Vypsaná témata bakalářských prací

Vypsaná témata bakalářských prací

Výsledky vyhledávání

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

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
  • sestavení a ověření funkce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, fotografická dokumentace

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Má čištění zubů vliv na opotřebení zubních výplní?
Does teeth cleaning affect the wear of dental fillings?

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 a tvrdosti vláken kartáčku a také složení zubní pasty. Právě abrazivní částice, které jsou přítomny v současných zubních pastách, mohou 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 abrazivních částic v dané pastě významný.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je analýza součinitele tření a opotřebení mezi zubním kartáčkem a vzorky zubních výplní, za podmínek mazání kontaktu roztokem, který se skládá ze zubní pasty s různou mírou abrazivity a z umělých slin.
  • rešerše zásadních tribologických studií se zaměřením na analýzy vlivu abrazivity zubních past 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 vybraných materiálů zubních výplní před měřením
  • měření součinitele tření a následné vyhodnocení míry opotřebení pro vybrané materiály zubních výplní
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

Konstrukční úpravy testovacího hydrostatického ložiska
Design customization of hydrostatic bearing tester

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.
  • rešerše, identifikace důležitých parametrů reflektoru
  • návrh variant řešení
  • realizace nejvhodnější varianty
  • otestování funkčnosti a spolehlivosti zařízení v laboratorních podmínkách
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, fotografická dokumentace, digitální data

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
  • provést pevnostní kontrolu mechanismu
  • experimentálně ověřit funkcionalitu funkčního vzorku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, laboratorní protokol

Elektronický momentový klíč
Electronic torque wrench

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
  • vyhodnotit limity měření ověřovacím experimentem
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, laboratorní protokol

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

Vliv povlakování povrchů v endoprotetice

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

Laserová úprava povrchů malých kloubů člověka

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
  • navrhnout koncepční řešení
  • rozpracování a tvorba finálního řešení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

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

Stolní míchačka modelářských barev
Tabletop acrylic paint shaker

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.
  • popis vlastností magneticky aktivních polymerů
  • sestavení přehledu aplikací magneticky aktivních polymerů
  • 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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

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 účinnost maziv pro kolejovou dopravu
The influence of climatic conditions on top of rail product performance

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 redukcí tření mezi kolem a kolejnicí pomocí vhodných maziv. Ta jsou nejčastěji aplikována přímo na povrch kolejnice. Na druhou stranu je však důležité, aby byla zachována dostatečná úroveň tření nezbytná pro trakci vozidla. Účinky maziv mohou být ovlivněny okolním prostředím (teplota, vlhkost vzduchu, kontaminace). Stává se, že maziva v kombinaci s nepříznivými podmínkami způsobují potíže s rozjezdem vozidla či jeho bržděním v důsledku příliš nízkého tření.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je popsat vliv klimatických podmínek (teplota, vlhkost) a kontaminantů na vybraná komerční maziva pro modifikaci 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 maziva za různých klimatických podmínek
  • diskuze získaných poznatků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

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 semiaktivně řízeného tlumení
Animation of semi-actively 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 odpružením. Pohyb odpružené hmoty je však třeba tlumit. K tomu jsou dnes nejčastěji používané pasivní tlumiče, tedy tlumiče se stálou F v charakteristikou. Použitím tlumičů se semiaktivně řízenou úrovní tlumení je možné tlumící vlastnosti vylepšit. Pro lepší pochopení funkce semiaktivního řízení a pro jeho lepší propagaci 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 semiaktivně 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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

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
  • vypracovat koncepční návrhy možných řešení
  • realizovat a otestovat řešič
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, fotografická dokumentace

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, návrhový výkres

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
  • identifikace klíčových uzlů konstrukce
  • návrh měřicího řetězce a výběr vhodných snímačů
  • návrh konstrukčního řešení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

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
  • realizovat přípravky a ověřit je v experimentech
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

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.
  • popsat vliv procesních parametrů na smrštění
  • navrhnout a otestovat kompenzační strategie
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, návrhový výkres, digitální data

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
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, návrhový výkres, fotografická dokumentace

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
  • rešerše, identifikace klíčových konstrukčních uzlů
  • návrh variant řešení
  • výběr a zpracování nejvhodnější varianty
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
  • realizovat a otestovat výsledný návrh
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení