: Ing. Matúš Ranuša, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: 3D tisk umožnuje výrobu složitých struktur, což se s výhodou využívá také v implantologii a při individualizaci implantátů. Používané slitiny jako Ti6Al4V však svými vlastnostmi selhávají u třecích povrchů. Povlaky jsou jednou z možností, jak opotřebení předcházet. Studium chování v kontaktu může pomoci k vývoji povrchů prodlužujících životnost implantátu. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je pomocí fluorescenční metody posoudit vliv DLC povlaků na povrchu implantátu na mazací vlastnosti.
zpracovat rešerši vědeckých publikací v oblasti 3D tisku implantátů a jejich povlaků
pomocí fluorescence pozorovat chování proteinů v kontaktu pro různé povlaky
konfrontovat získané poznatky s dosud publikovanými studiemi
Vedoucí práce: Ing. Matúš Ranuša, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Třecí povrchy implantátů často určují celkovou životnost implantátu. Správnou optimalizací povrchové struktury dokážeme ovlivnit mazací vlastnosti a tím následně i jejich funkci a celkovou životnost. Laserová technologie nám umožnuje výrobu mikrotextur, které pozitivně ovlivňují chování maziva v kontaktu. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je testovat navržené textury a popsat jejich chování na základe koeficientu tření.
zpracovat rešerši vědeckých publikací v oblasti textur
zvolit parametry potenciálních textur
následná úprava povrchu
konfrontovat získané poznatky s dosud publikovanými studiemi
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Konstrukce modulu pro testovaní malých kloubů člověka
Vedoucí práce: Ing. Matúš Ranuša, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Malé klouby člověka jsou v současnosti trendem u výrobců endoprotéz. Jejich vývoj však zaostává za klouby, jako jsou kyčel nebo koleno. K dalšímu vývoji je nezbytné testovat kloub v laboratorních podmínkách, abychom ověřili jeho funkci. Za tímto účelem vzniká řada simulátorů cílených na zkoumání jevů z pohledu geometrie, případně chování mazacího filmu. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je vyvinout modul pro testování kloubních náhrad palce u nohy vhodný pro analýzu kontaktní oblasti.
zpracovat rešerši dosavadních řešení
zvolit kinematické podmínky a metodu pozorováni kontaktu
Studium mazání 3D tištěných náhrad malých kloubů člověka
Lubrication of 3D printed small joint implants
Vedoucí práce: Ing. Lukáš Odehnal Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedním z malých kloubů člověka je metatarzofalangeální kloub palce u nohy, který odpovídá za stabilitu člověka při běžných pohybových aktivitách. Pro tento kloub jsou typická onemocnění tzv. vbočený palec (hallux valgus) a ztuhlý palec (hallux rigidus). Náhrady těchto kloubů disponují omezenou životností, a proto se v běžné praxi převážně používá invazivní řešení – fixace kloubu. V posledních letech se do popředí dostává aditivní výroba, která by své uplatnění mohla ve velké míře najít i u výroby umělých kloubů, jelikož umožňuje vysokou možnost individualizace a přináší nové možnosti výroby. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je experimentálně popsat chování mazacího filmu u vzorků vyrobených ze slitiny Ti6Al4V pomocí 3D tisku.
provést kritickou rešerši vědeckých publikací v oblasti tvorby mazacího filmu u kloubních náhrad
experimentálně popsat chování mazacího filmu u 3D tištěných vzorků ze slitiny Ti6Al4V pomocí fluorescenční mikroskopie
vyvodit závěry z hlediska využitelnosti 3D tištěných náhrad malých kloubů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Konstrukce zařízení pro modifikaci povrchu vzorku
Design of device for modification of sample surface
Vedoucí práce: Ing. Lukáš Odehnal Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při výzkumu kloubních náhrad je důležité dodržet podobné vstupní parametry experimentů, jako jsou kinematika, zatížení a geometrie náhrady. Geometrie vzorků může způsobit značné rozdíly při experimentech, jako je např. změna rozložení tlaku, nebo velikosti a tvaru kontaktní oblasti. Pro získání relevantních dat je nutné tyto nepřesnosti eliminovat. Navrhované zařízení bude sloužit ke zdokonalení testovaných vzorků z hlediska geometrie a kvality struktury povrchu. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je provést konstrukční návrh a realizovat výrobu zařízení pro modifikaci povrchu vzorku.
analyzovat dostupné vzorky z hlediska geometrie a kvality povrchu
navrhnout zařízení pro úpravu geometrie vzorků
zhotovit 3D model a výkresovou dokumentaci
provést kompletaci zařízení a ověřit jeho funkčnost
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Konstrukční návrh mikrofonního pole
Design of a microphone field
Vedoucí práce: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hluk strojů a zařízení je neustále aktuálním tématem v celé řadě průmyslových oblastí. často nestačí pouze identifikovat nadměrné vyzařování hluku, ale je třeba zjistit odkud je hluk vyzařován. V takovém případě je velmi výhodné použít tzv. mikrofonní pole, které dokáže zachytit akustický signál ve více bodech. Zkonstruování mikrofonního pole rozšíří možnosti akustické laboratoře ÚK. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout mikrofonní pole s těmito parametry: 36 měřicích bodů, optimalizace pro metodu beamforming, spodní měřitelná frekvence méně než 200 Hz.
analýza frekvenčních rozsahů pro měření
definice rozmístění mikrofonů
snadná složitelnost sestavy
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Využití kovového 3D tisku při návrhu tepelných výměníků
Utilization of metal 3D print for design of heat exchangers
Vedoucí práce: Ing. Ondřej Vaverka Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Stejně jako v jiných inženýrských oblastech, i u návrhu tepelných výměníků roste snaha zvyšovat jejich účinnost a zároveň snižovat náklady na výrobu, provoz nebo údržbu. Hledají se nové tvary, nové způsoby, jak usměrnit proudění a nové technologie, které to vše umožní. Jednou z perspektivních cest je využití 3D tisku pro jejich výrobu. Ten umožní jednak výrazně zredukovat počet dílů a výrobních operací a jednak umožní výrobu složitých tvarů, které mohou například maximalizovat teplosměnnou plochu mezi médii. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je popsat dosavadní využití kovového 3D tisku pro výrobu tepelných výměníku se zaměřením na využití specializovaných tvarových prvků pro usměrnění médií nebo modifikaci teplosměnné plochy.
rešerše vědeckých publikací zabývajících se spojením 3D tisku a výměny tepla
rešerše komerčních systémů nabízejících návrh výměníků pro 3D tisk
identifikace hlavních přístupů k řešení konstrukce a jejich omezení
syntéza získaných poznatků a posouzení nejzajímavějších směrů pro případný budoucí výzkum
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Koncepční návrh skladování práškových kovů
Conceptual design of metal powders' storage
Vedoucí práce: Ing. Ondřej Vaverka Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: S rostoucím množstvím slitin vhodných pro kovový 3D tisk vzniká také problém jejich skladování, při kterém by práškový materiál nereagoval se vzdušnou vlhkostí a kyslíkem. V současné době je v laboratorním prostředí kovový prášek skladován v plastových barelech a nízká vlhkost je zajištěna pomocí slikagelů. Toto řešení ale není ideální a práškové materiály i tak podléhají degradaci i když pomalejší. Cíle závěrečné práce: Cílem bakalářské práce je návrh řešení skladování práškových kovů, které by umožňovalo jednoduchou manipulaci s různými materiály, uchovávalo by je pod inertní atmosférou a dokázalo by monitorovat aktuální množství materiálu.
rešerše současných řešení na trhu
revize dřívějších řešení na ÚK
koncept nového řešení splňujícího zadané požadavky
detailní konstrukční návrh vybrané varianty
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Vedoucí práce: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Nevýhodou kvalitních akrylových modelářských barev je fakt, že po určité době bez použití dochází k oddělení pigmentu od pojiva. Proto je třeba před prací barvy dobře promíchat, což je v malém objemu (cca 15 ml) obtížné. Nedostatečně rozmíchaná barva nevytváří uniformní povrch a není použitelné pro metodu airbrush. Konstrukce stolní míchačky umožní dosáhnout vysoké kvality rozmíchání barvy oproti ručnímu protřepání, které modeláři běžně užívají. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je konstrukce stolní míchačky modelářských akrylových barev s těmito parametry: upevnění nejméně jedné lahvičky s barvou, kompatibilní s barvami Vallejo a Citadel, napájení max 12 V. Vzhledem k rozměrům lze uvažovat použití 3D tisku.
navrhnout koncepční řešení míchačky a způsob rozmíchání barvy
zkonstruovat prototyp míchačky
ověřit funkci míchačky
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Mikroroboti na bázi magneticky aktivních polymerů
Magnetically active polymers in robotics
Vedoucí práce: doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D. Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Magneticky aktivní polymery jsou složeny z ferromagnetických mikročástic železa, které jsou spojeny elastomerem. Za pomocí externího magnetického pole lze měnit jejich tuhost, tlumení či rozměry. Míra změny rozměrů je dána velikostí magnetického pole. Zajímavou aplikací těchto materiálů jsou mikroroboti. Mikroroboti využívají tohoto materiálu k pohybu (chůzi, plavání, atd.) či uchopení předmětů a to především v bio aplikacích. Na UK FSI se chceme problematikou zabývat a je nutné se seznámit s existujícími konstrukcemi a jejich výhodami či nevýhodami. Cíle závěrečné práce: Cílem této bakalářské práce je sestavení současného stavu poznání v oblasti magneticky aktivních polymerů a jejich aplikací v mikrorobotice.
konstrukčních řešení mikrorobotů s popisem jejich výhod a nevýhod
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Konstrukce speciálního přípravku pro namáhání krutem při využití univerzálního testovacího stroje
Torsional stress fixture design using a universal testing machine
Vedoucí práce: Ing. Ondřej Vaverka Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: V dnešní době je na trhu řada zařízení, která nabízejí testování materiálů v různých konfiguracích - tah, tlak, ohyb, krut. Posledně zmiňovaný není moc obvyklý a ani příslušenství pro jeho realizaci nenabízejí všichni výrobci. Vlastní konstrukce takovéhoto přípravku by navíc umožnila upínání vlastních vzorků pro potřeby testování strukturovaných materiálů vyráběných kovovým 3D tiskem. Cíle závěrečné práce: Konstrukce specializovaného příslušenství pro univerzální testovací stroj, které by umožnilo testování v krutu a upnutí vzorků strukturovaných materiálů.
rešerše současných řešení na trhu
koncepční návrh způsobu testování na konkrétním univerzálním testovacím stroji
konstrukční návrh přípravku
návrh tvaru vzorků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Realizace testovacího stolu pro výzkum 3D tištěných tepelných výměníků
Realization of testing stand for 3D printed heat exchangers research
Vedoucí práce: Ing. Ondřej Vaverka Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Spojení kovového 3D tisku a aplikací na výměnu tepla je velice progresivní oblast. Pro experimentální ověření nových návrhů tepelných výměníků je ale nutné vhodné testovací zařízení, které je většinou poskládáno přímo na míru daného pracoviště. Cíle závěrečné práce: Sestavit a zprovoznit testovací stůl, který by umožňoval montáž velkého rozsahu tepelných výměníků a měření všech důležitých veličin.
rešerše způsobů měření potřebných veličin a potřebných zařízení
koncepční návrh stolu s vším potřebným příslušenstvím
sestavení testovacího stolu a jeho zprovoznění
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, návrhový výkres, digitální data
Konstrukce vyhřívací platformy pro vakuovou komoru
Design of the heating platform for the vacuum chamber
Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kapalná maziva používá ve vesmírných aplikacích sebou nesou zásadní problém – i přes jedinečné chemické složení dochází ve vakuu k jejich odparu. Testovací komora na ÚK pro měření intenzity odparu ale bohužel nedokáže vyvinout natolik hluboké vakuum jako je ve vesmíru. Intenzitu odparu je nicméně možné uměle navýšit ohřevem testovaného vzorku a tím dojít k výsledku. Cíle závěrečné práce: Konstrukční návrh vyhřívací platformy pro ohřev vzorku maziva ve vakuové komoře.
přehled používaných řešení pro ohřev ve vakuové technice
koncepční návrhy možných řešení ohřevu
volba konceptu a příprava dokumentace pro výrobu/nákup
Testování kluzných povlaků pro vesmírné aplikace
Testing of sliding coatings for space applications
Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Komponenty mechanismů používaných na satelitech či při vědeckých misích musí splňovat náročné požadavky na nízké tření a dlouhou trvanlivost. Téměř ve všech případech je nezbytné před misí otestovat všechny navržené komponenty a řešení v relevantních podmínkách. Na ústavu konstruování je k dispozici vakuový tribometr, který podmínky dokáže zajistit a testování tak umožnit. Cíle závěrečné práce: Návrh a realizace testování konkrétních maziv a povrchů ve vakuovém prostředí
rešerše používaných typů maziv a materiálů komponent mechanismů
návrh průběhu experimentu a podmínek
realizace testování
vyhodnocení dat a volba nejlepších parametrů kluzných vrstev pro konkrétní aplikaci
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Vliv klimatických podmínek na modifikaci tření v kontaktu kola a kolejnice
The influence of climatic conditions on friction modification in wheel-rail contact
Vedoucí práce: Ing. Šimon Skurka Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kolejová doprava se řadí mezi šetrné způsoby přepravy osob, zboží a materiálu a její energetickou efektivitu lze dále navyšovat modifikací tření mezi kolem a kolejnicí. Vysoké tření je nežádoucí z hlediska opotřebení, na druhou stranu je však nezbytné pro efektivní trakci. Za účelem optimalizace tření se na povrch kolejnic nanášejí tzv. modifikátory tření. Nepříznivé okolní podmínky (vlhkost, teplota) mají vliv na výkonnost těchto produktů, není však zřejmé, jak velký. Existuje riziko, že by v důsledku kontaminace modifikátorů tření mohlo dojít k problémům s rozjezdem/brzděním vozidla.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je popsat vliv klimatických podmínek (vlhkost, teplota) na vybrané komerční modifikátory tření.
provést kritickou rešerši vědeckých publikací v oblasti modifikace tření a kontaminace
na základě literatury zvolit vhodné podmínky měření a navrhnout vědecký experiment
experimentálně popsat vývoj součinitele adheze v kontaktech s přítomností modifikátorů tření za různých klimatických podmínek
diskuze získaných poznatků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Konstrukce klimatické komory pro laboratorní tribometr
Design of a climate chamber for a laboratory tribometer
Vedoucí práce: Ing. Šimon Skurka Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: V kolejové dopravě se za účelem optimalizace tření nanášejí na kolejnice maziva, která snižují opotřebení kol a redukují hluk. Kontaminace těchto maziv však může zapříčinit problémy s rozjezdem a brzděním vozidla. Je tedy nutné tato maziva testovat v různých klimatických podmínkách. Testy se provádí na laboratorním tribometru, který však neumožňuje experimenty v podmínkách kontrolované vzdušné vlhkosti a teploty. Je tedy potřeba navrhnout klimatickou komoru, která bude kompatibilní s daným tribometrem a umožňovala by regulaci teploty a vlhkosti vzduchu v rozsahu typickém pro kolejovou dopravu. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout klimatickou komoru na laboratorní tribometr Mini-Traction Machine. Komora musí umožňovat regulování teploty a vlhkosti vzduchu v rozsahu typickém pro oblast zamýšleného využití.
analýza problému a bibliografická rešerše existujících řešení
vypracování koncepčních návrhů možných řešení včetně senzorů a elektroniky
zpracování vybraného návrhu do podoby výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Návrh nástřikového systému pro nanášení MoS2 povlaků na vesmírné komponenty
Design of an injection moulding system for the deposition of MoS2 coatings on space components
Vedoucí práce: Ing. Michal Okál Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Disulfid molybdeničitý (MoS2) patří mezi nejpoužívanější suchá maziva využívaná ve vesmírných aplikacích. Důvodem dominantního zastoupení MoS2 je jeho schopnost poskytovat nízký koeficient tření i při extrémních podmínkách jako jsou kryogenní teploty a vysoké vakuum. Možnými příklady použití jsou kuličková a kluzná ložiska, uvolňovací mechanismy nebo převody. Ovšem, existuje několik možných způsobů nanášení povlaku MoS2, které potom ovlivňuje jejich trilogické vlastnosti. Možnými příklady nanášení jsou Burnishing anebo také Resin-bonded coatings. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem této práce je konstrukční návrh nástřikového mechanismu pro nanášení MoS2 povlaků
rešerše dané problematiky
analýza způsobů nanášení
koncepční návrh zařízení
konstrukční řešení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Konstrukce válečkového šroubu pro vesmírné aplikace
Design of a roller screw for space applications
Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Běžné pohybové šrouby ve vesmírných aplikacích mají značný problém s třením a disipací tepla třením vzniklým. Ideální se proto jeví využití kuličkových či válečkových šroubů, které smykové tření nahradí valivým a výrazně jej sníží. Tyto komponenty jsou bohužel složitější a stále sebou nesou požadavek kvalitního mazání. Cíle závěrečné práce: Konstrukční návrh válečkového pohybového šroubu pro konkrétní vakuovou aplikaci.
přehled používaných řešení pro pohybové šrouby v kosmickém prostředí
koncepční návrhy možných řešení šroubů
volba konkrétního řešení a tvorba výkresové dokumentace pro výrobu
Konstrukce podavače prášku pro multi-materiálový kovový 3D tisk
Powder feeder design for multi-material metal 3D printing
Vedoucí práce: Ing. Filip Grygar Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: V současné době je na Ústavu konstruování vyvíjeno zařízení pro nanášení více druhů kovových prášků pro kovový SLM 3D tisk. Samotné zařízení je vybaveno jen malým zásobníkem na kovový prášek a v průběhu tisku je potřeba jej dosypávat. Z toho důvodu je potřeba vyvinout automatický způsob doplňování prášku a implementovat ho do tiskové komory 3D tiskárny. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout způsob doplňování kovového prášku do zásobníku a následně řešení zkonstruovat.
zpracovat rešerši dávkovacích zařízení a vhodných senzorových systémů
navrhnout a zrealizovat doplňovací systém
odevzdat 3D data a doplňovače prášku
otestovat systém při tisku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Snížení porozity kovových 3D tištěných dílů úpravou proudění inertní atmosféry v tiskárně
Reducing the porosity of metal 3D printed parts by adjusting the inert atmosphere flow in the printer
Vedoucí práce: Ing. Filip Grygar Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Práce se zaměřuje na problém, který se vyskytuje při 3D tisku nerezových ocelí. Tisk probíhá tak, že se na platformu (bed) nanese tenká vrstva kovového prášku a následně se taví laserem. Celý proces probíhá v uzavřené komoře, ve které proudí inertní atmosféra, která mimo jiné slouží k tomu, aby odváděla spaliny vzniklé při tavení laserem. V průběhu tavení prášku laserem mohou navíc z tavené oblasti odlétat velké rozžhavené částečky, které nejsou uneseny inertní atmosférou a dopadají na bed nebo jinou součást a způsobují defekty tisku. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem této práce je popsat vliv proudění inertní atmosféry na porozitu nerezových ocelí. A navrhnout úpravy pro minimalizaci vzniku porozity.
definovat maximální výkon pumpy pro proudění inertní atmosféry
navrhnout způsob měření proudění inertní atmosféry
navrhnout změny v systému proudění a rozvodu inertní atmosféry
určit vliv rychlosti proudění inertní atmosféry
minimalizovat porozitu dílů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Animace programově řízeného tlumení
Animation of program controlled damping
Vedoucí práce: Ing. Filip Jeniš Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro zajištění komfortu jsou dnešní vozidla vybavena tlumiči pérování se stálou úrovní tlumení (pasivní tlumiče). Použitím tlumičů s programově řízenou úrovní tlumení je možné tlumící vlastnosti vylepšit. Pro lepší pochopení funkce programově řízeného tlumení a pro jeho efektnější demonstraci by bylo vhodné funkci tlumiče vizualizovat, a to ve zjednodušeném modelu zvoleného vozidla (automobil, lokomotiva, kolo). Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je vytvoření animace funkce programově řízeného tlumení na modelu zvoleného vozidla.
výběr vozidla a softwarové platformy
tvorba jednoduchého dynamického modelu
vytvoření animace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Návrh přední nápravy pro závodní pneumobil
Design of racing pneumobile front suspension
Vedoucí práce: Ing. Filip Jeniš Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Nejnovější závodní pneumobily týmu Pneumobile Racing Brno mohou být vybaveny odpruženou přední nápravou. Vzhledem k hmotnosti vozidla se pro tuto aplikaci nejlépe hodí cyklistické tlumiče pro zadní kolo. Při použití takového tlumiče v nápravě pneumobilu je nutné zachovat jeho vhodné přepákování. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout přední nápravu pro závodní pneumobil při použití cyklistického tlumiče.
navrhnout konstrukci přední nápravy
navrhout uložení cyklistického tlumiče
navrhout nastavení tlumiče
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Studium tření materiálů pro podešve bot
Friction investigation of materials for shoe outsoles
Vedoucí práce: Ing. David Rebenda, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Uklouznutí a pády osob na kluzkých površích patří k nejčastějším příčinám úrazů s vážnými zdravotními a ekonomickými následky. Uklouznutí je běžně definováno jako ztráta přilnavosti v důsledku nízké adheze, která má za následek skluz mezi podešví obuvi a podlahou či zemí v důsledku nízkého součinitele tření. Ztráta adheze je závislá na materiálu a topografii povrchu podešve či okolním prostředí, které může představovat velmi nepříznivé provozní podmínky, např. zledovatělé a zasněžené venkovní plochy či vodou nebo olejem kontaminované podlahy. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je experimentální popis vývoje součinitele tření v kontaktu mezi botou a podlahou s využitím pin-on-plate simulátoru. Práce bude zaměřena na tribologické chování pryží a elastomerů za podmínek nízké adheze.
provést kritickou rešerši aktuálních vědeckých prací zabývajících se problematikou tření bot
realizovat třecí testy s uvažováním vratného pohybu pro několik typů polymerních materiálů
kriticky zhodnotit výsledky a popsat chování jednotlivých materiálů
diskutovat výsledky v kontextu aktuální vědecké literatury
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Návrh trysky pro nanášení maziva na temeno kolejnice
Nozzle design for top-of-rail lubricant application
Vedoucí práce: Ing. Martin Valena Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při průjezdu vlakové soupravy traťovým obloukem o malém poloměru dochází ke vzniku kvílivého hluku. Tento projev lze snížit například použitím bezkontaktních aplikačních jednotek, které využívají zpravidla metodu nástřiku tzv. top-of-rail maziv. V současné době dochází k rozmachu těchto jednotek a zvýšení poptávky po nich. Kritickou součástí pro dosažení požadované opakovatelnosti a přesnosti nanášené dávky je ovládaná tryska. Komerčně dostupné trysky nevyhovují z hlediska parametrů nebo zástavbových rozměrů, proto vznikl požadavek na vývoj vlastní trysky. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem bakalářské práce je navrhnout konstrukci trysky aplikační jednotky pro nanášení maziva na temeno kolejnice.
rešerše komerčně dostupných trysek
analýza existující trysky a identifikace kritických míst
návrh konstrukčních úprav a konceptů
rozpracování výsledného konceptu do podoby výkresové dokumentace
Experimentální porovnání postupů snižující adhezi na reálné kolejnici
Experimental comparison of adhesion reducing procedures on real rail
Vedoucí práce: Ing. Martin Valena Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kolejová doprava je jedním z nejefektivnějších způsobů přepravy lidí a nákladu. Má ovšem i svá negativa například v podobě nedostatečné trakce na kolejnici, která způsobuje potíže při rozjezdu a brždění kolejových souprav. Zhoršené podmínky na kolejnici se mohou objevit za deště nebo je-li kolejnice pokryta listím. K obnově adhezních podmínek v kontaktu kola a kolejnice se tradičně používá pískování, které má za následek velké opotřebení kola a kolejnice. Aby bylo možné porovnávat jednotlivé materiály sloužící k obnově adheze, je nutné nejprve docílit nízké adheze na kolejnici. Z toho důvodu j Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout optimální způsob s vysokou opakovatelností pro docílení nízké adheze na reálné kolejnici v laboratorním prostředí.
rešerše problematiky docílení nízké adheze v laboratorním prostředí
návrh metodiky testování
experimentální porovnání jednotlivých přístupů
stanovení nejvhodnějšího postupu pro dosažení nízké adheze v laboratorním prostředí
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Konstrukce řešiče Rubikovy kostky
Design of Rubik's Cube Solver
Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Rubikova kostka je populární mechanický hlavolam, který má většinou tvar krychle. Nejznámější je varianta 3x3x3, která se skládá z celkem 26 kostek a 54 barevných ploch. Existuje více než 43 triliónů permutací jejího rozloženého stavu, nicméně jakkoliv rozloženou kostku lze složit do 20 tahů. Realizace konstrukce levného řešiče, který bude schopen složit Rubikovu kostku může pomoci začátečníkům s bezproblémovým složením. Cíle závěrečné práce: Cíle práce je konstrukční návrh a realizace automatického řešiče pro Rubikovu kostku velikosti 3x3x3 užitím mikropočítače a 3D tisku.
analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši existujících řešení a výroby
Experimentální hodnocení charakteristiky přenosného reproduktoru.
