Vypsaná témata bakalářských prací

Vypsaná témata bakalářských prací

Výsledky vyhledávání

Lokální implantáty kyčle a kolena
Local hip and knee implants

Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Léčba artrózou postižené kyčle a kolena pomocí totální náhrady (endoprotézy) je ortopedy považována za velmi úspěšnou chirurgickou metodu současnosti. Nicméně životnost totálních náhrad je omezená (10-15 let) a pro stále stárnoucí populaci je zapotřebí oddálit implantaci náhrady do pozdějšího věku pacienta. Jako efektivní řešení se jeví lokální implantáty, které nahradí jen menší, poškozenou část kloubní chrupavky a kostní tkáně. Smyslem této bakalářské práce je zmapovat aktuální vývoj lokálních implantátů velkých kloubů člověka s ohledem na jejich biomechanické a biotribologické chování.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zmapovat aktuální vývoj lokálních implantátů velkých kloubů člověka s důrazem na konstrukční, materiálové, biomechanické a biotribologické aspekty vývoje.
  • stručný přehled o onemocnění velkých kloubů artrózou a možnostech její léčby
  • stručný přehled výhod a nevýhod totálních náhrad velkých kloubů člověka
  • detailní přehled aktuálních typů, konstrukcí a materiálů lokálních implantátů velkých kloubů včetně ortopedických aplikací
  • nástin zásadních trendů budoucího vývoje lokálních implantátů z pohledu tribologie třecího páru
  • nástin zásadních trendů budoucího vývoje lokálních implantátů z pohledu jejich aditivní výroby pomocí 3D tisku kovů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

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 tribometrů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je analýza součinitele tření mezi kondomem a modelem tkáně pochvy, za podmínek mazání kontaktu lubrikantem. Předpokládá se vývoj jednoduchého 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 (silikon, hydrogel)
  • návrh podmínek experimentů pro měření součinitele tření v konfiguraci kondom-model tkáně pochvy na tribometrech (zatížení, rychlosti, doba měření)
  • měření součinitele tření a následné vyhodnocení naměřených dat pro vybrané kombinace kondomů a lubrikačních gelů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Vliv typu kartáčku na čištění a opotřebení zubů
Effect of toothbrush type on cleaning and tooth wear

Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Současný výzkum ve stomatologii se zaměřuje na analýzy tribologických procesů, které způsobují úbytek tvrdých zubních tkání a také výplňových materiálů v důsledku čištění zubů pomocí zubního kartáčku. Často je diskutován vliv tvaru zakončení, tvrdost a počet vláken kartáčku a také složení zubní pasty. Nevhodná kombinace vláken kartáčku se zubní pastou může zásadně přispět k předčasnému opotřebení zubních výplní. Díky experimentálnímu měření tření a opotřebení na tribometru Bruker UMT TriboLab je možné objektivně posoudit, zda je vliv typu kartáčku v kombinaci s danou pastou významný.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je analýza součinitele tření a opotřebení mezi třemi typy zubních kartáčků a vzorky zubních výplní, za podmínek mazání kontaktu roztokem, který je složen z vybrané zubní pasty a z umělých slin. Výzkum navazuje na bakalářskou práci Bc. Pavly Formánkové.
  • Stručná rešerše zásadních tribologických studií se zaměřením na analýzy vlivu typu kartáčku na tření a opotřebení zubů a zubních výplní
  • Návrh podmínek experimentů pro měření součinitele tření a opotřebení v konfiguraci kartáček-zubní výplň na tribometru Bruker UMT TriboLab
  • Analýza topografie třecích povrchů zubních výplní před simulací čištění zubů
  • Realizace experimentů simulujících čištění zubů, měření a vyhodnocení součinitele tření
  • Analýza topografie třecích povrchů zubních výplní po simulaci čištění zubů, shrnutí výsledků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

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

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 nebo Anton Paar TRB3.
  • 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

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

Válečkové řetězy pro 3D tisk z plastu
Roller chains for 3D plastic printing

Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Válečkové řetězy jsou již desítky let značně rozšířeným komponentem v různých typech strojů a výrobků, zajišťující v kombinaci s ozubenými koly přenos rotačního i translačního pohybu dílčích prvků těchto strojů. Princip odvalování válečků po zubech řetězových kol umožňuje vznik pevného mechanického převodu, který musí v závislosti na použití odolat zejména velkému tahovému zatížení a vysoké míře opotřebení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je rešerše v oblasti konstrukce, funkce a způsobu výroby válečkových převodových řetězů včetně zhodnocení možnosti dalšího vývoje konstrukce řetězu s využitím moderních výrobních metod.
  • provést rešerši typů válečkových řetězů používaných v současné praxi
  • provést rozbor vnitřních sil při chodu řetězu
  • syntetizovat získané poznatky a navrhnout nový koncept řešení konstrukce řetězu pro 3D tisk z plastu
  • realizovat a vhodnými experimentálními zkouškami otestovat potenciální výhody nového řešení konstrukce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce zařízení pro testování trvanlivosti řetězů
Design of apparatus for testing the durability of chains

Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.
Zaměření: vývojová - konstrukční
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 koncepční a konstrukční návrh laboratorního zařízení, které umožní experimentálně testovat trvanlivost řetězů jízdních kol.
  • analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši existujících řešení
  • vypracovat koncepční návrhy možných řešení
  • rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

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 vrtacího přípravku pro sériovou výrobu
Design of drilling fixture for serial 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 a jejich sériová výroba z polotovarů. Realizace každé operace obrábění vyžaduje určité konstrukční a technologické uspořádání obrobku pro výrobu. Konstrukce vrtacího přípravku umožní progresivní a levnou sériovou výrobu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh systému upínání součásti na obráběcím stroji s ohledem na minimální náklady a prostoje stroje při sériové výrobě.
  • analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši existujících řešení upínání a ustavování pro sériovou výrobu
  • vypracovat koncepční návrhy možných řešení
  • rozpracovat vybraný návrh do podoby výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

Vliv technologicko-konstrukčních parametrů na výrobní náklady
Influence of technological-design parameters with respect to production costs

Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Technologičnost konstrukce je vlastnost výrobku, která zajišťuje konstrukcí, tj. tvarem, výrobním způsobem a materiálem zejména jeho nízké výrobní náklady, které tvoří v průměru asi 40 % ceny strojírenských výrobků. Základním kritériem pro posuzování technologičnosti konstrukce jsou zejména minimální výrobní náklady, při splnění požadavků na funkční vlastnosti výrobku. Analýza a správná volba výrobního procesu by dokázala snížit výrobní náklady.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je stanovení vlivu technologicko-konstrukčních parametrů, jako jsou např. drsnost povrchu, rozměrové tolerance, tvarová náročnost a tepelné zpracování na výsledné výrobní náklady.
  • provést rozbor obecných zásad technologičnosti konstrukce
  • provést rozbor vlivu délkových tolerancí, textury povrchu a dokončovacích způsobů obrábění na výsledné náklady
  • syntetizovat získané poznatky a shrnout zásadní technologicko-konstrukčních parametry ovlivňující náklady
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce ramene pro uchycení ručního laserového 3D skeneru Zeiss T-scan Hawk2
Design of the arm for holding the handheld laser 3D scanner Zeiss T-scan Hawk2

Vedoucí práce: Ing. Aneta Zatočilová, Ph.D.
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Skener Zeiss T-scan Hawk2 patří mezi ruční laserové 3D skenery. Při skenování uživatel manipuluje se skenerem tak, aby dodržel požadovanou vzdálenost od měřeného objektu. Při skenování tvarově jednodušších oběktů by se dalo využít uchycení skeneru na rameno s pohyblivým kloubem. Skenovaný objekt je potom umístěn na rotační stolek. Taková konfigurace je běžná u optických skenerů (např. Atos TripleScan od GOM/Zeiss). Rameno na míru pro skener Hawk (a obecně pro ruční skenery) trh nenabízí.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem bakalářské práce je vývoj konstrukce polohovatelného ramene na míru pro 3D skner Hawk T-scan Hawk2. Rameno musí umožnovat pohodlné naklápění skeneru ve třech osách a musí být navrženo tak, aby bylo možné jej namontovat na běžný stativ i na rameno stendu ke skeneru Atos.
  • návrh konstrukce gripu na míru
  • návrh/volba vhodného kloubu z hlediska ekonomického i funkčního
  • tvorba podkladů pro výrobu
  • tvorba animace řešení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Konstrukce Höpplerova viskozimetru pro malé objemy kapalin
Construction of a Höppler viscometer for small volumes of liquids

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Poláček
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Viskozita je vedle hustoty jednou z nejdůležitějších vlastností kapalin, kdy při testování maziv může docházet k jejich strukturním změnám, které viskozitu ovlivňují. Malé množství vzorků kapalin po testech může být omezujícím faktorem pro diagnostiku takových změn. Navržení zařízení pro měření viskozity těchto vzorků urychlí odhalení změn tokových vlastností a použitelnost maziv.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout pádový viskozimetr, který umožní měření viskozity kapalin o objemu nejvýše 40 μl.
  • navržení způsobu odečtu pádového času a temperace
  • navržení utěsnění a výměny vzorku
  • výpočet přesnosti zařízení na základě viskozity vybraných maziv
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí

Konstrukční návrh Ramanova spektrometru
Raman spectrometer design

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Poláček
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Každá látka se skládá z atomů, přičemž jejich vazby v molekulách mohou vibrovat a tyto vibrace lze cíleně vybudit a následně měřit. Jedním ze způsobů měření těchto vibrací je Ramanova spektroskopie. V průběhu experimentů s kapalnými mazivy může docházet k chemickým změnám vlivem interakcí jednotlivých složek maziv, přičemž by spektrometr pomohl tyto změny odhalit a lépe je pochopit.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout konstrukci Ramanova spektrometru zahrnující vhodný výběr a uspořádání optických komponent, včetně laserového zdroje.
  • rešerše detekce vazeb při uvažování různých laserových zdrojů
  • zjištění vlivu vzdálenosti vzorku na detekci a navržení optického přiblížení
  • výběr optických komponent a jejich uspořádání
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí

Konstrukce zařízení pro přečištění zrnin v domácnosti
Construction of a purification device for grains in the home

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Poláček
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Zrniny jako například luštěniny by se měly před kuchyňskou úpravou přebrat, protože balení může obsahovat nečistoty, jako například drobné kamínky či semena plevelů. Zařízení pro přečištění takových potravin urychlí přípravu pokrmů a zlepší jejich kvalitu.
Cíle závěrečné práce: Cílem je navrhnout zařízení tak, aby bylo možné třídit větší množství zrnin, přičemž musí být zachována možnost třídit zrniny velikostně od hořčice po kukuřici.
  • rešerše způsobů čištění zrnin
  • koncepční návrh zařízení
  • výpočet nastavení dle hmotnosti či velikosti zrn (aspoň 3 druhy)
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí

Mazání převodovek vodou ředitelnými mazivy a jeho úskalí
Lubrication of gearboxes with water-based lubricants and its pitfalls

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Poláček
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Maziva mísitelná s vodou mají pozitivní vliv při zvyšování energetické účinnosti. Jejich použití vede také k lepšímu chlazení strojních součástí. Jednou z oblastí, kde lze tato maziva používat, jsou ozubená soukolí převodovek. Vzhledem k tomu, že vodné roztoky mohou přispívat ke korozi a vysoká teplota k vypařování těchto maziv, je třeba předem vědět, jaké podmínky okolí jsou přijatelné. V současnosti jsou tato maziva na počátku vývoje a jejich použití je komerčně velmi omezené.
Cíle závěrečné práce: Cílem je vytvoření přehledu aplikačních možností vodou ředitelných maziv a navržení vhodných aditiv zvyšujících jejich použitelnost.
  • rešerše komerčních vodou ředitelných maziv a jejich použitelnost
  • zjištění vlivu vhodných aditiv na vlastnosti maziv
  • popsat vliv teploty a koroze na kapalinové tření
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Studium úhlu smáčení mezi mazivy mísitelnými s vodou a keramickými materiály
A study of the wetting angle between water-miscible lubricants and ceramic materials

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Poláček
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Fázové rozhraní mazaných strojních součástí (kapalina-pevná látka) může být ovlivněno adsorpcí maziva a jeho složením nebo drsností povrchu. Po opotřebení keramických kontaktů mazaných mazivy mísitelnými s vodou je možné pozorovat změnu úhlu smáčení. Studium této změny může dopomoci objasnit příčiny snižování tření mezi keramickými materiály mazanými vodou ředitelnými mazivy, která jsou příslibem nižších energetických ztrát strojů.
Cíle závěrečné práce: Cílem je zjištění vlivu vody ve vícesytných alkoholech na úhel smáčení na rozhraní keramického kontaktního materiálu a kapaliny.
  • popsání vlivu drsnosti a typu materiálu na úhel smáčení
  • návrh a vyhodnocení experimentů
  • popis závislosti množství vody v roztoku na velikosti úhlu smáčení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Hodnocení změny viskozity při změně tlaku
Evaluation of viscosity change with pressure change

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Poláček
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při průchodu kapalného maziva mezi dvěma kontaktními povrchy dochází vlivem zatížení k dočasnému navýšení viskozity. Tato změna je u běžných maziv se změnou kontaktního tlaku přibližně exponenciální. Pro vodné roztoky s vícesytnými alkoholy, které dosahují značně nižšího tření než běžné oleje, nejsou tyto závislosti známé.
Cíle závěrečné práce: Cílem je vytvoření funkčního výpočtového modelu pro určení závislosti hustoty a dynamické viskozity na tlaku a teplotě.
  • popsat výhody a nevýhody jednotlivých výpočtových modelů a vybrat vhodnou variantu
  • zohlednit ve výpočtu mísitelnost kapalin s vodou
  • vytvořit závislosti pro vybraná maziva a porovnat výsledky se známými hodnotami
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukční úpravy zkušební stanice RAH-4
Structural modification of the RAH-4 test station

Vedoucí práce: Ing. František Vlašic, Ph.D.
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: RAH-4 zkušební stanice je konstruována pro únavové zkoušky valivých ložisek různých typů. Současný stav neumožňuje sběr diagnostických dat. Pro účely projektu je zapotřebí tuto zkušební stanici modifikovat pro zajištění měření základních diagnostických parametrů tak, aby splňovala zadaná kritéria pokročilé diagnostiky s možností predikce ranných stádií kontaktní únavy. Únavové zkoušky musí umožňovat radiální a axiální zatěžování.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout vhodné konstrukční úpravy zkušební stanice RAH-4 tak, aby bylo možné při zkouškách kontaktní únavy ložisek měřit a ukládat kontinuální parametry z navržených čidel obsahující záznamy teploty, vibrací a signálu akustické emise.
  • definovat základní diagnostické parametry pro včasnou diagnostiku ložisek
  • návrh úprav zkušební stanice pro aplikaci měření vibrací, teploty a akustické emise
  • návrh konstrukčního řešení vlnovodu pro snímače akustické emise
  • realizace navrženého řešení a tvorba výkresové dokumentace
  • kontrola navrženého řešení prostřednictvím krátkodobých zkoušek
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, fotografická dokumentace, digitální data

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

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

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

Návrh a validace měřicího řetězce zkušební stanice ložisek
Design and validation of the bearing test station measuring chain

Vedoucí práce: Ing. František Vlašic, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: RAH-4 je zkušební stanice zkonstruovaná pro trvanlivostní zkoušky valivých ložisek. V současné době je stanice modernizována pro účely zkušebních testů ložisek pro energetiku a její stav neumožňuje plný sběr diagnostických dat. Pro stanovené cíle projektu je zapotřebí tuto zkušební stanici osadit vhodnou senzorikou tak, aby splňovala zadaná kritéria pokročilé diagnostiky s možností vzdáleného přístupu, využití prvků umělé inteligence a predikce ranných stádií kontaktní únavy.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout vhodnou senzorickou část (vč. rozložení a počtu snímačů) na základě vstupních požadavků tak, aby bylo možné při zkouškách kontaktní únavy ložisek měřit, zobrazovat a ukládat kontinuální parametry.
  • definovat základní diagnostické parametry
  • navrhnout rozložení a počet snímačů
  • navrhnout řídící modul v open source vývojářském prostředí
  • ověřit funkčnost a otestovat validitu navržené senzoriky na základě zkušebních měření ložisek
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol, digitální data

Návrh rotačního stolku s excentrickým pohybem pro 3D skenování
Design of rotary table with eccentric movement for 3D scanning