Experimental evaluation of the sound characteristic of a portable loudspeaker
Vedoucí práce: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Výrobci přenosných reproduktorů často nadsazují schopnost a kvalitu reprodukce, nebo charakteristiku vůbec neuvádí. V akustické zkušebně lze však zvukovou charakteristiku ověřit a zjistit, jak kvalitně je reproduktor schopen zvukový signál předat posluchači. V rámci řešení práce by se porovnala kvalita reprodukce vybraných vzorků reprosoustav se zaměřením na malé přenosné typy. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je zhodnotit a porovnat zvukovou charakteristiku přenosných reprosoustav s využitím vybavení akustické zkušebny ÚK.
výběr vhodných reprosoustav
určení referenční reprosoustavy
změření charakteristiky vybraných vzorků
porovnání kvality reprodukce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Návrh konstrukce jednoduchého kapilárního reometru
Vedoucí práce: Ing. Arnošt Vespalec Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kapilární reometry jsou zařízení, která slouží k měření reologických vlastností kapalin jako je viskozita a průtoková rychlost, pomocí kapilárního proudění. Tyto přístroje jsou často používány pro kontrolu kvality a vývoj nových produktů pro různou aplikaci v různých odvětvích průmyslu. Hlavním problémem, se kterým se tato práce zabývá, je návrh konstrukce jednoduchého kapilárního reometru pro použití na výzkumné účely. Cíle závěrečné práce: Cílem této bakalářské práce je analyzovat principy měření reologických vlastností kapalin a navrhnout jednoduchý kapilární reometr, který bude schopen měřit reologické vlastnosti kapalin.
zpracovat rešerši zaměřenou na kapilární reometry a analyzovat principy měření reologických vlastností kapalin
návrh konceptů řešení konstrukce kapilárního reometru
selekce vhodného řešení a rozpracování vybraného návrhu do podoby výkresové dokumentace s možnou realizací
Konstrukční návrh manipulátoru pro povlakování vesmírných komponent pomocí MoS2
Design of a manipulator for coating space components with MoS2
Vedoucí práce: Ing. Michal Okál Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: U vesmírných aplikací je tvorba povlaků mnohokrát jedinou možností pro zajištění vhodných tribologických vlastností, jako je nízký koeficient tření. Důvodem jsou extrémní podmínky, jako vysoké nebo nízké teploty a vakuum. Příklady kde lze povlaky nalézt jsou kuličková a kluzná ložiska, uvolňovací mechanismy, a také u spojovacích prvků jako jsou šrouby. Pro vytvoření optimální vrstvy povlaku je zapotřebí, aby byl povlak rovnoměrně nanesen na danou komponentu. V případě komplexnějších tvarů, jako jsou šroubovice musí být proto povlak nanášen z různých směrů. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je konstrukční návrh manipulačního přípravku pro uchycení komponent určených k povlakování pomocí MoS2.
rešerše dané problematiky
analýza způsobu uchycení komponent a nanášení povlaků
koncepční návrh zařízení
konstrukční řešení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Přípravek pro aplikaci tuhých maziv pro kolejovou dopravu
Jig for the application of solid lubricants for rail transport
Vedoucí práce: Ing. Radovan Galas, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Tuhá maziva jsou v kolejové dopravě využívána pro mazání kol za účelem redukce hluku a opotřebení. Tyto tuhé tyčinky jsou aplikovány pomocí jednoduchého pružinového mechanismu, který zajišťuje konstantní přítlak tyčinky na kolo. Pro laboratorní výzkum jsou však tyto zařízení nevhodná z důvodu jejich velikosti a hmotnosti. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout a zrealizovat přípravek pro aplikaci tuhých modifikátorů tření. Navržený přípravek musí být kompatibilní s tribometrem Mini Traction Machine a jeho funkčnost ověřena pomocí jednoduchého experimentu.
provést rešerši zařízení pro aplikaci tuhých maziv v kolejové dopravě
na základě analýzy rešerše navrhnout varianty přípravku a vybrat vhodné řešení
vybranou variantu rozpracovat do podoby výkresové dokumentace
po realizaci otestovat funkčnost přípravku pomocí jednoduchého třecího testu
Testování tuhých maziv pro kolejovou dopravu
Testing of solid lubricants for rail transport
Vedoucí práce: Ing. Radovan Galas, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Tuhá i tekutá maziva pro temeno kolejnice jsou v praxi využívána pro mazání kol za účelem redukce hluku a opotřebení. Testování těchto látek v laboratorním prostředí je velice problematické a proto byla na Ústavu konstruování vyvinuta metodologie pro jejich testování. Tato komplexní metodologie však byla navržena primárně pro tekutá maziva a není tak ověřena její vhodnost pro tuhé kompozice. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je ověřit, zda metodologie pro testování tekutých maziv může být využita i pro tuhá maziva využívaná v kolejové dopravě.
provést rešerši v oblasti testování tuhých maziv v kolejové dopravě
navrhnout vhodnou metodu aplikace tuhých maziv
provést sadu měření dle navržené metodologie a to alespoň pro tři různá maziva
na základě dosažených výsledků verifikovat či modifikovat metodologii pro testování maziv
Konstrukce optického modulu pro kolejovou dopravu
Design of optical module for rail transport
Vedoucí práce: Ing. Radovan Galas, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: V kolejové dopravě jsou pro účely redukce hluku a opotřebení využívány speciální maziva. Tyto komplexní kapaliny jsou zpravidla aplikovány pomocí stacionárních mazníků, které jsou umístěny před traťovým obloukem. Po aplikaci maziva dochází vlivem průjezdu vozidla k jeho roznesení a na kolejnici se tak utvoří tenký mazací film. Ačkoli je tento přístup v reálném provoze již běžně využíván, mechanismus roznesení těchto látek není doposud dobře zmapovanou oblastí. Optický modul představuje jednu z možností, jak tento mechanismus objasnit. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout optický modul pro pro detekci maziva na povrchu kolejnice.
provést rešerši zařízení využívající fluorescenční metodu
navrhnout vhodné koncepční řešení optického modulu
vybrat komponenty pro sestavení optického modulu
vybraný koncept rozpracovat do podoby návrhového výkresu
Materiály pro zvyšování trakce kolejových vozidel
Materials for traction enhancement of rolling stock
Vedoucí práce: Ing. Radovan Galas, Ph.D. Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: V kolejové dopravě dochází vlivem kontaminace k propadům tření, což vede k problémům s trakcí a brzděním vozidel. Tento problém se v současné době řeší přivedením písku do kontaktu kola a kolejnice, čímž dojde k okamžitému nárůstu součinitele tření. Proces pískování je však doprovázen řadou negativních efektů, jako např. prašnost, degradace povrchů a v neposlední řadě také nutnost aplikovat poměrně velké množství písku. Z tohoto důvodu probíhá snaha o nahrazení písku vhodnějším materiálem. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je zpracovat přehled materiálů pro zvyšování trakce kolejových vozidel.
provést rešerši vědeckých prací zaměřených na problematiku zvyšování trakce/adheze u kolejových vozidel
u vybraných prací provést analýzu použitých materiálů a popsat jejich pozitivní i negativní vlastnosti
provést kritickou analýzu získaných poznatků a nastínit možnosti dalšího vývoje v oblasti zvyšování trakce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Porovnání metod tvorby „speckle patternu“ na vzorcích pro DIC
Comparison of "speckle pattern" application methods for DIC samples
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Koutecký, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Metoda DIC je optická metoda používaná pro deformační analýzu vzorků, často pro stanovení mechanických vlastností materiálu z tahových vzorků. Kvalita analýzy se odvíjí mimo jiné i od kvality vzoru, tzv. speckle patternu na povrchu vzorku. Standardním způsobem vytvoření tohoto vzoru je nástřik airbrushovou pistolí, ale v úvahu připadají i další metody, které by mohly vzor vytvořit rychleji nebo s lepší kvalitou. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je porovnat metody, pomocí kterých by bylo možné vytvořit na 3D tištěných plastových a kovových vzorcích požadovaný vzor, z hlediska kvality vytvořeného vzoru a dalších jejich výhod a omezení.
identifikace možných metod nanášení speckle patternu
návrh experimentálního porovnání metod
realizace experimentálních měření
vyhodnocení dosažených výsledků a vyvození závěrů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Porovnání laserového skeneru a proužkové projekce pro skenování problematických povrchů
Comparison of laser and fringe projection 3D scanner for scanning of problematic surfaces
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Koutecký, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: V průmyslu je obecně známo, že opticky problematické povrchy, zejména tmavé a lesklé, jsou snáze skenovatelné pomocí laserových 3D skenerů než pomocí skenerů s proužkovou projekcí. U problematických povrhů lze pro oba typy skenerů jejich optické vlastnosti zlepšit pomocí dočasného zmatnění speciálními nástřiky. Vliv použité metody na dosažené výsledky skenování a vliv zmatnění pro obě metody však nejsou kvantifikovány. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je kvantifikovat vliv použité metody na skenování problematických povrchů zvolených dílů a kvantifikovat také vliv použití zmatňujících nástřiků pro obě metody.
výběr dílů určených pro porovnání
návrh metodiky experimentálního porovnání skenovacích metod
realizace experimentálních měření pomocí 3D skenerů ATOS III Triple Scan a Scantech Simscan
zpracování naměřených dat a vyhodnocení výsledků měření
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Vývoj nástroje pro pozicování dílu pomocí videoprojekce
Development of a part positioning system using video projection
Vedoucí práce: Ing. Tomáš Koutecký, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při úlohách jako je například automatický nástřik dílů je kritické, aby stříkaný díl byl umístěný ve stejné pozici v reálném prostoru jako v prostoru virtuálním. Tím je zajištěno, že při průjezdu drah vygenerovaných pro systém pozicování (např. robota) nedojde ke kolizi s dílem. Správné umístění dílu obsluhou může být zajištěno např. pomocí projekce kontury dílu, s níž musí obsluha konturu skutečného dílu souhlasně ustavit. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout, sestavit a otestovat systém využívající videoprojekci a kameru pro asistenci správného ustavení dílu.
navrhnout a sestavit testovací stand zahrnující projektor, kameru a magnetický sloupek pro umístění dílu
navrhnout a implementovat vhodnou metodu využívající CAD model dílu, videoprojekci a snímání kamerou
realizovat experimentální ověření na vybraných dílech
analyzovat dosažené výsledky a vyvodit závěry
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Konstrukce zařízení pro testování kloubových axiálních ložisek
Design of a rig for testing of thrust spherical plain bearings
Vedoucí práce: Ing. Milan Omasta, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kloubová axiální ložiska jsou určena pro přenos velkého zatížení při malém kyvném pohybu. To vede na specifické podmínky v kontaktu těles. Jedním z důležitých parametrů je třecí moment v ložisku při zahájení pohybu (tzv. statický součinitel tření). Pro jeho stanovení není vzhledem k vysokému zatížení a kyvnému pohybu možné použít běžná univerzální zkušební zařízení. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je zkonstruovat zkušební zařízení umožňující stanovit součinitel tření při kyvném pohybu kloubového axiálního ložiska při reálném zatížení. Uvažováno bude kloubové ložisko s průměrem čepu 20 mm a únosností do 80 kN.