Vedoucí práce: Ing. Aneta Zatočilová, Ph.D.
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Ruční laserové skenery zachycují body na objektu pomocí laseru, který je projektován na objekt ve formě pruhů (čar). Díky tomu může při skenování docházet ke kumulaci bodů. Proto je nutné aby uživatel zajistil různorodý pohyb skenovací hlavy při zachovaní požadované vzdálenosti od měřeného objektu. Při digitalizaci tvarově jednodušších objektů by bylo možné využít rotačního stolku a stativu do kterého by se skenovací hlava upnula. Aby se předešlo zmiňované kumulaci bodů musí být pohyb objektu na rotačním stolku excentrický.
Cíle závěrečné práce: Návrh rotačního stolku s excentrickým pohybem, který bude splňovat následující parametry: nosnost 10 Kg, plynule regulovatelná rychlost od 0,25 do 2 ot./min, excentricita 150mm, průměr stolu 200mm.
  • návrh konstrukčního řešení, včetně návrhu ovládnání a zapojení
  • tvorba výkresové dokumentace
  • tvorba digitálního modelu
  • ekonomická rozvaha
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, návrhový výkres, digitální data

Optická kontrola kovového 3D tisku
Optical inspection of metal 3D printing

Vedoucí práce: Ing. Aneta Zatočilová, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Technologie kovového 3D tisku v poslední dekádě prodělala progresivní rozvoj. Jednou z inovací, která zvyšuje kvalitu 3D tisku je optická kontrola průběhu tisku. On-line kontrola umožňuje detekovat defekty již v průběhu stavby, stanovit vnitřní porozitu dílu bez nutnosti CT měření, nebo vytvářet protokoly o stavbě a jejím průběhu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování přehledu systému optické kontroly kovového 3D tisku.
  • zpracovat přehled konstrukčních řešení systému optické kontorly pro SLM kovový 3D tisk
  • návrh/volba řešení pro konkrétní SLM tiskárnu na ústavu konstruování
  • cenová rozvaha navrženého řešení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Design krytu extruderu pro robotický 3D tisk
Design of Extruder Cover for Robotic 3D Printing

Vedoucí práce: Ing. Eva Fridrichová, Ph.D.
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: U robotického 3D tisku má extrudér funkci koncového efektoru, tedy tiskové hlavy. Robotický 3D tisk je vhodný pro velkoformátové aplikace. Kryt tiskové hlavy chrání obsluhu před neúmyslným kontaktem s nebezpečnými částmi konstrukce, má estetickou funkci a chrání před znečištěním vnitřních komponent. Umožňuje také uchycení vedení kabeláže a chlazení. Parametry krytu by měly splňovat ČSN EN 1114-1, ČSN EN ISO 13857, ČSN EN ISO 12100:2010 a další související normy.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design krytu tiskové hlavy pro zpracování materiálu ve formě pelet odpovídající technickým požadavkům.
  • definovat důležité parametry (bezpečnost, montáž, demontáž)
  • vytvořit estetický a ergonomický design krytu tiskové hlavy dle dostupného 3D modelu
  • navrhnout barevnost a grafické prvky v souladu s funkcí přístroje
  • zahrnout příslušenství (například světelná signalizace, systém přívodu materiálu, senzory)
  • zohlednit vyrobitelnost a ekonomickou nákladnost procesu výroby
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Design lisu na ovoce
Design of Fruit Press

Vedoucí práce: Ing. Eva Fridrichová, Ph.D.
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Lis na ovoce usnadňuje získání šťávy bez konzervantů a barviv díky vyvinutí tlaku. Mechanický typ se skládá hlavně z nádoby o objemu 5 až 70 litrů, výlevky, stojanu a ocelové páky se závitem na závitové tyči. Tento typ lisu je mezi uživateli oblíbený pro svou jednoduchost a funkčnost.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design lisu na ovoce s možností ručního a elektrického pohonu odpovídající technickým požadavkům s využitím neobvyklých materiálů.
  • definovat důležité parametry (bezpečnost, životnost, materiály)
  • vytvořit estetický a ergonomický design lisu na ovoce
  • navrhnout barevnost a grafické prvky v souladu s funkcí přístroje
  • zahrnout příslušenství (například podložka, drtící válce, filtr)
  • usnadnit manipulaci a údržbu, sériová výroba
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Design sušičky filamentu
Design of Filament Dryer

Vedoucí práce: Ing. Eva Fridrichová, Ph.D.
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Předehřátím a vysušením filamentu pro 3D tisk lze docílit kvalitnějšího tisku bez defektů výsledného modelu. Sušička odstraní přebytečnou vlhkost různých typů polymerů a je určená pro jednu nebo více cívek najednou. Displej umožňuje nastavit různou teplotu a dobu sušení v závislosti na materiálu, průměru vlákna a hmotnosti cívky.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design sušičky filamentu odpovídající technickým požadavkům.
  • definovat důležité parametry (bezpečnost, životnost, materiály)
  • vytvořit estetický a ergonomický design sušičky filamentu
  • navrhnout barevnost, ovládací a grafické prvky v souladu s funkcí přístroje
  • zahrnout příslušenství (například držák, stojan, čistič)
  • usnadnit manipulaci a údržbu, sériová výroba
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

Design helmy pro kosmické aplikace
Design of Helmet for Space Applications

Vedoucí práce: Ing. Eva Fridrichová, Ph.D.
Zaměření: vývojová - designérská
Odbor: Odbor průmyslového designu
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Helma s kulovitou kupolí umožňuje astronautům pobyt v kosmickém prostředí. Helmy jsou sofistikovaná zařízení skládající se z přístrojové techniky, odolných materiálů a kompozitních struktur, postrádají však určitý stupeň multifunkčnosti a omezují astronautovy činnosti. Důležitou součástí každé helmy je komunikační systém, systém rekuperace vzduchu a hledí vyrobené z vysoce pevného polykarbonátu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout design helmy pro kosmické aplikace odpovídající technickým a bezpečnostním požadavkům.
  • definovat důležité parametry (bezpečnost, materiály, spojení se skafandrem)
  • vytvořit estetický a ergonomický design krytu helmy pro kosmické aplikace
  • navrhnout barevnost a grafické prvky v souladu s funkcí přístroje
  • zahrnout příslušenství (například přídavná světla, senzory, kryty)
  • zohlednit vyrobitelnost a ekonomickou nákladnost procesu výroby
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, sumarizační poster, fotografie modelu, fyzický model

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

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: 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, návrhový výkres

Vibrodiagnostická analýza kontaktu kola a kolejnice
Vibrodiagnostic analysis of the wheel-rail contact

Vedoucí práce: Ing. Milan Omasta, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kontakt kola a kolejnice je významným zdrojem vibrací, zejména při jízdě vozidla obloukem, kdy vedení zajišťuje okolek kola. Vlivem tření mezi okolkem a bokem kolejnice dochází k nežádoucímu opotřebení a nepříjemným hlukovým projevům. Ke snížení tření se běžně používá mazání okolků. Tento proces je tzv. ztrátový a způsobuje kontaminaci okolí; je tedy vhodné jej řídit podle aktuální potřeby. Tuto potřebu může vyjadřovat míra kontaktu kola a kolejnice, kterou lze hodnotit na základě vibrací působících na dvojkolí. Tato práce je založena na možnosti získávat reálná data z vlakových jednotek.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout a na reálných datech demonstrovat způsob zpracování dat snímačů vibrací na podvozku kolejového vozidla za účelem kvantifikace míry kontaktu kola a kolejnice při průjezdu vozidla traťovým obloukem.
  • rešerše metod zpracování signálu pro hodnocení vibrací vznikajících mezi kolem a kolejnicí
  • návrh algoritmů pro zpracování data a identifikaci významných událostí
  • demonstrování použitelnosti algoritmů na reálných datech
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Umělá inteligence a měření vibrací
Artificial intelligence and measurement of vibrations

Vedoucí práce: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: S rozvojem digitalizace průmyslu se zdokonalují možnosti sledování technického stavu strojů. Mezi tradiční veličiny, které mohou napovědět zda je stroj v pořádku, patří bezesporu vibrace. Signál ze snímače vibrací lze posuzovat kvantitativně i kvalitativně, samotná analýza je však často pro obsluhu měřidla obtížná. Využití strojového učení a umělé inteligence (AI) se proto jeví jako vhodná cesta, jak posouzení technického stavu stroje usnadnit a v případě potřeby také automatizovat i pro velké soubory dat.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je analýza potenciálních průmyslových aplikací vhodných k nasazení metod pro měření vibrací v kombinaci se strojovým učením pro diagnostiku technického stavu strojů.
  • vyhledat současné typické průmyslové aplikace, kde sledování vibrací stroje složí k diagnostice jeho provozu
  • popsat základní postup využití AI k analýze vibrací strojů
  • zpracovat přehled současných trendů v měření a analýze vibrací s využitím AI a strojového učení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Umělá inteligence a měření hluku
Artificial intelligence and measurement of noise

Vedoucí práce: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hluk patří mezi nežádoucí projevy z provozu strojů a v řadě případů je způsoben závadou stroje, např. díky nadměrnému opotřebení jeho součástí. Měření akustického signálu je proto jedním z možných způsobů, jak sledovat technický stav stroje v případech, kdy je vyžadováno bezkontaktní měření. Analýza akustického signálu a případné posouzení, zda je zvukový projev již nadměrný a značí závadu je obtížná úloha. S rozvojem digitalizace se jako vhodné jeví využití umělé inteligence (AI) a strojového učení, které mohou operátorovi pomoci s rozhodnutím, zda je stroj v pořádku.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je analýza potenciálních průmyslových aplikací vhodných k nasazení metod pro měření hluku v kombinaci se strojovým učením pro diagnostiku technického stavu strojů.
  • vyhledat typické průmyslové aplikace, kde sledování zvukových projevů stroje složí k diagnostice jeho provozu
  • popsat základní postup využití AI k analýze akustických signálů
  • zpracovat přehled současných trendů v měření a analýze akustických signálů s využitím AI a strojového učení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Návrh povlakovacího zařízení pro vesmírné komponenty
Design of coating device for space components

Vedoucí práce: Ing. Michal Okál
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Ve vesmírných aplikacích je použití povlaků často jediným řešením pro dosažení potřebných tribologických vlastností, jako například snížení koeficientu tření. Extrémní podmínky, jako jsou vysoké nebo nízké teploty a vakuum, to vyžadují. Povlaky se vyskytují v kuličkových a kluzných ložiscích, u uvolňovacích mechanismů ale i u spojovacích prvků jako jsou šrouby. Aby byla vrstva povlaku optimální, musí být nanášena rovnoměrně na danou komponentu. U složitějších tvarů, například u šroubovic, je proto nutné nanášet povlak z různých směrů.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je koncepční návrh zařízení pro povlakování spojovacích komponent pomocí MoS2.
  • rešerše dané problematiky
  • analýza způsobu uchycení komponent a nanášení povlaků
  • koncepční návrhy zařízení
  • tvorba digitálního modelu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Koncepční navrh testeru pro měření tloušťky filmu ve valivém ložisku
Conceptual design of a tester for measuring film thickness in a rolling bearing

Vedoucí práce: Ing. Michal Okál
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Valivá ložiska se nacházejí uplatnění v široké škále aplikací, včetně automobilového průmyslu, leteckého průmyslu ale i v kosmickém průmyslu. Jejich spolehlivý provoz a dlouhá životnost je dána správnou volbou maziva. Při provozu ložiska vzniká tenká vrstva maziva mezi jeho valivými elementy a kroužky, což efektivně brání jejich přímému kontaktu. Nicméně každé mazivo disponuje specifickými reologickými vlastnostmi, které přímo ovlivňují tloušťku této mazací vrstvy.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je koncepční návrh testeru umožňujícího měření tloušťky filmu ve valivém ložisku.
  • rešerše dané problematiky
  • analýza způsobů měření tloušťky filmu
  • specifikace parametrů pro návrh zařízení
  • koncepční návrh zařízení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Predikce prokluzu pro železniční vozidla s využitím strojového učení
Slip prediction for railway vehicles with aid of machine learning

Vedoucí práce: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V kolejové dopravě patří mezi velké výzvy současnosti snaha o snižování opotřebení kolejového svršku a kol, neboť výměna opotřebených částí vede k velkým nákladům na údržbu. Mezi hlavní příčiny vysokého opotřebení patří zvýšený prokluz kola a výskyt stick-slip efektu, ke kterému dochází zejména při rozjezdu a brzdění. Predikce prokluzu povede ke zpomalení procesu opotřebení a ke zvýšení efektivity provozu v kolejové dopravě. Pro predikci je třeba zvolit vhodnou měřicí metodu, kdy se jako vhodná jeví velmi citlivá akustická emise (AE) v kombinaci se strojovým učením k analýze měřených dat.
Cíle závěrečné práce: Návrh měřicího postupu pro predikci prokluzu s využitím strojového učení a metody akustické emise.
  • vybrat měřené parametrů AE pro identifikaci stick-slip efektu
  • navrhnout algoritmus pro strojové učení a predikci stick-slip efektu
  • sestavit měřicí metodu s predikčním algoritmem na bázi AE
  • experimentálně ověřit navrženou metodu na laboratorním simulátoru
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Konstrukce zařízení pro stanovení akustické pohltivosti materiálů
Design of the device for measuring of the material acoustic absorption

Vedoucí práce: doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D.
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Znalost akustické pohltivosti materiálu je zásadním technickým parametrem při řešení inženýrských problémů vedoucích k potlačení hluku. V akustické zkušebně v současnosti nedisponujeme potřebným vybavením pro určení pohltivosti, které využívá princip šíření vln v trubici. K dispozici je vícekanálový analyzátor a potřebné snímače. Chybí konstrukce pro umístění vzorku a vhodný budicí reproduktor. Konstrukce chybějícího zkušebního zařízení k určení akustické pohltivosti či neprůzvučnosti by rozšířila kompetence pracoviště pro spolupráci s průmyslem i ve výuce.
Cíle závěrečné práce: Návrh zkušebního zařízení pro určení akustické neprůzvučnosti materiálů ve frekvenčním rozsahu 600 Hz až 4500 Hz.
  • vyhledat experimentální metody a zařízení k určení akustické neprůzvučnosti
  • vybrat vhodný reproduktor pro buzení v žádaném frekvenčním rozsahu
  • navrhnout potřebné rozměry impedanční trubice
  • ověřit navržené řešení pro žádaný frekvenční rozsah 600 Hz až 4500 Hz
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí

Testování tuhých modifikátorů tření pro kolejovou dopravu
Testing of solid sticks for rail transport

Vedoucí práce: Ing. Radovan Galas, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Modifikátory tření jsou v kolejové dopravě využívány za účelem dosažení střední úrovně tření, čímž dochází k redukci hluku a opotřebení kontaktních těles. Na Ústavu konstruování byla vyvinuta metodologie pro hodnocení výkonnosti těchto látek. Tato metodologie je však zaměřena pouze na hodnocení třecích vlastností testovaných produktů a neumožňuje hodnotit další důležité vlastnosti modifikátorů tření.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je rozšířit a ověřit metodologii pro testování tuhých modifikátorů tření o hodnocení měrné konduktivity a míry otěrových/uvolněných částic.
  • provést rešerši v oblasti testování tuhých modifikátorů tření v kolejové dopravě
  • rozšířit stávající metodologii o hodnocení měrné konduktivity a míry otěrových/uvolněných částic
  • provést sadu ověřovacích experimentů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

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

Hodnocení trakce kolejového vozidla pomocí strojového učení
Evaluation of rolling stock traction using machine learning

Vedoucí práce: Ing. Daniel Kvarda Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Hodnocení trakce je klíčovým aspektem bezpečného a efektivního provozu železničních vozidel. Metodami strojového učení lze trénovat model z dat a zobecňovat jej na aktuálně neměřená data. Cílem práce je natrénovat model pomocí strojového učení na datech získaných z laboratorního měření. Výsledný model bude následně použit pro rozvoj prediktivního řízení kolejového vozidla.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout postup zpracování dat pomocí metod strojového učení k predikci trakce kolejového vozidla.
  • analýza metod strojového učení
  • získání experimentálních dat
  • využití strojového učení k zpracování získaných dat
  • vyhodnocení výsledků a návrh vhodných postupů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Smykové testování struktur vyrobených technologií 3D kovového tisku
Shear loading of structures produced by 3D metal printing technology

Vedoucí práce: Ing. Jan Jaroš
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Struktury vyrobené technologií 3D kovového tisku je možné využít ke změně parametrů vyráběných dílů jako jsou hmotnost, tepelná vodivost, nebo chování při zatížení. Pro efektní návrh strukturovaného dílů je nutná znalost jeho chování při konkrétním stavu zatížení. Je tak žádoucí popsat jejich chování při zatížení smykem.
Cíle závěrečné práce: Hlavní cílem práce je objasnit chování struktur při aplikování smykového zatížení při použití nekontaktní optické metody.
  • rešerše smykového zatěžování struktur
  • návrh geometrie struktury a jejich parametrů
  • provedení experimentu a zpracování výsledků z bezkontaktní optické metody měření
  • analýza získaných výsledků v souvislosti s literaturou
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Úprava geometrie dutých prutových struktur vyrobených technologií 3D kovového tisku
Geometric modification of hollow lattice structures produced with 3D metal printing technology