rešerše používaných zkušebních zařízení a jejich parametrů
konstrukční návrh zařízení a výběr vhodných komponent
příprava výrobní výkresové dokumentace a cenová rozvaha
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, digitální data
Konstrukce zvlhčovací jednotky
Humidification unit design
Vedoucí práce: Ing. Milan Omasta, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro úpravu vlhkosti prostředí při různých laboratorních testech se využívají generátory vlhkého vzduchu. Ty většinou pracují na principu ultrazvukových membránových zvlhčovačů a využívají PID regulaci k dosažení požadované hodnoty vlhkosti. Speciální zařízení určená k tomuto účelu pro testovací stroje jsou velmi drahá a dostupnější zvlhčovače naopak nejsou vhodné vzhledem k parametrům (výkon, zástavbové rozměry a možnosti regulace). Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je návrh a realizace jednotky pro zvlhčování vzduchu s využitím ultrazvukových membránových zvlhčovačů s celkovým výkonem 1,5 l/h. Součástí bude nucená cirkulace vzduchu a regulace vlhkosti pomocí PID regulátoru.
rešerše dostupných zařízení, jejich parametrů a způsobů regulace vlhkosti
konstrukční návrh zařízení a výběr vhodných komponent
realizace a zprovoznění zařízení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data
Digitální dvojčata v kolejové dopravě
Digital twins in rail transport
Vedoucí práce: Ing. Milan Omasta, Ph.D. Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Digitální dvojče je definováno jako virtuální reprezentace fyzického stroje, zařízení nebo procesu, která umožňuje na základě aktuálních dat z provozu stanovit nebo předpovědět stav jeho částí i celku. V oblasti kolejové dopravy se tento koncept uplatňuje v různých podsystémech, zejména pak při správě infrastruktury a provozu kolejových vozidel, zejména autonomních. Většina těchto aplikací je na úrovni ověřování konceptu a na masívnější nasazení tyto technologie stále čekají. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je poskytnou přehled existujících přístupů a trendů využívajících digitální dvojčata v provozu kolejových vozidel a intrastruktury, a to na základě rešerše dostupných informací a nejnovějších odborných článků.
sběr informací z veřejně dostupných zdrojů a odborných článků
zpracování rešerše a rozdělení do relevantních oblastí
diskuze, vyvození závěrů a prognóza vývoje v této oblasti
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Konstrukční úprava zařízení pro měření tření za vysokých tlaků
Vedoucí práce: Ing. Daniel Kvarda Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Měření tření za vysokých kontaktních tlaků má specifické požadavky na tuhost konstrukce a měření třecích a zatěžujících sil. Konstrukční úprava dostupného zařízení RMAT-3 by umožnila přesnější a spolehlivější měření sledovaných veličin. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je navrhnout konstrukční úpravu vysokotlakého torzního reometru, aby bylo možné přesně snímat třecí a zátěže síly spolu s posunutím měřeného vzorku.
analýza současných řešení vysokotlakých tribometrů
Vliv nanoaditiv na tření a opotřebení v kritických podmínkách provozu strojů
The effect of nanoadditives on friction and wear in critical conditions of machine operation
Vedoucí práce: Ing. Petr Šperka, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Snižování tření a opotřebení je aktuální problém, kterým se snažíme prodloužit životnost a zvýšit efektivitu chodu strojů. Přidávání aditiv do maziv je běžnou praxi pro zajištění stabilního chodu v kritických podmínkách, kterými jsou stavy při rozjezdu, přetížení, nebo při dočasnému omezení dodávky maziva do strojního uzlu. Vývoj na poli nanočástic poskytuje nové cesty jak zlepšit výkonnost strojů. Práce se týká realizace experimentů na univerzálním tribometru a vyhodnocení opotřebení pomocí optického profilometru. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zjistit vliv nanoaditiv přidaných do maziv na tření a opotřebení v podmínkách, které simulují kritický stav chodu strojních součástí, jako jsou ložiska, ozubená kola nebo vačky.
zpracovat přehled v oblasti nanoaditiv
navrhnout experiment a zvolit vzorky
realizovat experimenty a vyhodnotit výsledky
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Metodika měření viskozity plastických maziv
Methodology of grease viscosity measurements
Vedoucí práce: Ing. Petr Šperka, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Plastická maziva jsou stále více používaná jako celoživotní náplň ložisek a dalších strojních součástí. Mazivo musí zajistit kvalitní mazání, které ovlivňuje servisní interval výměny součásti. V poslední době se ukazuje, že viskozita a mez toku plastického maziva výrazně ovlivňují funkci maziva a výsledné mazání. Pro výzkum a vývoj, který realizujeme na pracovišti je proto nezbytné realizovat měření těchto parametrů na zařízení dostupném v laboratoři. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je implementovat a ověřit metodiku měření viskozity a meze toku plastických maziv na laboratorním rotačním viskozimetru Haake RV1.
zpracovat přehled v oblasti reologických vlastností plastických maziv a jejich měření
navrhnout vhodnou testovací konfiguraci, cyklus měření a zpracování výsledků
ověřit opakovatelnost a reprodukovatelnost měření
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Konstrukce dvouosého snímače zatížení pro univerzální tribometr
Design of dualaxis load cell for universal tribometer
Vedoucí práce: Ing. Petr Šperka, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro vývoj nových materiálů a technologií mazání je nezbytné mít možnost rychlého a levného testování v laboratorních podmínkách. To poskytují univerzální tribometry, které představují první úroveň ve vývoji konstrukce strojů s tribologickými rozhraními. Dvouosý snímač zatížení měří třecí a normálovou sílu a tudíž je důležitou součástí zařízení. Hlavními parametry snímače je tuhost, citlivost, linearita a nezávislost os. Přesné a citlivé kapacitní senzory přiblížení umožňují konstrukci snímače, který má lepší parametry, měnitelný rozsah a ochranu proti přetížení. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout konstrukci dvouosého snímače sil pro univerzální tribometr Bruker UMT Tribolab, který využívá kapacitních snímačů přiblížení. Snímač má umožnit snadnou změnu rozsahu, mít zvýšenou tuhost a ochranu proto přetížení.
zpracovat přehled konstrukce deformačních členů využívaných pro konstrukci snímačů sil
navrhnout konstrukci snímače splňující parametry
ověřit tuhost, únosnost a linearitu snímače pomocí MKP simulací
Konstrukce upínacích přípravků pro testování na univerzálním tribometru
Design of sample holders for testing on universal tribometer
Vedoucí práce: Ing. Petr Šperka, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Testování materiálů a maziv v laboratorním měřítku je nedílnou součástí vývoje technologií pro tribologická rozhraní v konstrukci různých strojů. Nejběžnejší testovací konfigurace jsou pin-on-disk a pin-on-plate, kde pinem je kulička nebo plochý pin. Pro snížení času přípravy měření je důležité být schopen upnout vzorek různých rozměrů plochých čtvercových, obdélníkových a kruhových vzorků. Práce se zabývá konstrukcí upínacích přípravků pro dva univerzální tribometry. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout, realizovat a ověřit univerzální přípravky pro upnutí vzorků různých rozměrů a tvarů do zařízení Bruker UMT Tribolab a RTEC MFT pro testovací konfigurace pin-on-plate a pin-on-disk.
zpracovat přehled používaných principů a specifikovat požadavky na přípravky
navrhnout konstrukci přípravků pro vzorky různých tvarů a rozměrů
Možnosti programovatelných struktur na textilii pomocí 3D tisku
Possibilities of programmable structures on textiles using 3D printing
Vedoucí práce: Ing. Arnošt Vespalec Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: 3D tisk na textilii se objevil jako nová technologie v posledních letech a nabízí široké spektrum možností v oblasti oděvního průmyslu, architektury, medicíny a dalších. S rozvojem 3D tisku na textilii se však také objevují nové výzvy, jako například přesnost tisku, využití materiálů a možnosti programování tvarů. Analýzou literatury a současného stavu bude možné získat přehled o možnostech, ale také o limitech této technologie pro budoucí využití. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je provést průzkum relevantní literatury a analyzovat současný stav využití 3D tisku struktur na textilii s ohledem na její potenciální aplikace v různých průmyslových odvětvích.
zpracovat přehled využití 3D tisku na textilii a souvisejících technologií
zpracovat přehled programovatelných 3D tisknutelných struktur na textilii
zhodnotit výhody a nevýhody 3D tisku struktur na textilii v porovnání s jinými technologiemi v tomto odvětví
vytvořit základ pro další výzkum a vývoj v této oblasti
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Kompenzace smrštění při velkorozměrovém 3D tisku polymerů
Shrinkage compenstaion of polymers during large scale 3D printing
Vedoucí práce: Ing. Martin Krčma Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pomocí robotického ramene osazeného extruderem lze realizovat 3D tisk v měřítku 1-2 metrů. Problémem při tisku v tomto rozměru je smrštění vyvolané rozdílnými teplotami během tisku. Toto smrštění se značně liší mezi typy termoplastů a různými přísadami, a může být ovlivněno procesními parametry, například
rychlostí chlazení. V rámci této práci budou testovány metody kompenzace smrštění, jako jsou změny procesních parametrů, modifikace trajektorie a tiskové podložky. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je testování metod kompenzace smrštění pomocí curl-bar testu při velkorozměrovém tisku polymerů.
Konstrukce průzkumného robota pro výzkum vodních propastí
Construction of an exploration robot for water chasm research
Vedoucí práce: Ing. David Škaroupka, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Práce řeší problém vhodné koncepce a konstrukce průzkumného robota (mini-ponorky) pro Hranickou propast, jejíž dno zatím nebylo nalezeno. Předpokládá se spolupráce se studentským týmem strojLAB a zapojení do projektu ARGO, v rámci kterého již vznikají první prototypy zařízení. V práci bude využito zázemí strojLAB, předpokládá se prototypování a ověřování navržených koncepcí pomocí 3D tisku. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout konstrukční řešení průzkumného robota - ponorky pro výzkum hlubin Hranické propasti.
identifikace koncepčních řešení zajišťující vysokou spolehlivost provozu
konstrukční řešení průzkumného robota
rozměrové a funkční ověření klíčových komponent návrhu, nebo celého těla zařízení
Návrh konstrukce zařízení pro recyklaci plastových láhví a extruzi strun pro 3D tiskárny
Equipment design for reprocessing plastic bottles and extruding filaments for 3D printers
Vedoucí práce: Ing. Arnošt Vespalec Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Recyklace plastů je velmi důležitým tématem, který se týká každého z nás. V dnešní době se spotřebovává velké množství plastů, a proto je nutné najít způsoby, jak s nimi zacházet co nejekologičtěji. Jedním z možných řešení je využití speciálního zařízení, které umožní recyklaci plastových láhví a extruzi strun pro 3D tiskárny. Tento způsob recyklace plastů by mohl být vhodný pro použití v domácnostech, malých laboratořích nebo v menších podnicích. Díky tomuto zařízení by se plastové lahve nemusely vyhazovat do odpadu, ale mohly by být recyklovány a znovu použity. Cíle závěrečné práce: Cílem této práce je navrhnout a sestrojit zařízení, které bude schopné recyklovat plastové lahve a extrudovat z nich struny pro 3D tiskárny. Zařízení by mělo být jednoduché na obsluhu a údržbu, a zároveň by mělo být dostatečně výkonné, aby dokázalo zpracovávat dostatečné množství plastů.
analýza technických parametrů existujících zařízení pro recyklaci plastů
návrh konceptů řešení konstrukce zařízení pro recyklaci plastů a extruzi strun pro 3D tiskárny
selekce vhodného řešení a rozpracování vybraného návrhu do podoby výkresové dokumentace s možnou realizací
testování funkčnosti zařízení a optimalizace jeho parametrů
Mechanické vlastnosti velkorozměrových 3D tištěných dílů
Mechanical properties of large scale 3D printed parts
Vedoucí práce: Ing. Petr Křivohlavý Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro 3D tisk velkorozměrových dílů je charakteristické využití trysek větších průměrů a vyšších vrstev pro snížení výrobního času a navýšení produktivity výroby. Pro takto tištěné díly nejsou zcela známy pevnostní charakteristiky. Je tak třeba zjistit pevnostní charakteristiky vhodných materiálů. Zároveň se předpokládá nalezení vhodných procesních parametrů pro zvýšení těchto charakteristik pro vybrané materiály pomocí robotického 3D tisku. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je zjistit pevnostní charakteristiky velkorozměrových 3D tištěných dílů a jejich porovnání s výsledky ze stolních FDM tiskáren.