Vedoucí práce: Ing. Jan Jaroš
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Technologie 3D kovového tisku umožňuje výrobu složitých geometrií jako jsou duté prutové struktury. Prvotní experimenty ukázaly jak jejich výhody, tak jejich defekty spojené s výrobou. Jako kritické místo se ukázalo spojení jednotlivých prutů, které zejména v horní části přenáší největší zatížení při zkoušce v tlaku. Ve spojení prutů došlo k nespojení stěny z důvodu technologického omezení 3D tisku, které vedlo k předčasnému kolapsu struktury. Je tedy žádoucí zabývat se geometrií struktur, která by zlepšila jejich kvalitu po výrobě.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je modifikovat geometrii buňky BCC tak, aby byla zaručena vyrobitelnost bez defektů za pomocí technologie 3D kovového tisku.
  • rešerše dutých struktur a používaných geometrií
  • návrh geometrií BCC struktury a jejich výroba
  • ověření vlivu změny geometrie na kvalitu výroby
  • analýza naměřených dat
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Limity výroby nízko-objemových tenkých stěn a prutů vyrobených technologií 3D kovového tisku z nerezové oceli 316L
Limits of low-volume walls and struts production by 3D metal printing from stainless steel 316L

Vedoucí práce: Ing. Jan Jaroš
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Výroba prutů a stěn malého objemu technologií 3D kovového tisku je výzvou, a to zejména z pohledu vzniku nedokonalostí jako je porozita, drsnost povrchu a rozměrová přesnost. Parametrů, které mohou nedokonalosti ovlivnit je velké množství, ale mezi nejzákladnější patří výrobní strategie a procesní parametry. Při jejich vhodné kombinaci a správném nastavení je možné nedokonalosti minimalizovat.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je identifikovat limity výroby nízko-objemových stěn a prutů pomocí 3D kovového tisku z nerezové oceli 316L.
  • rešerše výroby nízko-objemových stěn a prutů pomocí technologie 3D kovového tisku z nerezové oceli 316L
  • návrh experimentu s ohledem na výstupy rešerše
  • ověření kvality vyrobených vzorků
  • analýza naměřených výsledků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce zařízení pro studium top-of-rail produktů na kolejnici
Design of the test rig for top-of-rail products study on the rail

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Jordán
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Top-of-rail produkty jsou v kolejové dopravě využívány za účelem redukce hluku a opotřebení. Tyto produkty jsou zpravidla aplikovány pomocí stacionárních jednotek v blízkosti trati. Výkonnost těchto produktů se může značně lišit se vzdáleností od místa aplikace. Současné experimentální zařízení využívají zmenšené kontaktní dvojice, které však neumožňují studovat skutečný třecí film vznikající v kontaktu kola a kolejnice. Konstrukce nového experimentálního zařízení využívající skutečnou kolejnici umožní studovat tento film v laboratorním prostředí.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout experimentální zařízení pro studium top-of-rail produktů na skutečné kolejnici v laboratorním prostředí
  • analýza současného stavu poznání testovacích zařízení
  • koncepční návrh variant
  • vytvoření výkresové dokumentace vybrané varianty
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, návrhový výkres

Konstrukce automatického manipulátoru pro přesnou manipulaci testovaných vzorků na profilometru a mikroskopu
Design of an automatic manipulator for precise handling of test samples on the profilometer and microscope

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Jordán
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při hodnocení testovaných ocelových vzorků na profilometru nebo mikroskopu je často vyžadováno opakované měření ve stejném definovaném místě. To umožňuje studovat změny v průběhu testu. Aby bylo možné měření provádět co nejrychleji a minimalizovat náhodné chyby, je nutné vyvinout automatický manipulátor, který tyto požadavky zajistí. Tento manipulátor umožní ustavení dílu do přesné polohy a následné pohyby s tímto vzorkem tak, aby byl vždy analyzován ve stejném oblasti.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je vyvinout automatický manipulátor umožňující přesné a opakovatelné vyhodnocení testovaných vzorků na profilometru a mikroskopu v předem definované poloze
  • definice požadovaných klíčových parametrů
  • koncepční návrh variant
  • vytvoření výkresové dokumentace vybrané varianty
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, návrhový výkres

Metody pro kvantifikaci šíření prašnosti v dopravě
The methods for quantifying of airborne particles generation in the transport

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Jordán
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Doprava se stále intenzivněji soustředí na inovace s cílem snížit negativní dopady na životní prostředí. Kromě emisí vyprodukovaných při spalování paliv existuje také potenciální problém s uvolňováním částic opotřebení do okolního ovzduší. Zvláště pak nanočástice šířící se vzduchem mohou mít negativní dopad na lidské zdraví. To je velký problém zejména v místech s omezeným prouděním vzduchu , jako je například metro. Mezi takový zdroj částic opotřebení lze zařadit například brzdy. Pro snížení emisí je nutné mít možnost kvantifikovat míru prašnosti, kterou tyto systémy způsobují.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zpracování kritického přehledu současného stavu poznání v oblasti metod pro kvantifikaci šíření prašnosti v dopravě
  • popsat rizika spojená s prašností v dopravě
  • souhrn metod pro měření prašnosti
  • zhodnocení výhod a nevýhod existujících metod
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

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, který se ovšem může potýkat s nedostatečnou trakcí. Zhoršené podmínky na kolejnici se mohou objevit za deště nebo je-li kolejnice pokryta listím. K obnově trakčních podmínek v kontaktu kola a kolejnice se tradičně používá pískování. Aby bylo možné porovnávat jednotlivé materiály sloužící k obnově trakce, je nutné nejprve docílit nízké adheze na kolejnici. Z toho důvodu je důležité vyvinout postup, který sníží adhezi na kolejnici a zároveň bude vykazovat dostatečnou opakovatelnost a výdrž na kolejnici.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout 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

Vliv kontaminace na výkonnost maziv pro kolejovou dopravu
The effect of contamination on TOR lubricants performance

Vedoucí práce: Ing. Šimon Skurka
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Energetickou efektivitu kolejové dopravy lze navyšovat redukcí tření mezi kolem a kolejnicí pomocí vhodných maziv, která jsou nejčastěji aplikována přímo na povrch kolejnice. Na druhou stranu, dostatečná úroveň tření je nezbytná pro zachování schopnosti vozidla se rozjet/zabrzdit. Účinky maziv mohou být ovlivněny okolním prostředím (teplota, vlhkost) a přítomností třecí vrstvy (oxidy železa). Existuje riziko, že maziva v kombinaci s nepříznivými podmínkami mohou způsobit potíže s rozjezdem vozidla v důsledku příliš nízkého tření či prodloužit jeho brzdnou dráhu.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je popsat vliv klimatických podmínek a třecí vrstvy na vybraná komerční maziva pro kolejovou dopravu.
  • provést kritickou rešerši vědeckých publikací v oblasti kontaminace a mazání temena kolejnice
  • na základě literatury zvolit vhodné podmínky měření a navrhnout vědecký experiment
  • experimentálně popsat vývoj součinitele adheze v kontaktech s přítomností maziv za různých klimatických podmínek
  • diskuze získaných poznatků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Modifikace tření v kontaminovaném kontaktu kola a kolejnice
Contamination and friction modification in the wheel-rail contact

Vedoucí práce: Ing. Šimon Skurka
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Modifikace tření se v kolejové dopravě využívá za účelem redukce opotřebení, hluku a provozních nákladů. Mazivo je nanášeno na temeno kolejnice, díky čemuž dochází ke snížení tření. Účinky těchto maziv byly doposud testovány převážně v čistých laboratorních podmínkách. Na kolejnici se však nachází i další látky, souhrnně označovány jako kontaminanty (např. voda, listí). Interakce maziv a kontaminantů je prakticky nevyhnutelná. Existuje reálné riziko, že by kontaminace maziv mohla nepříznivě ovlivnit jejich účinky a v konečném důsledku způsobit problémy s rozjezdem/brzděním kolejového vozidla.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je zmapovat oblast modifikace tření a kontaminace v kontaktu kola a kolejnice a popsat vzájemnou interakci obou skupin látek.
  • zmapovat současný stav poznání v oblasti tribologie "otevřeného" kontaktu kola a kolejnice
  • provést rešerši vědeckých prací zabývajících se vlivem kontaminace na modifikaci tření
  • diskutovat možné příčiny a mechanismy kontaminace maziv a modifikátorů tření
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

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

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

Konstrukční návrh malého stolního jeřábu pro manipulaci s těžkými díly
Design of a small table crane for handling heavy loads

Vedoucí práce: Ing. Michal Michalec
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V průmyslových a výzkumných prostředích je často nezbytné manipulovat s těžkými díly testovacího zařízení, což vyžaduje spolehlivý a efektivní stroj pro jejich přesun. Malý stolní jeřáb představuje vhodné řešení pro manipulaci s díly o nosnosti od 10 do 50 kg. Navržený jeřáb bude založen na konstrukčních profilech, což umožní dosáhnout potřebné pevnosti a stability, zatímco snadná montáž a dostupnost komponent budou klíčové pro jeho praktické využití.
Cíle závěrečné práce: Cílem této konstrukční práce je navrhnout a detailně zdokumentovat malý stolní jeřáb pro manipulaci s těžkými díly testovacího zařízení, s nosností mezi 10 a 50 kg, využívající konstrukční profily. Jeřáb musí zahrnovat mechanismy pro plynulý horizontální pohyb kladky a zdvih.
  • provést analýzu požadavků na nosnost a rozměry malého stolního jeřábu v souladu s potřebami manipulace těžkými díly testovacího zařízení
  • navrhnout konstrukci jeřábu včetně volby konstrukčních profilů a mechanických komponent pro zajištění požadované stability, bezpečnosti a snadné montáže
  • zahrnout do návrhu mechanismy pro plynulý horizontální pohyb kladky a zdvih, zohledňující ergonomii a bezpečnost obsluhy
  • provést FEM pevnostní výpočet konstrukčních profilů s minimálním součinitelem bezpečnosti 1,2 za účelem ověření jejich pevnostní spolehlivosti při manipulaci s maximální zátěží
  • vytvořit výkresovou dokumentaci pro výrobu součástí a montáž
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Vývoj parametrického modelu pro optimalizaci geometrie hydrostatických ložisek v prostředí MATLAB
Development of a parametric model for optimizing the geometry of hydrostatic bearings in MATLAB environment

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. S rostoucí potřebou efektivních a spolehlivých hydrostatických ložisek v průmyslových aplikacích, jako jsou obří teleskopy a rozměrné konstrukce, se stává klíčovým faktorem volba optimální geometrie těchto ložisek. Volba vhodné geometrie je zásadní pro snížení provozních nákladů a energetické náročnosti takovýchto konstrukcí.
Cíle závěrečné práce: Cílem této práce je vytvořit parametrický model pro návrh geometrie hydrostatických ložisek s důrazem na optimalizaci výkonnostních parametrů v prostředí MATLAB.
  • provést rešerši současných metod a technik návrhu hydrostatických ložisek a jejich implementace
  • navrhnout a implementovat parametrický model v prostředí MATLAB pro analýzu a optimalizaci výkonnostních parametrů hydrostatických ložisek
  • validovat vytvořený model na základě reálných dat a porovnat jeho výstupy s existujícími metodami návrhu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Chytrá maziva v elektromobilitě
Smart lubricants in electromobility

Vedoucí práce: Ing. Michal Michalec
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: S nárůstem zájmu o elektromobilitu v posledních letech se klade stále větší důraz na vývoj pokročilých maziv, která jsou schopna optimalizovat výkon a životnost elektrických pohonů. Tradiční maziva v elektromobilech často vykazují nedostatečnou schopnost vodivosti, což může vést k vzniku elektrických výbojů a následně ke ztrátě energetické účinnosti a opotřebení součástí. Problém elektrických výbojů je zásadní při zajištění spolehlivého provozu elektromobilů a vývoj nových typů maziv, jako jsou iontové kapaliny, nabízí potenciální řešení tohoto problému.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je poskytnout přehled současných výzkumných trendů chytrých maziv a jejich technologických možností v prevenci poškození ložisek elektrickým výbojem u elektromobilů.
  • analyzovat současný stav vývoje maziv pro elektromobily a identifikovat nedostatky tradičních maziv v oblasti vodivosti
  • zhodnotit potenciál nových typů maziv, jako jsou iontové kapaliny, při řešení problému elektrických výbojů v elektromobilech
  • provést syntézu získaných informací a vytýčit budoucí možné trendy v dané oblasti
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Aktuální trendy udržitelných a ekologických maziv
Current trends in sustainable and ecological lubricants

Vedoucí práce: Ing. Michal Michalec, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V současném průmyslovém prostředí se klade stále větší důraz na ekologickou udržitelnost, což ovlivňuje i výběr maziv pro provoz strojů a zařízení. Tradiční složení maziv často negativně ovlivňuje životní prostředí a zdraví. Proto je stále naléhavější potřeba zkoumat a implementovat ekologicky šetrné alternativy. Tato bakalářská práce se zaměřuje na aktuální trendy v oblasti udržitelných a ekologických maziv s cílem poskytnout přehled nových technologií a postupů, které umožňují efektivní a šetrné využívání maziv v průmyslových aplikacích.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je shrnutí současného stavu a vytýčení nových ekologických trendů v oblasti maziv a jejich možného využití v průmyslových aplikacích.
  • zpracovat rešerši zaměřenou na současné trendy v oblasti udržitelných a ekologických maziv
  • identifikovat nové technologie a postupy výroby a aplikace maziv s minimálními negativními dopady na životní prostředí a zdraví
  • zhodnotit možnosti využití nových ekologicky šetrných maziv v průmyslových aplikacích
  • provést syntézu a zhodnocení získaných poznatků s ohledem na potenciál budoucího směrování výzkumu a aplikací udržitelných maziv
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Studium tření kyčelních kloubních náhrad s povlakem
Friction analysis of hip joint replacements with coated surface

Vedoucí práce: doc. Ing. David Nečas, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Náhrada kyčelního kloubu se řadí mezi nejběžnější a nejúspěšnější zákroky moderní medicíny. S prodlužující se dobou života a zvýšenou aktivitou populace dochází k neustálému nárůstu počtu operací, přičemž odhady pro následujících deset let jsou alarmující. Navzdory pokroku v oblasti materiálů náhrad, jejich designu a klinické praxe, je stále zásadním problémem omezená životnost náhrad. Jednou z možností prodloužení životnosti je modifikace povrchu pomocí povlaku, který zlepší mazací podmínky a sníží tření a opotřebení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je pomocí kyvadlového simulátoru popsat vliv povlaku na součinitel tření kloubní náhrady. Pozornost bude věnována vlivu materiálové kombinace a složení modelové kloubní kapaliny.
  • provést kritickou rešerši aktuálních vědeckých publikací zabývajících se modifikací povrchů kloubních náhrad
  • navrhnout podmínky experimentů a složení modelové kloubní kapaliny na základě rešerše
  • popsat vliv polymerního povlaku na součinitel tření na základě experimentální studie
  • posoudit vliv zatížení a materiálové dvojice na výkonnost povlaku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Návrh držáku rychlokamery snímající funkci odpružení u elektrokola
Design of high-speed camera holder recording function of electro-bike suspension

Vedoucí práce: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Odpružení na enduro kolech umožňuje široký rozsah nastavení tlumicích charakteristik. Z hlediska kvality přítlaku kola je ovšem obtížné objektivně vyhodnotit kvalitu odpružení. Zpomalený obrazový záznam chování kola během jízdy by mohl sloužit jako objektivní způsob porovnání kvality odpružení pro různá nastavení tlumicí charaketristiky.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh držáku rychlokamery snímající styk kola s povrchem během jízdy na enduro kole.
  • specifikace požadavků na rychlokameru
  • návrh konstrukčního řešení a výroba držáku
  • experimentální ověření funkce
  • analýza záznamu pro několik různých nastavení odpružení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Návrh zabudování odměřovacího systému na soustruh Bernardo

Vedoucí práce: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V laboratoři technické diagnostiky je využíván malý soustruh, který má nevhodně řešené noniusy pro odečítání posuvů. Práce na soustruhu je tak značně nepohodlná. Instalací digitálního odměřovacího systému by tato nevýhoda soustruhu měla být odstraněna.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh zástavby a experimentální ověření správné funkce digitálního odměřování založené na magnetickém enkodéru na soustruh Bernardo Profi 550 WQV.
  • průzkum stávajícího stavu a obvyklých řešení
  • výběr vhodného magnetického enkodéru
  • konstrukční úpravy soustruhu s ohledem na instalaci pravítek a zobrazovací jednotky
  • experimentální ověření správné funkce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Jízdní zkoušky elektromotocyklu Kuberg se semiaktivním odpružením