rešerše materiálů, mechanického testování 3D tištěných dílů
návrh experimentů a metodiky
tisk testovacích těles
vyhodnocení výsledků a jejich interpretace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol, digitální data
Konstrukce lamelového stolu jako tiskové podložky pro robotický velkorozměrový 3D tisk
Design of lamellar table as printing pad for robotic large scale 3D printing
Vedoucí práce: Ing. Petr Křivohlavý Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: U 3D tisku dochází při chladnutí materiálu ke smršťování dílů, což může vést k jejich kroucení a ztrátě adheze k podložce. U velkorozměrového 3D tisku jsou tyto jevy ještě znásobeny velikostí tištěných dílů a množstvím tepla v materiálu. Jedním z možných řešení je využití lamelových stolů, kdy první vrstva, případně podpora v podobě „raftu“, zateče mezi lamely a dojde k tvarovému spoji mezi výtiskem a podložkou. Taková podložka však musí také umožnit snadné odebrání dílu, ke kterému nejčastěji dochází přerušením tvarového spoje pohybem lamel. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je návrh lamelového stolu sloužícího jako tisková podložka pro velkorozměrový 3D tisk
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Konstrukce a výroba rámu jízdního kola na míru
Custom bicycle frame design and manufacture
Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Není cyklista jako cyklista a stejně tak neexistuje kolo, které by přesně splňovalo všechny individuální představy širokého spektra uživatelů. Jízdní kolo na míru je dobrá možnost pro uživatele, který chce mít kolo přesně odpovídající jeho tělesným proporcím, nebo pro někoho, kdo má nezvyklé požadavky. Další důvod může být individuální přístup a možnost mít pod kontrolou všechny detaily, výsledkem je pak unikátní stavba kola. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je konstrukce a výroba rámu jízdního kola dle individuálních požadavků uživatele s ohledem na ergonomii, životnost a tuhost rámu.
analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši existujících technologií výroby, používaných materiálů a geometrií
určit individuální geometrii pomocí bikefitu
vypracovat koncepční návrhy možných řešení
rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
SpaceX Falcon: vibrační odolnost ložisek v nákladovém prostoru nosiče
SpaceX Falcon: vibration design of payload bearings
Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při vynášení umělých družic na oběžnou dráhu je náklad v nosiči vystaven intenzivním vibracím, které mohu citlivé komponenty poškodit. U ložisek je nutné zajistit jejich správné předepnutí tak, aby při vibracích nedošlo k jejich poškození vibracemi. Toto předepnutí je nutné správně navrhnout vzhledem k požadovanému typu nosiče a parametrům nákladu. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout ložisko a jeho předepnutí pro vynesení nosičem Falcon heavy na nízkou oběžnou dráhu.
přehled výpočtových řešení pro analýzu vibrací
přehled metod předepínání ložisek ve vesmírných
návrh geometrie ložiska a velikosti jeho předepnutí pro konkrétní aplikaci
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Navýšení výkonu závodního pneumobilu Typhoon
Performance improvement of racing pneumobile Typhoon
Vedoucí práce: Ing. Michal Michalec Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Studentský tým Pneumobil Racing Team Brno již několik let vyvíjí závodní vozidla poháněné výhradně stlačeným vzduchem s tlakem v okruhu 1 MPa, se kterými se každoročně účastní mezinárodní soutěže pneumobilů. Hlavní pohonnou jednotkou je píst, který uvádí vozidlo do pohybu. Píst pracuje v různých režimech volených dle závodní disciplíny, přičemž jednou z disciplín je maximální dojezd vozidla na daný objem vzduchu uloženého v tlakové láhvi. Optimalizací řídícího programu regulujícího přívod vzduchu je možné docílit lepšího výkonu vozidla. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je experimentálně analyzovat parametry pneumatického okruhu v závodním režimu "arcade" a stanovit optimální provozní parametry pro navýšení výkonu vozidla.
analyzovat pneumatický okruh a navrhnout způsob měření
implementovat senzory do pneumatického okruhu
provést měření s pneumobilem na testovacím okruhu
stanovit optimální provozní parametry dle získaných výsledků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Design krytu extruderu pro robotický 3D tisk
Design of Extruder Cover for Robotic 3D Printing
Vedoucí práce: Ing. Eva Fridrichová, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jednou z nejprogresivnějších technologií současnosti je 3D tisk. U robotického 3D tisku má extruder funkci koncového efektoru, tedy tiskové hlavy. Robotický 3D tisk je vhodný pro velkoformátové aplikace. Kryt tiskové hlavy chrání obsluhu před neúmyslným kontaktem s nebezpečnými částmi konstrukce, má estetickou funkci a chrání před znečištěním vnitřních komponent. Umožňuje také uchycení vodící kabeláže a chlazení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design krytu tiskové hlavy určené pro zpracování materiálu ve formě pelet v návaznosti na 3D model existujícího extrudéru s těmito parametry: kompaktní a odolný design s využitím v průmyslu. Materiál krytování: ocelový plech, kompozit nebo plast.
definovat důležité parametry (bezpečnost, montáž, demontáž)
vytvořit estetický a ergonomický design krytu tiskové hlavy dle dostupného 3D modelu
navrhnout barevnost a grafické prvky v souladu s funkcí přístroje
zahrnout příslušenství (například světelná signalizace, systém přívodu materiálu, kabeláž, senzorika)
zohlednit vyrobitelnost a ekonomickou nákladnost procesu výroby
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Analýza vlivu vybíjecích drážek hydrostatického ložiska s využitím CFD simulace
Analysis of discharge grooves influence in hydrostatic bearing pocket using CFD simulation
Vedoucí práce: Ing. Michal Michalec Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hydrostatická ložiska fungují na principu dodávání tlakové kapaliny do buňky hydrostatické kapsy přes vtokový otvor, čímž je vytvářen souvislý mazací film zcela oddělující kluzné plochy. Tento typ ložisek se používá ve velkém rozsahu velikostí, od malých vřeten soustruhů, přes velkoplošná obráběcí centra, až po obří teleskopy. Tvar kapes hydrostatických ložisek výrazně ovlivňuje provozní parametry uložení, stabilitu a ekonomičnost provozu. Zhodnocení vlivu vybíjecích drážek více-buňkové kapsy by mohlo pomoci zlepšit stabilitu uložení a navýšit efektivitu hydrostatického uložení. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je analyzovat vliv vybíjecích drážek v kluzné ploše kapsy hydrostatického ložiska na provozní parametry s využitím CFD simulace.
zpracovat rešerši zaměřenou na modelování proudění u hydrostatických ložisek
navrhnout okrajové podmínky pro CFD simulaci dle rešerše
provést CFD simulaci čtyř-buňkové kapsy s vybíjecími drážkami a bez nich
provést experimentální měření pro obě konfigurace
porovnat a zhodnotit získané výsledky
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Lokální implantáty kyčle a kolena
Local hip and knee implants
Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D. Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Léčba artrózou postižené kyčle a kolena pomocí totální náhrady (endoprotézy) je ortopedy považována za velmi úspěšnou chirurgickou metodu současnosti. Nicméně životnost totálních náhrad je omezená (10-15 let) a pro stále stárnoucí populaci je zapotřebí oddálit implantaci náhrady do pozdějšího věku pacienta. Jako efektivní řešení se jeví lokální implantáty, které nahradí jen menší, poškozenou část kloubní chrupavky a kostní tkáně. Smyslem této bakalářské práce je zmapovat aktuální vývoj lokálních implantátů velkých kloubů člověka s ohledem na jejich biomechanické a biotribologické chování. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zmapovat aktuální vývoj lokálních implantátů velkých kloubů člověka s důrazem na konstrukční, materiálové, biomechanické a biotribologické aspekty vývoje.
stručný přehled o onemocnění velkých kloubů artrózou a možnostech její léčby
stručný přehled výhod a nevýhod totálních náhrad velkých kloubů člověka
detailní přehled aktuálních typů, konstrukcí a materiálů lokálních implantátů velkých kloubů včetně ortopedických aplikací
nástin zásadních trendů budoucího vývoje lokálních implantátů z pohledu tribologie třecího páru
nástin zásadních trendů budoucího vývoje lokálních implantátů z pohledu jejich aditivní výroby pomocí 3D tisku kovů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Design klimatické komory pro výrobu hydrogelu
Design of Climatic Chamber for the Production of Hydrogel
Vedoucí práce: Ing. Eva Fridrichová, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Klimatická komora je zařízení pro zajištění specifických klimatických podmínek, tedy k přesné regulaci vlhkosti prostředí a teploty. Hydrogel se v praxi používá například pro výrobu kontaktních čoček nebo jako náhrada kloubní chrupavky. K výrobě hydrogelu je zapotřebí přesně kontrolovat klimatické podmínky. Stolní typ klimatické komory se skládá z podstavy, funkčního prostoru, dvířek a ovládacího panelu. Bakalářská práce bude řešena v souladu s konstrukčním řešením klimatické komory dle dostupného 3D modelu vnitřních součástí a nosné konstrukce. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design klimatické komory pro výrobu hydrogelu v návaznosti na konstrukční řešení přístroje s těmito parametry: kompaktní a odolný design se snadným ovládáním a využitím v laboratořích s objemem komory přibližně 25 l a celkovými rozměry (400 x 250 x 250) mm.
definovat důležité parametry (bezpečnost, životnost, materiály)
vytvořit esteticky a ergonomický design krytování klimatické komory dle dostupného 3D modelu
navrhnout barevnost, ovládací a grafické prvky v souladu s funkcí přístroje
zahrnout příslušenství (například stojan na vzorky, grafické rozhraní displeje)
zohlednit vyrobitelnost a ekonomickou nákladnost procesu výroby
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design ruční kotoučové řezačky na textil
Design of Electric Round Knife Cloth Cutter
Vedoucí práce: Ing. Dana Rubínová, Ph.D. 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 přesnější vedení řezu. Trendy směřují k maximalizování komfortu práce zejména v oblasti manipulace. Hlavním úkolem bývá optimální vyřešení rukojeti ve vazbě na rozložení hmotnosti nástroje. 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. Kvalitně vyřešená ergonomie úchopové části by měla navýšit uživatelský komfort v profesionálním prostředí.
studium procesu řezání textilií s cílem identifikace problematických oblastí
kompaktní tvarování vycházející z funkce i prostředí použití
zajištění uživatelského komfortu, důraz na ergonomii 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 stojanového plynového grilu
Design of Standing Gas Grill
Vedoucí práce: Ing. Dana Rubínová, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedním z moderních trendů současnosti je kontakt s přírodou, který s sebou přináší poptávku po kempingovém a outdoor vybavení. Venkovní gril je standardně vybaven plynovými hořáky, grilovací vanou s víkem a odkapávací nádobou. Jeho součástí je mobilní stojan i víceúčelová odkládací plocha s prvky pro uložení či zavěšení grilovacího nářadí a potřeb. Vnitřní tác je nerezový, ostatní části převážně ocelové. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh koncepčního designu plynového grilu na mobilním stojanu, který splní požadavky na venkovní použití, snadnou manipulovatelnost i vysoké nároky na snadné čištění. Celková šířka grilu nepřesáhne 1300 mm.
studium venkovního grilování s cílem identifikace problematických oblastí
inovativní tvarování, funkční a odolný design
umožnění snadné přepravy a rychlé instalace na místě použití
splnění požadavků na hygienu a bezpečný provoz
prokázání funkčnosti, ergonomičnosti i realizovatelnosti návrhu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design automatického dávkovače vody pro domácí zvířata
Design of Automatic Water Dispenser for Pets
Vedoucí práce: Ing. Dana Rubínová, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Automatický dávkovač vody je zařízení umožňující výdej vody domácím mazlíčkům v přednastaveném čase a množství, které vypomáhá s péčí o zvíře zejména za nepřítomnosti majitele v domě či bytě. Nejvybavenější modely fontán na současném trhu jsou vybaveny filtračním zařízením nebo UV sterilizátorem. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je návrh koncepčního designu automatického dávkovače vody pro domácí zvířata s důrazem na funkčnost a kompaktní design plnící vysoké hygienické nároky. Chytrá fontána bude umožňovat vzdálenou podporu napájení, objem nádoby bude maximálně 5 l.
návrh designu naplňujícího funkční, ergonomické a hygienické aspekty
důraz na uživatelsky vstřícné ovládání, plnění zásobníku i údržbu
zajištění ochrany zařízení proti nežádoucímu zacházení ze strany zvířete
volba vhodného materiálového i barevného řešení odpovídajícího účelu použití
prokázání funkčnosti, ergonomičnosti i realizovatelnosti návrhu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design elektrického domácího odvlhčovače
Design of Electric Domestic Dehumidifier
Vedoucí práce: Ing. Dana Rubínová, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Současným trendem v domácnostech je péče o zdravé ovzduší bez nadbytečné vlhkosti, nezbytnou je optimalizace vlhkosti vzduchu v případech alergiků či astmatiků. Stávající odvlhčovače pracují na principu kondenzace nebo adsorpce, volba technologie odvlhčování závisí na teplotních poměrech příslušného prostoru. Cena elektrických odvlhčovačů se odvíjí od jejich účinnosti a vybavenosti užitečnými funkcemi. Hlavními problémy některých typů je jejich hlučnost nebo problematická manipulace při vyprazdňování nádržky. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je koncepční design elektrického domácího odvlhčovače menších rozměrů umožňujícího efektivní odvlhčení místností s plošnou výměrou do 30 m2 a nádržkou o objemu maximálně 2 litry.
studium způsobů snižování vlhkosti vzduchu v místnostech s cílem identifikace problematických oblastí
návrh inovativního funkčního designu
snadné ovládání i manipulace s nádržkou
volba vhodného materiálového i barevného řešení odpovídajícího účelu použití
prokázání funkčnosti, ergonomičnosti i realizovatelnosti návrhu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design akumulátorových nůžek na trávu
Design of Cordless Grass Shears
Vedoucí práce: akad. soch. Josef Sládek, ArtD. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Akumulátorové nůžky na trávu jsou určeny pro přesné stříhání okrajů trávníku, zejména v místech kam se nelze dostat sekačkami a pro tvarování menších živých plotů a keřů. Důležitou roli zde hraje ergonomie madla, nůžky v různých pozicích vyžadují flexibilní způsoby uchopení. Žádoucí je přiměřená robustnost řešení pro práci v exteriéru. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design akumulátorových nůžek na trávu a keře s délkou lišty 80 - 120 mm s integrovaným akumulátorem typu Li-ion. Předpokládána je sériová výroba s využitím plastových výlisků. Cílovou skupinu tvoří majitelé zahrad a zahrádek.
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky nůžek na trávu
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design akumulátorových zahradních nůžek
Design of Electric Pruning Shears
Vedoucí práce: akad. soch. Josef Sládek, ArtD. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Akumulátorové zahradní nůžky slouží pro prostřihávání všech druhů ovocných i okrasných stromů a keřů. Jsou určeny zejména pro využití v zahradnictví, sadovnictví, ovocnářství a vinohradnictví. Důležitými aspekty tématu jsou ergonomie madla, bezpečnost práce a robustnost návrhu. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je design akumulátorových zahradních nůžek pro prostříhávání větví až do ⌀ 30 mm s výměnnou Li-Ion baterií. Jedná se o dvoučepelové nůžky pro profesionální práci v daných oblastech. Cílovou skupinu tvoří zahradníci, sadaři a vinohradníci.
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky akumulátorových zahradních nůžek
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design digitální klenotnické váhy
Design of Digital Jewellery Weighing Scale
Vedoucí práce: Ing. Dana Rubínová, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Klenotnické váhy jsou vysoce přesná zařízení využívaná v klenotnických dílnách i prodejnách. Nezbytností je kryt vážící plochy zabraňující ovlivnění vážení proudícím vzduchem. Standardně bývají váhy vybaveny displejem a napájeny bateriemi, modernější typy i pomocí microUSB adaptéru. Z tvarového hlediska bývá problémem vizuální nekompaktnost vážící platformy a otevíratelného průhledného krytu.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je návrh koncepčního designu digitální mikrováhy určené pro klenotnické vážení. Váha bude umožňovat velmi přesné stanovení hmotnosti šperků, drahých kovů a kamenů. Vážící plošina o průměru do 10 cm bude kryta otevíracím víkem. Zařízení bude určeno převážně pro profesionální uživatele.
studium procesu vážení předmětů s velmi nízkou hmotností s cílem identifikace problematických oblastí
návrh inovativního tvarování splňujícího funkční aspekty
volba vhodného materiálového i barevného řešení odpovídajícího účelu i prostředí použití
prokázání funkčnosti, ergonomičnosti i realizovatelnosti návrhu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design hopsadla pro děti
Design of children's hopper
Vedoucí práce: doc. Ing. arch. Jan Rajlich Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Dětské hopsadlo nabízí možnost pohybu a motorického rozvoje dítěte. Princip této pomůcky tvarované nejvíce do podoby různých zvířátek vychází v podstatě z rehabilitačních cvičících míčů určených i pro dospělé. Dalším směrem jsou skákadla, které využívají pružinového způsobu odpérování. U závěsného skákadla jde o určité spojení houpačky a chodítka. Výrobek je určen pro děti od 3 let. Cíle závěrečné práce: Designérské řešení výrobku - hopsadla či skákadla, které předškolním dětem umožní pohyb a motorický rozvoj.
analyzovat současnou produkci hopsadel a skákadel z hlediska konstrukce, ergonomie a tvarového řešení
navrhnout vlastní autorský design výběrem z variantních řešení
realizovat designérský model v měřítku
prokázat realizovatelnost, ergonomičnost a funkčnost designu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design budíku
Design of Alarm Clock
Vedoucí práce: doc. Ing. arch. Jan Rajlich Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Analýza a návrh designu budíku jako zajímavého autorského objektu. Návrh se zaměří na různé individuální možnosti terchnického a výtvarného řešení včetně volby materiállů, nicméně musí splňovat obecné předpoklady průmyslového designu - respektovat funkční, konstrukční, technologické, estetické a ergonomické zákonitosti. Cíle závěrečné práce: Navrhnout zajímavou fantazijní vizuální formu budíku jako výtvarně-technického objektu s ohledem na různé zvolené funkce přístroje a prostředí použití.
identifikovat hlavní designérské trendy a charakteristické prvky současné produkce budíků
návrh vlastního autorského designu výběrem z variantních řešení
prokázat funkčnost a realizovatelnost návrhu
realizovat fyzický designérský model v měřítku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design kuchyňské váhy
Design of Kitchen Scale
Vedoucí práce: doc. Ing. arch. Jan Rajlich Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Analýza a návrh designu stolní, případně závěsné, kuchyňské váhy do domácnosti. Vaření (a s ním spojené vážení surovin) se stává stále více nejen nutností pro obživu jednotlivce či rodiny, ale také koníčkem mužů, žen i dětí. Předpokladem návrhu bude digitální váha, ale nevylučuje se ani návrh váhy mechanické, čemuž bude odpovídat široká škála volby možného materiálového řešení - od kovu, plastu, dřeva, skla atd. Návrh musí splňovat obecné předpoklady průmyslového designu - respektovat funkční, konstrukční, technologické, estetické a ergonomické zákonitosti. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout inovativní design kuchyňské váhy stolní nebo závěsné do domácnosti.
analyzovat současnou produkci kuchyňských vah do domácnostil z hlediska konstrukce, ergonomie a tvarového řešení
navrhnout možnosti řešení desognu výběrem z variant a to zejména i s ohledem na charakteristiku prostředí tj. kuchyně
realizovat designérský model finálního návrhu v měřítku
prokázat funkčnost, ovladatelnost a realizovatelnost výrobku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design přenosného přístroje pro laserové čištění
Design of Portable Laser Cleaning Machine
Vedoucí práce: Ing. Eva Fridrichová, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Čištění povrchů pomocí laseru je bezkontaktní, neabrazivní a šetrné k životnímu prostředí. Laser nepoškozuje povrch materiálu, lze jej využít v průmyslu, při obnově památek a renovaci povrchu například na kovy, plasty, kámen a sklo. Mezi hlavní části přístroje patří čistící laserová hlavice, obrazovka, ovladače, chlazení a generátor laseru. Přístroj je pro snadnější přenos opatřen kolečky nebo je koncipován jako batoh. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design přenosného přístroje pro laserové čištění povrchů s těmito parametry: kompaktní a odolný design se snadným ovládáním a využitím v průmyslu, architektuře a archeologii.
definovat důležité parametry (výkon, hygiena, bezpečnost, hmotnost, materiály, funkce)
vytvořit esteticky a ergonomicky přívětivý design mobilního čistícího laseru
navrhnout barevnost, ovládací a grafické prvky v souladu s funkcí přístroje
zahrnout příslušenství (například přenosné pouzdro, mobilní stojan, výměnné hlavice)
usnadnit manipulaci s přístrojem, sériová výroba
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design pájecí transformátorové pistole
Design of Electric Soldering Gun
Vedoucí práce: akad. soch. Josef Sládek, ArtD. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pájecí transformátorové pistole jsou určeny především k měkkému pájení drobných elektrotechnických součástek. Jde tedy o vytváření elektricky vodivého spojení bez odolnosti vůči mechanickému namáhání. Pájka je ve svém hrotu vybavena odporovým drátem (smyčkou), který se průchodem velkého proudu zahřívá a někdy se též využívá k řezání a spojování plastů a vypalování symbolů do dřeva. Důležitou roli zde hraje ergonomie rukojeti a vyvážení těžiště s ohledem na značnou hmotnost trafa. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je design elektrické pájecí transformátorové pistole pro všestranné využití v elektrotechnice a domácích dílnách, s nastavitelným rozsahem teploty pájecího nástavce (v krocích mezi 70 – 650 °C), podle druhu prováděné činnosti. Cílovou skupinu tvoří elektrotechnici a domácí kutilové.
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky pájecích transformátorových pistolí
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design přenosné elektrocentrály
Design of a Portable Power Station
Vedoucí práce: doc. akad. soch. Ladislav Křenek, ArtD. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Přenosné elektrocentrály se používají tam, kde kde není k dispozici připojení na rozvodnou síť. Využívají se na stavbách, u prací na silnici, v terénu, v řemeslné výrobě atd. Na trhu existuje celá řada typů s velmi rozdílnou úrovní designu. Aplikace nových, nekonvenčních tvarových myšlenek, progresivních materiálů a technologií i snaha o nové formy celkového vizuálního výrazu představí toto téma jako atraktivní a v nových souvislostech. Cíle závěrečné práce: Cílem je navrhnout koncepční design přenosné elektrocentrály s výkonem do 2 kW. Elektrocentrála bude vyráběna sériově především z kovu s předpokládanou aplikací plastových dílů.
analyzovat současnou produkci
navrhnou originální design a technicky progresivní koncepci
zpracovat prostorový, koncepční model navrženého designu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Těsnění ve vesmírných aplikacích
Sealing in space applications
Vedoucí práce: Ing. Josef Pouzar Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kosmická technika se potýká s extrémními podmínkami pramenícími z podstaty kosmického prostředí. Jedním z klíčových aspektů kosmické techniky jsou těsnění, které zabraňují nebo minimalizují nežádoucí přenos materiálu mezi více oblastmi. Těsnění jsou tedy kritickým prvkem v zajištění správné funkce a minimalizace rizika poruch kosmických zařízení jako jsou družice, sondy, kosmické lodě nebo vesmírné stanice. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je najít vhodné způsoby těsnění pro různé vesmírné mise a zkoumat vliv kosmického prostředí na jejich funkčnost.
rešerše dostupných informací o kosmických misích, kosmickém prostředí a požadavcích na těsnění ve vesmírných aplikacích
analýza různých typů těsnění a zhodnocení jejich vlastností vzhledem k použití v kosmickém prostředí
návrh konceptu řešení těsnění pro konkrétní kosmickou misi
analýza vlivu kosmického prostředí na funkčnost těsnění a navržení doporučení pro optimalizaci jeho použití
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Vypařování maziv ve vesmírných aplikacích
Lubricant evaporation in space applications
Vedoucí práce: Ing. Josef Pouzar Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedna z hlavních příčin poruch kosmické techniky je spojena s mechanismy a jejich mazáním. Pro mazání kluzných povrchů se využívají tuhá nebo kapalná maziva, přičemž jejich použití závisí na okolních parametrech prostředí. V případě kapalných maziv dochází vlivem okolního vakua k nežádoucímu procesu vypařování, který má za následek ztrátu maziva z kluzného kontaktu a také kontaminaci okolních subsystémů družice. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je identifikovat kritické oblasti použití kapalných maziv ve vesmírných aplikacích se zaměřením na vliv vypařování a výsledné poznatky aplikovat na reálnou kosmickou misi.
rešerše dostupných informací o použití kapalných a plastických maziv v kosmickém prostředí
analýza procesu vypařování kapalných maziv v prostředí vakua
stanovení metodiky predikce intenzity vypařování kapalných maziv pomocí analytických modelů a simulací
aplikace zjištěných poznatků na konkrétní kosmickou misi
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Design volantu osobního automobilu
Design of Passenger Car Steering Wheel
Vedoucí práce: akad. soch. Josef Sládek, ArtD. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Volant slouží zejména k ovládání směru automobilu, ale jsou na něj navázány i další ovladače a sdělovače. S rostoucími nároky na bezpečnost, ovládání doplňkových systémů automobilu, entertaimentu a s nynějším nástupem prvků autonomního řízení se jeho tvar, materiály i ostatní prvky výrazně proměňují. Volant musí splňovat nejen výrobní a materiálové specifikace, ale především ergonomické, aby řidiče naváděl k držení ve správné pozici, která by byla i tou nejpohodlnější a tím přispívala k bezpečnosti jízdy. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design volantu osobního automobilu, splňující požadavky ergonomické, ovládací a pasivní i aktivní bezpečnosti. Východiskem je najít výhody i nevýhody nynějšího trendu, který nabourává tradiční tvar a pokusit se definovat ideální koncepci.
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky volantů od počátku tisíciletí
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
navrhnout multifunkční a jednoduché ovládání
vybrat vhodný materiál s ohledem na udržitelnost a cenu výroby
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Návrh klimatické komory pro výrobu hydrogelu
Design of a climatic chamber for the production of hydrogel
Vedoucí práce: Ing. Pavel Čípek, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při výrobě některých druhů hydrogelů na bázi polyvinylalkoholu je potřeba v určitém kroku výroby vysušit roztok hydrogelu při kontrolovaných klimatických podmínkách. Vzorky je potřeba vysoušet při 8 °C a relativní vlhkosti 50 % po dobu jednoho týdne. Pro udržení těchto podmínek je potřeba navrhnout malou klimatickou komoru. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je navrhnout konstrukci a řízení malé klimatické komory s nucenou cirkulací vzduchu, která zvládne dlouhodoběji udržovat teplotu 8 °C a relativní vlhkost 50 %. Objem komory by měl být přibližně 25 l (400 x 250 x 250 mm).
rešerše konstrukcí klimatických komor
návrh konstrukčního řešení klimatické komory
vypracovaní výkresové dokumentace komory
návrh řídícího řetězce klimatické komory
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data
Tření titanových povrchů v implantológii
Friction of Titanium Surfaces in Implantology
Vedoucí práce: Ing. Matúš Ranuša, Ph.D. Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Slitina Ti6Al4V patří mezi často používané slitiny v endoprotetice díky svým dobrým mechanickým vlastnostem, biokompatibilitě a schopnosti osteointegrace při pórovitých strukturách. S rozvojem aditivních technologií je snahou vyvíjet jednoprvkové individualizované implantáty schopné obnovit původní funkci kloubu. V tomto případě se u artikulujících povrchů setkáváme s vysokým třením, což může urychlit degradační procesy a způsobovat pacientovi nepříjemné zdravotní komplikace. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je dlouhodobě posoudit odolnost vůči otěru slitinu Ti6Al4V a popsat její chování pomocí koeficientu tření.
provést rešerši vědeckých publikací zabývajících se využitím slitiny Ti6Al4V pro artikulační povrchy
připravit vzorky z slitiny Ti6Al4V vytvořené jak konvenční metodou, tak pomocí 3D tisku
realizovat dlouhodobé testy opotřebení pomocí simulátoru
zhodnotit získané poznatky a formulovat hlavní závěry
Vliv kontaminace na výkonnost maziv pro kolejovou dopravu
The effect of contamination on TOR lubricants performance
Vedoucí práce: Ing. Šimon Skurka Zaměření: výzkumná Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Energetickou efektivitu kolejové dopravy lze navyšovat redukcí tření mezi kolem a kolejnicí pomocí vhodných maziv, která jsou nejčastěji aplikována přímo na povrch kolejnice. Na druhou stranu, dostatečná úroveň tření je nezbytná pro zachování schopnosti vozidla se rozjet/zabrzdit. Účinky maziv mohou být ovlivněny okolním prostředím (teplota, vlhkost) a přítomností třecí vrstvy (oxidy železa). Existuje riziko, že maziva v kombinaci s nepříznivými podmínkami mohou způsobit potíže s rozjezdem vozidla v důsledku příliš nízkého tření či prodloužit jeho brzdnou dráhu. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je popsat vliv klimatických podmínek (teplota, vlhkost) a třecí vrstvy na vybraná komerční maziva pro kolejovou dopravu.
provést kritickou rešerši vědeckých publikací v oblasti kontaminace a mazání temena kolejnice
na základě literatury zvolit vhodné podmínky měření a navrhnout vědecký experiment
experimentálně popsat vývoj součinitele adheze v kontaktech s přítomností maziv za různých klimatických podmínek
diskuze získaných poznatků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Modifikace tření v kontaminovaném kontaktu kola a kolejnice
Contamination and friction modification in the wheel-rail contact
Vedoucí práce: Ing. Šimon Skurka Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor tribologie Stručná charakteristika problematiky úkolu: Modifikace tření se v kolejové dopravě využívá za účelem redukce opotřebení, hluku a provozních nákladů. Mazivo je nanášeno na temeno kolejnice, díky čemuž dochází ke snížení tření. Účinky těchto maziv byly doposud testovány převážně v čistých laboratorních podmínkách. Na kolejnici se však nachází i další látky, souhrnně označovány jako kontaminanty (např. voda, listí). Interakce maziv a kontaminantů je prakticky nevyhnutelná. Existuje reálné riziko, že by kontaminace maziv mohla nepříznivě ovlivnit jejich účinky a v konečném důsledku způsobit problémy s rozjezdem/brzděním kolejového vozidla. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je zmapovat oblast modifikace tření a kontaminace v kontaktu kola a kolejnice a popsat vzájemnou interakci obou skupin látek.
zmapovat současný stav poznání v oblasti tribologie "otevřeného" kontaktu kola a kolejnice
provést rešerši vědeckých prací zabývajících se vlivem kontaminace na modifikaci tření
diskutovat možné příčiny a mechanismy kontaminace maziv a modifikátorů tření
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Návrh setu interiérových svítidel
Design of a set of interior lighting fixtures
Vedoucí práce: doc., Ing. Jiří Tauber, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Světlo nás provází na každém kroku. Vhodné osvětlení interiéru je velice důležité jak pro zdraví, tak i pro správnou funkci prostoru. Vzhled interiérových svítidel často navozuje celou atmosféru a je zásadním prvkem interiéru. Design světla není jen o vzhledu, ale i o správné funkci a účelu použití. Použitý materiál má velký vliv na správnou funkci interiérového světla. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je design setu interiérových svítidel a zohlednění správné funkce světla. Důležité je zmapování současného trhu a nejmodernější technologie používané pro světla. Tématem práce je problematika osvětlení interiérů. Práce bude rozdělena do dvou částí. První část teoretická bude zpracovaná
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky interiérových světel
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Návrh exteriérového světla
Design of exterior light
Vedoucí práce: doc., Ing. Jiří Tauber, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Světlo nás provází na každém kroku. Vhodné osvětlení exteriéru je velice důležité pro správnou funkci prostoru. Vzhled i funkce svítidel často navozuje atmosféru a je zásadním prvkem v nočních hodinách. Design světla není jen o vzhledu, ale i o správné funkci a účelu použití. Použitý materiál má velký vliv na správnou funkci exteriérového světla Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je design setu exteriérových svítidel a zohlednění správné funkce světla. Důležité je zmapování současného trhu a nejmodernější technologie používané pro světla. Tématem práce je problematika osvětlení exteriérů. Práce bude rozdělena do dvou částí. První část teoretická bude zpracovaná
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky exteriérových světel
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Návrh houpacího prvku pro děti
Design of a swing element for children
Vedoucí práce: doc., Ing. Jiří Tauber, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kladný vliv houpání platí stejně pro děti i dospělé. Houpání není jen zábavné, ale působí příznivě na stimulaci těla, svalů a mozku. Některé prožitky houpání máme zapsané hluboko pod kůží už z prenatálního období. Houpací prvky pro děti uklidňují a rozvíjejí smysly. Design houpacího prvku není jen o vzhledu, ale i o správné funkci, a hlavně bezpečnosti výrobku. Cíle závěrečné práce: prvku není jen o vzhledu, ale i o správné funkci, a hlavně bezpečnosti výrobku.
Hlavním cílem je design houpacího prvku pro děti a zohlednění správné funkce i bezpečnosti. Důležité je zmapování současného trhu a nejmodernější trendů. Tématem práce je problematika houpání. Bude vytvořen nový design.
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky houpání
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Návrh městského prvku gril / ohniště
Design of an urban grill / fire pit element
Vedoucí práce: doc., Ing. Jiří Tauber, Ph.D. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Oheň a světlo patří k nejstarším přírodním symbolům. Plameny ohně dávají teplo, světlo, přináší radost a potěšení, hřejí i uprostřed chladu a temnoty. Oheň představuje jeden z živlů, který lidstvo spojuje. Čím dál častější použití prvků městského mobiliáře v podobě grilu nebo ohniště je moderní trend. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je design grilu nebo ohniště do veřejného prostoru a zohlednění správné funkce i bezpečnosti. Důležité je zmapování současného trhu a nejmodernější trendů. Tématem práce je problematika ohně a setkávání lidí ve veřejném prostoru. Výsledkem práce bude nový design grilu / ohniště.
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky pro gril / ohniště
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Návrh držáku rychlokamery snímající styk pneumatiky s povrchem pro enduro kolo
Design of high-speed camera holder recording wheel-surface contact for enduro bike
Vedoucí práce: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Odpružení na enduro kolech umožňuje široký rozsah nastavení tlumicích charakteristik. Z hlediska kvality přítlaku kola je ovšem obtížné objektivně vyhodnotit kvalitu odpružení. Zpomalený obrazový záznam chování kola během jízdy by mohl sloužit jako objektivní způsob porovnání kvality odpružení pro různá nastavení tlumicí charaketristiky. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh držáku rychlokamery snímající styk kola s povrchem během jízdy na enduro kole.
specifikace požadavků na rychlokameru
návrh konstrukčního řešení a výroba držáku
experimentální ověření funkce
analýza záznamu pro několik různých nastavení odpružení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí
Design robota k čištění bazénů
Design of Swimming Pool cleaning Robot
Vedoucí práce: doc. akad. soch. Ladislav Křenek, ArtD. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: K čištění bazénů se v posledních letech stále více využívají autonomní prostředky. Na trhu existuje již celá řada typů bazénových robotů s velmi rozdílnou úrovní designu. Aplikace nových, nekonvenčních tvarových myšlenek, progresivních materiálů a technologií i snaha o nové formy celkového vizuálního výrazu představí další možnosti při řešení designu těchto zařízení. Cíle závěrečné práce: Cílem je navrhnout koncepční design robota k čištění domácích bazénů. Robot bude vyráběn sériově s většinovou aplikací plastových dílů.
analyzovat současnou produkci
navrhnou originální design a technicky progresivní koncepci
zpracovat prostorový, koncepční model navrženého designu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Programově řízené odpružení sedačky
Program controled seat damping
Vedoucí práce: Ing. Filip Jeniš Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Vibrace a rázy v zemědělských vozidlech podstatně snižují komfort posádky a mohou mít až negativní důsledek na její zdraví. Ke zmírnění vibrací se používají odpružené sedačky, jejichž pohyb je tlumen pomocí tlumičů se stálou úrovní tlumení. Komfort posádky by šel zvýšit pomocí programově řízených tlumičů, které svoji tlumicí charakteristiku mění podle potřeby. Pro vývoj takového řízení byla ve středně těžkých laboratořích UK uvedena do provozu experimentální sedačka. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout řízení tlumiče sedačky a toto řízení aplikovat na experimentální sedačku postavenou na ÚK.
tvorba a identifikace dynamického modelu experimentální sedačky
návrh řízení tlumiče v sedačce
simulační ověření funkce
aplikace řízení na experimentální sedačku a ověření funkce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data
Pokročilé metody řízení pro semiaktivní tlumič
Advanced control methods for semi-active damper
Vedoucí práce: Ing. Filip Jeniš Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro zajištění komfortu jsou dnešní vozidla vybavena tlumiči pérování se stálou úrovní tlumení (pasivní tlumiče). Použitím tlumičů s řízenou úrovní tlumení (semiaktivní tlumiče) je možné tlumící vlastnosti vylepšit. Existuje celá řada pokročilých metod řízení použitelných pro semiaktivní tlumič. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je tvorba přehledu současného stavu poznání v oblasti pokročilých metod řízení a zhodnocení jejich aplikovatelnosti pro semiaktivní tlumič.
popis pokročilých metod řízení
zhodnocení aplikovatelnosti pro semiaktivní tlumič
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Získání relativní rychlosti ze dvou akcelerometrů
Obtaining relative velocity from two accelerometers
Vedoucí práce: Ing. Filip Jeniš Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pokud chceme měřit pístovou rychlost tlumiče, je pro to nejjednodušší použít senzor zdvihu a signál o zdvihu derivovat na rychlost. Umístění senzoru zdvihu na tlumič ale nemusí být úplně jednoduché. Praktičtější by bylo na tlumič umístit dva senzory zrychlení a relativní rychlost získat integrací jejich signálů. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout zpracování signálů ze dvou akcelometrů (filtrace, integrace), tak aby bylo možné měřit relativní rychlost mezi nimi.
sestavení zkušební aparatury
výběr senzorů
návrh zpracování signálů z akcelerometrů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Hořčíkové slitiny zpracované technologií kovového 3D tisku
Magnesium alloys processed by 3D metal printing technology
Vedoucí práce: Ing. Jan Jaroš Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hořčíkové slitiny vynikají nízkou hustotou, dobrými mechanickými vlastnostmi, biokompatibilitou a biodegradabilitou. Jejich zpracování technologií 3D kovového tisku navíc umožňuje výrobu dílů s komplexní geometrií. To z nich dělá vhodné kandidáty pro různé aplikace, které je nutné charakterizovat. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování přehledu využití hořčíkových slitiny zpracovatelných technologií kovového 3D tisku, konkrétně technologií Laser Power Bed Fusion (LPBF).
syntéza získaných poznatků a určení zajímavých směrů dalšího výzkumu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Kovový 3D tisk v automobilovém a leteckém průmyslu
Metal 3D printing in the automotive and aerospace industries
Vedoucí práce: Ing. Jan Jaroš Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kovový 3D tisk nachází uplatnění v mnoha odvětvích průmyslu, a to zejména kvůli možnosti vyrábět díly s komplexní geometrií. To v určitých případech umožňuje snižovat výrobní náklady, hmotnost dílů, nebo přinášet jiné benefity. Vzhledem k rychlému vývoji v oblasti automobilového a leteckého průmyslu je důležité získat přehled o využití kovového 3D tisku a jeho dalších možnostech použití. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování přehledu využití kovového 3D tisku v automobilovém a leteckém průmyslu.
rešerše metod kovového 3D tisku využívaných v automobilovém a leteckém průmyslu
rešerše komponent vyráběných kovovým 3D tiskem
syntéza získaných poznatků a určení možného budoucího využití kovového 3D tisku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Design sluchátek přes hlavu
Design of Over Head Headphones
Vedoucí práce: akad. soch. Josef Sládek, ArtD. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Sluchátka získávají v posledních letech novou popularitu s masivním rozšířením mobilních telefonů a streamovacích služeb, ale stále větší oblibu získávají i další přenosná i stolní zařízení pro poslech hi-res zvuku. Sluchátek přes hlavu existuje řada kategorií, jsou to sluchátka na uši, kolem uší, otevřená, polootevřená, uzavřená, profesionální, herní a komunikační, s potlačením okolního hluku a další. Sluchátka musí splňovat ergonomické parametry, mají však širší škálu použitelných materiálů a možností konstrukce, což dává velký prostor kreativnímu procesu. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je design sluchátek přes hlavu, kolem uší, pro poslech zejména v interiéru, s připojením kabelem i přes bluetooth. Důležitou roli zde bude hrát analýza současných trendů. Cílovou skupinu tvoří audiofilové a lidé preferující kvalitní poslech před kompaktnějšími sluchátky do uší.
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky sluchátek přes hlavu
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Konstrukční úpravy zkušební stanice RAH-4
Structural modification of the RAH-4 test station
Vedoucí práce: Ing. František Vlašic, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: RAH-4 zkušební stanice je konstruována pro únavové zkoušky valivých ložisek různých typů. Současný stav neumožňuje sběr diagnostických dat. Pro účely projektu je zapotřebí tuto zkušební stanici modifikovat pro zajištění měření základních diagnostických parametrů tak, aby splňovala zadaná kritéria pokročilé diagnostiky s možností predikce ranných stádií kontaktní únavy. Únavové zkoušky musí umožňovat radiální a axiální zatěžování. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout vhodné konstrukční úpravy zkušební stanice RAH-4 tak, aby bylo možné při zkouškách kontaktní únavy ložisek měřit a ukládat kontinuální parametry z navržených čidel obsahující záznamy teploty, vibrací a signálu akustické emise.
definovat základní diagnostické parametry pro včasnou diagnostiku ložisek
návrh úprav zkušební stanice pro aplikaci měření vibrací, teploty a akustické emise
návrh konstrukčního řešení vlnovodu pro snímače akustické emise
realizace navrženého řešení a tvorba výkresové dokumentace
kontrola navrženého řešení prostřednictvím krátkodobých zkoušek
Konstrukce zařízení pro kontinuální čištění hořčíkového svařovacího drátu
Design of equipment for continuous cleaning of magnesium welding wire
Vedoucí práce: Ing. Jakub Slavíček Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Čistota vstupního materiálu je u aditivních technologií zcela zásadním parametrem z pohledu stability výrobního procesu a dosažení požadovaných vlastností výstupního dílu. Výjimkou není ani technologie WAAM, u které čistota vstupního drátu výrazně ovlivňuje stabilitu svarové lázně a spolehlivost procesu. Znečištění svařovacího drátu je problémem zejména u slitin náchylných na korozi, jakými jsou například hořčíkové slitiny. Zařízení, které by zajistilo kontinuální čištění drátu před vstupem do svařovacího zdroje by zefektivnilo proces WAAM výroby hořčíkových slitin. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem této bakalářské práce je navrhnout konstrukci zařízení pro kontinuální čištění hořčíkového svařovacího drátu. Čištění bude probíhat před vstupem drátu do svařovacího zdroje s cílem využití při aditivní výrobě technologií WAAM.
rešerše možných technických řešení odstranění koroze
analýza vstupních parametrů, tvorba koncepčních řešení navrhovaného zařízení
vybraný koncept rozpracovat do podoby konstrukčního řešení
Zpracování hořčíkových slitin metodou WAAM
Processing of magnesium alloys by WAAM technology
Vedoucí práce: Ing. Jakub Slavíček Zaměření: rešeršně syntetická Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hořčíkové slitiny patří mezi jedny z nejlehčích konstrukčních materiálů a disponují řadou zajímavých vlastností. Mezi ty patří například dobré mechanické vlastnosti, dobrá schopnost tlumit rázy, svařitelnost, obrobitelnost a další. Výroba hořčíkových dílů třískovým obráběním je mnohdy spojena s velkým množstvím odpadního materiálu. Technologie WAAM (wire arc additive manufacturing) by do budoucna mohla představovat zajímavou alternativu ke klasickým výrobním postupům velkorozměrových hořčíkových dílů a mohla by vést ke značnému zefektivnění procesu výroby. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem této bakalářské práce je zpracování kritického přehledu současného stavu poznání v oblasti 3D tisku hořčíkových slitin zpracovaných metodou wire arc additive manufacturing.
analyzovat základní principy zpracování hořčíkových slitin technologií WAAM
identifikovat vlivy působící na mikrostrukturu návaru hořčíkových slitin
popsat možné přístupy kontroly vzniku návaru v reálném čase
klasifikovat základní kritéria hodnocení návaru
Požadované výstupy:
průvodní zpráva
Konstrukce systému pro dopravu materiálu do 3D tiskové hlavy
Design of system for transporting materiál to the 3D print head
Vedoucí práce: Ing. Petr Křivohlavý Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro 3D tisk velkorozměrových dílů je charakteristické využití trysek větších průměrů. U těch je problematické dosáhnout plnění pomocí filamentu, a tak se přistupuje k tisku z pelet pomocí šnekových extrudérů. Pelety je tak nutné dopravit do tiskové hlavy. Systém pro dopravu materiálu musí být schopen reflektovat různou frakci pelet a vlastnosti různých materiálů. Zároveň musí být schopen přesného a řízeného dávkování. Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout systém pro dopravu sypkého materiálu do 3D tiskové hlavy.
Konstrukce zařízení pro prezentaci MR elastomerů
Engineering design of device for presenting MR elastomers
Vedoucí práce: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D. Zaměření: vývojová - konstrukční Odbor: Odbor technické diagnostiky Stručná charakteristika problematiky úkolu: Magnetoreologické (MR) elastomery patří mezi tzv. smart materiály, které mohou měnit své vlastnosti při průchodu magnetickým polem. MR elastomery lze pomocí magnetického pole smršťovat a roztahovat, což je využíváno v celé řadě aplikací jako je mikrorobotika, těsnění a regulace průtoku kapalin, tlumení vibrací apod. Pro účely prezentace těchto materiálů na vědeckých i populárních akcích je třeba navrhnout jednoduché kompaktní zařízení, které by umožnilo pochopitelně ukázat fyzikální podstatu a potenciál užití MR elastomeru. Při návrhu lze využít i možností 3D tisku. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout zařízení, které umožní prezentovat chování MR elastomerů v řízeném magnetickém poli. Maximální regulační proud potřebný pro tvorbu magnetického pole nesmí překročit 8 A.
průzkum technických řešení demonstrátorů na bázi MR elastomerů
koncepční návrh zařízení dle technických možností laboratoře ÚK s důrazem na vizuální názornost MR jevu
konstrukce demonstrátoru a ověření funkce, tj. zda se znatelně projeví změna vlastností vzorku MR elastomeru
Konstrukce přípravku pro obrábění součásti autoklimatizace
Design of a fixture for machining a car air conditioning component
Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. 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 konstrukční návrh frézovacího přípravku pro upnutí součásti autoklimatizace na CNC obráběcím stroji se čtyřmi osami.
analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši existujících řešení upínání pro sériovou výrobu
vypracovat koncepční návrhy možných řešení
rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
Design jednočepelového holicího strojku
Design of Single Edge Razor
Vedoucí práce: akad. soch. Josef Sládek, ArtD. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedná se o manuální nástroj na holení a péči o fousy. Holicí strojky existují v řadě modifikací, zejména pánské, dámské, klasické, s vyměnitelnými hlavicemi a jednorázové. Oproti elektrickým modelům nejsou limitovány napájením. Strojek by měl reflektovat funkci, být praktický a přiměřeně subtilní s ohledem na ergonomii. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design holicího strojku, určeného zejména pro země třetího světa. Významnou roli zde hraje ekonomická stránka a s tím související jednočepelová koncepce. Návrh musí brát ohled na snadnou vyrobitelnost i s technologiemi dostupnými v rozvojových zemích.
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky manuálních holících strojků
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model
Design UV/LED lampy na nehty
Design of UV/LED Nail Lamp
Vedoucí práce: akad. soch. Josef Sládek, ArtD. Zaměření: vývojová - designérská Odbor: Odbor průmyslového designu Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedná se o kompaktní přenosný přístroj pro vytvrzování gelového laku na nehty UV/LED lampou. Tato zařízení existují ve verzích pro profesionální manikúry a salony i pro domácí použití. Základní parametry jsou dány ergonomií (osvětlení všech prstů jedné ruky) a vnitřními komponentami. Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design UV/LED lampy na nehty pro profesionální nehtová studia. Řešení má integrovat ovládací prvky, displej, časovač a senzor pohybu. Důležitou roli hraje dokonalé osvětlení všech prstů včetně palce a snadno oddělitelná horní a spodní část pro pohodlné čištění.
identifikovat hlavní designérské přístupy a charakteristické prvky UV/LED lamp na nehty
prokázat funkčnost, ergonomičnost a vyrobitelnost návrhu
realizovat fyzický model v měřítku 1:1
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model