Vedoucí práce: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Na Ústavu konstruování byly zkonstruovány semiaktivní magnetoreologické tlumiče, které lze instalovat na elektromotocykl Kuberg. Aktuální nastavení tlumicí síly je v reálném čase řízeno různými algoritmy, které umožňují nastavení mnoha různých parametrů. Pro různé jízdní režimy je třeba najít nejlepší nastavení algoritmu v řídicí jednotce.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je experimentální nalezení optimálního nastavení algoritmu řízení magnetoreologických tlumičů na off-road elektromotocyklu.
  • rešerše funkce semiaktivních algoritmů vhodných pro jednostopá vozidla
  • rešerše metod vyhodnocování kvality odpružení
  • návrh jízdní zkoušky vhodné pro posouzení funkce semiaktivního odpružení
  • provedení jízdních zkoušek a vyhodnocení výsledků
  • stanovení optimálního nastavení semiaktivního algoritmu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, laboratorní protokol

Rekonstrukce navíječky cívek

Vedoucí práce: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Skupina technické diagnostiky při návrhu experimentálních elektromagnetických zařízení používá navíječku cívek vlastní konstrukce. Tato navíječka cívek trpí několika neduhy, které kazí výslednou kvalitu vinutí a které by bylo vhodné odstranit.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je návrh a realizace konstrukčních úprav navíječky cívek tak, aby se zvýšila kvalita výsledného vinutí.
  • zjištění aktuálního stavu
  • návrh mechanizmu zajišťujícího stálý tah vodiče během navíjení
  • návrh technického řešení zajišťujícího přesnější navádění vodiče
  • úprava uživatelského rozhraní ovládacího programu
  • experimentální ověření funkce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Demonstrátor funkce magneticky aktivního polymeru

Vedoucí práce: doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Magneticky aktivní polymery jsou složeny z ferromagnetických mikročástic železa, které jsou spojeny vysoce elastickou polymerní vazbou. Za pomocí externího magnetického pole lze měnit jejich tuhost a rozměry. Míra změny je dána velikostí magnetického pole. Zajímavou aplikací těchto materiálů je tzv. „soft“ robotika. Soft robotika je intuitivní a citlivá interakce robota s prostředím či předmětem. Může se jednat například o měkké úchopy či další. Odbor Technické diagnostiky by se rád zabýval vývojem tohoto typu materiálu a pro ukázku funkce potřebuje vyvinout demonstrátor.
Cíle závěrečné práce: Cílem této bakalářské práce je konstrukční řešení demonstrátoru funkce magneticky aktivního elastomeru.
  • přehled současného stavu poznání v dané problematice
  • koncepční řešení konstrukce
  • konstrukční řešení a výkresová dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Konstrukce zařízení na tlakování jednoplášťových tlumičů
Design for pressurizing monotube shock absorbers

Vedoucí práce: doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Odbor technické diagnostiky se dlouhodobě zabývá vývojem jednoplášťových tlumičů, které pro svoji funkci potřebují kompenzační plynovou komoru. Tlak v této komoře může být až 35 bar. Pro efektivní a přesné tlakování této kompenzační komory je nutné vyvinout vhodné zařízení.
Cíle závěrečné práce: Cílem této bakalářské práce je konstrukční řešení zařízení na tlakování jednoplášťových hydraulických tlumičů.
  • návrh koncepčních variant konstrukce
  • vytipování senzoriky a její zástavba
  • analyzovat kritická místa a provést potřebné pevnostní výpočty
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Pokročilé odpružení elektrokol
Advanced e-bike suspension

Vedoucí práce: doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V současné době probíhá intenzivní vývoj v oblasti elektrokol a to především v konstrukci rámů, pohonů včetně baterii a odpružení. Odpružení zásadním způsobem ovlivňuje bezpečnost i komfort jezdce. Vhodným nastavením odpružení je možné například zvýšit adhezi kola a tak zlepšit ovladatelnost zejména v terénech s již tak malou adhezí (štěrk, atd.). Tým na UK FSI se chce zabývat vývojem nové generace odpružení a je nutné zmapovat stávající konstrukce.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je sestavení současného stavu poznání v oblasti odpružení elektro kol se zaměřením na systém tlumení.
  • přehled konstrukčních řešení systémů tlumení pro vidlici
  • přehled konstrukčních řešení systémů tlumení pro zadní stavbu
  • analýza nastavení tlumení a jeho dopadu na jezdce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Návrh lisu na ovoce
Design of a fruit press

Vedoucí práce: Ing. Pavel Čípek, Ph.D.
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Lis na ovoce se používá jak v hobby prostředí, tak i při velkovýrobě ovocných nápojů, nebo např. vína. Při lisování ovoce je nutné na ovoce zapůsobit tlakem, aby došlo k uvolnění ovocné šťávy, která je požadovaným výstupem. U hobby produkce se většinou používá ruční lisování přes pohybový šroub, avšak u velkoprodukcí může být lis poháněný elektricky či hydraulicky.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je navrhnout konstrukci a řízení lisu na ovoce s možností jak ručního, tak elektrického pohonu lisování pro objem lisovaného ovoce 15–20 litrů.
  • rešerše konstrukcí lisů na ovoce
  • návrh konstrukčního řešení lisů na ovoce
  • vypracovaní výkresové dokumentace lisu na ovoce
  • návrh řízení pohonu lisu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Kyselina hyalurónová jako mazivo v lidském těle
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 hyaluronová (HA) je polysacharid, který se nachází v tkáních všech obratlovců a také v některých bakteriích. Existuje v širokém rozmezí molekulových hmotností a díky svým fyzikálně-chemickým vlastnostem jsou hyaluronanu připisovány různé fyziologické funkce, včetně lubrikace.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zmapovat oblasti v lidském těle, kde HA funguje jako mazivo, s důrazem na oblasti, které se promítly do biotribologie.
  • přehled konkrétních příkladů, kdy HA plní v těle roli lubrikantu.
  • přehled maziv na bázi HA používaných v biotribologii a problematika jejich použití.
  • přehled biotribologických modelů využívajících maziva na bázi HA.
  • návrh budoucího směru používání maziv na bázi HA
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Mazání fascií hyaluronanem
Fascia lubrication by hyaluronan

Vedoucí práce: Ing. Alexandra Streďanská
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Bolesti dolní části zad jsou dnes jednou z nejčastějších příčin pracovní neschopnosti. Příčina je často špatně diagnostikována a bolest se stává chronickou, což negativně ovlivňuje kvalitu života postiženého. Jednou z možných příčin je bolest myofaciální oblasti hrudní a bederní fascie. Fascie obsahuje vrstvu buněk tvořících hyaluronan, které zajišťují jednu z jejích základních funkcí, kterou je náš bezbolestný pohyb. Různá poranění nebo patologické změny ve fascii mohou vést k narušení tvorby hyaluronanu a vzniku bolesti.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je experimentálně popsat pomocí simulátoru pin-on-plate vývoj součinitele tření na kontaktu fascie-fascie během mazání roztokem na bázi kyseliny hyaluronové.
  • rešerše nejnovějších vědeckých publikací zabývajících se třením poddajných kontaktů.
  • návrh experimentálních podmínek pro tribometr.
  • experimentální popis vývoje součinitele tření.
  • posouzení vlivu materiálů kontaktního páru.
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Hybridní ložiska pro vesmírné aplikace
Hybrid bearings for space applications

Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Klasická ocelová ložiska je nutné ve vesmíru vhodně mazat kvůli riziku zadírání, což sebou nese jisté komplikace. Jako vhodnou alternativou se jeví být hybridní ložisko, které kombinuje keramické elementy a kovové kroužky. Takovéto ložisko je teoreticky možné provozovat bez maziva, byť to běžně výrobci nedoporučují.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je otestovat hybridní ložisko v relevantních podmínkách nízké oběžné dráhy.
  • přehled problematiky hybridních ložisek
  • návrh a konstrukce uložení ložiska v existujícím testeru, výroba, montáž
  • realizace testů, jejich vyhodnocení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

SpaceX Falcon: vibrační odolnost ložisek v nákladovém prostoru nosiče
SpaceX Falcon: vibration design of payload bearings

Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při vynášení umělých družic na oběžnou dráhu je náklad v nosiči vystaven intenzivním vibracím, které mohu citlivé komponenty poškodit. U ložisek je nutné zajistit jejich správné předepnutí tak, aby při vibracích nedošlo k jejich poškození vibracemi. Toto předepnutí je nutné správně navrhnout vzhledem k požadovanému typu nosiče a parametrům nákladu.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout ložisko a jeho předepnutí pro vynesení nosičem Falcon heavy na nízkou oběžnou dráhu.
  • přehled výpočtových řešení pro analýzu vibrací
  • přehled metod předepínání ložisek ve vesmírných aplikacích
  • návrh geometrie ložiska a velikosti jeho předepnutí pro konkrétní aplikaci
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Využití triboelektrického jevu v kosmických aplikacích
Triboelectric effect utilization in space applications

Vedoucí práce: Ing. Josef Pouzar
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro většinu kosmických misí je využití obnovitelných zdrojů energie naprosto zásadním předpokladem úspěšné mise. Nejčastěji využívanými obnovitelnými zdroji jak u družic na oběžné dráze, tak u meziplanetárních sond jsou fotovoltaické články a radioizotopové termoelektrické generátory. Pro specifické kosmické mise by se ovšem dal využít i typ kontaktní elektrifikace známý jako triboelektrický jev. Tento jev nastává při kontaktním tření dvou materiálů se specifickými vlastnostmi, čímž dochází ke generování elektrického náboje.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je vydefinovat potenciál využití triboelektrického jevu jako alternativního zdroje elektrické energie pro specifické kosmické mise.
  • studium literatury zabývající se triboelektrickým jevem a jeho možnostmi využití pro získávání energie v kosmickém prostředím
  • analýza specifických vlastností materiálů vhodných pro triboelektrické generátory v kontextu kosmických aplikací
  • zhodnocení výhod a omezení triboelektrického jevu ve srovnání s tradičními obnovitelnými zdroji energie pro kosmické mise
  • vydefinování oblasti použitelnosti triboelektrických generátorů pro kosmické aplikace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Triboelektrický generátor pro využití na Marsu
Triboelectric generator utilization on Mars

Vedoucí práce: Ing. Josef Pouzar
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro kosmické mise na planetě Mars, zaměřené na průzkum povrchu například pomocí dálkově řízených autonomních vozidel, je klíčové využití obnovitelných zdrojů elektrické energie. Běžně používanými zdroji energie jsou fotovoltaické články a radioizotopové termoelektrické generátory. Nicméně v případě mise na Marsu by mohl být zajímavým alternativním řešením využití triboelektrického jevu. Tento jev vzniká při kontaktním tření mezi dvěma materiály, což umožňuje generování elektrického náboje. Integrace triboelektrického generátoru pro misi na Marsu by tak mohla poskytnout nezávislý zdroj energie.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout triboelektrický generátor pro získávání elektrické energie pro kosmické mise na povrchu Marsu.
  • studium literatury zabývající se prostředím Marsu a triboelektrickými generátory
  • rešerše současného využití obnovitelných zdrojů energie pro kosmické mise na povrchu Marsu
  • analýza specifických vlastností materiálů vhodných pro triboelektrické generátory v marsovském prostředí
  • návrh konstrukce triboelektrického generátoru pro kosmickou misi na Marsu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Pokročilé CAD vizualizace
Advanced CAD visualization

Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Tvorba kvalitních vizualizací je jedním z předpokladů úspěšné prezentace vlastního návrhu. K vytvoření fotorealistických vizualizací dnes existuje mnoho softwarů, některé z nich jsou dostupné pod školní licencí i studentům.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je vytvořit výuková videa pro předmět 3CC, která zajistí zlepšení schopností studentů vytvořit fotorealistickou vizualizaci produktu.
  • přehled dostupných animačních softwarů, metod
  • volba jednoho ze softwarů a popis jeho možností
  • tvorba výukových videí pro dosažení kvalitních výstupů
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce simulátoru opotřebení kloubních náhrad
Design of wear simulator for joint implants

Vedoucí práce: Ing. Matúš Ranuša, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při vývoji kloubních náhrad je jedním z nejdůležitějších parametrů hodnocení opotřebení při dlouhodobých testech. Tato analýza je nezbytná při vývoji nových materiálů nebo zavádění nových technologií výroby třecích ploch. Tato práce by se zabývala úpravou a implementací modulu simulátoru opotřebení, který by byl schopen dlouhodobě testovat realistické náhrady s definovaným zatížením a kinematikou odpovídající lidskému kloubu.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je analyzovat stávající simulátor opotřebení a navrhnout modul pro reální náhradu.
  • zpracovat rešerši používaných simulátorů
  • navrhnout úpravy simulátoru opotřebení
  • vytvořit modul pro reální náhradu
  • připravit 3D data a výkresovou dokumentaci k výrobě
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Dopad povrchových úprav implantátu na tření
Impact of joint implant coating on friction behaviour

Vedoucí práce: Ing. Matúš Ranuša, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jedním z limitujících faktorů při vývoji kloubních náhrad je opotřebení povrchu, které často souvisí se strukturou kloubních ploch. Jako účinná ochrana se jeví aplikace tvrdých povlaků, jako je například povlak DLC. Pro vyhodnocení účinku povlaku by měly být provedeny dlouhodobé testy opotřebení s následným vyhodnocením degradace povrchu.
Cíle závěrečné práce: Cílem této práce je testovat povlakování vzorků za účelem vyhodnocení úbytku materiálu při dlouhodobých zkouškách.
  • proveďte rešerši vědeckých publikací v oblasti povrchové úpravy kloubů
  • na základě získaných poznatků předpovídejte výsledky zkoušek
  • experimentálně ověřit vliv povrchové úpravy na úbytek materiálu
  • analyzovat součinitel tření
  • interpretovat údaje
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Vliv technologie obrábění na strukturu povrchu implantátu
Influence of machining technique on implant surface structure

Vedoucí práce: Ing. Matúš Ranuša, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Aditivní technologie se v současné době používá také v endoprotetice. Výhoda výroby porézních struktur umožňuje účinné spojení implantátu s kostí; stejnou technologii však lze použít i k úpravě kloubního povrchu. Zde je nutné další obrábění vzhledem k požadované drsnosti materiálu. Problém však nastává v tom, že volba nevhodných postupů může poškodit vytvořenou strukturu, a tím ovlivnit mazací procesy.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je výběr a následné testování technologie obrábění za účelem zachování struktury vytvořené 3D tiskem.
  • zpracovat rešerši vědeckých publikací v obrábění implantátů
  • zvolit metody obrábění, které by nepoškodili struktury na povrchu
  • testovat dané metody pomocí simulátoru opotřebení
  • analyzovat součinitel tření
  • konfrontovat získané poznatky s dosud publikovanými studiemi zabývajícími se obráběním vzorků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce testeru ozubení pro kosmické aplikace
Gear tester design for space applications

Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D.
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Každé navržené řešení geometrie, materiálu a maziva ozubení je nutné otestovat v relevantních podmínkách, tedy za širokého rozsahu teplot a hlubokého vakua. K tomu je potřeba mít k dispozici specializovaná zařízení. Na Ústavu konstruování existuje vakuový tester ložisek, který by bylo možné upravit tak, aby na něm bylo možné testovat i ozubení.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je konstrukční návrh modifikace testeru ložisek pro možnost testování ozubení.
  • přehled problematiky ozubení pro kosmické aplikace a jejich testování
  • koncepční návrhy testeru ozubení
  • volba jednoho z konceptů a rozvedení do podoby konstrukčního návrhu testeru
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

Využití umělé inteligence v návrhovém procesu strojních součástí
Artificial intelligence in the mechanical design process

Vedoucí práce: Ing. Martin Malý, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Umělá inteligence v návrhovém procesu může být využita pro odstraňování opakujících se úkolů, zvyšování produktivity, zpřesnění simulací a tvorbě inteligentních návrhů. S vizí zvýšení produktivity vývojáři softwaru do svých produktů stále více integrují nástroje umělé inteligence. Například Autodesk Fusion nově získal nástroj pro generování automatických tvarů. Takto generované tvary často směřují díky svým organickým tvarům na 3D tisk.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je validace nástrojů a přístupů využití umělé inteligence v návrhu strojních součástí.
  • identifikace nástrojů a metod využívající umělou inteligenci ve strojírenství
  • porovnání jednotlivých nástrojů a přístupů
  • vytvoření demonstrátoru 3D tiskem zachycující současné možnosti
  • identifikace budoucího rozvoje odvětví
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Netradiční metody kovového 3D tisku
Nontraditional methods for metal 3D printing

Vedoucí práce: Ing. Martin Malý, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Oblast kovového 3D tisku je rychle se rozvíjející odvětví. Nejvíce využívanou metodou je laserové navařování kovového prášku, nebo drátu. Nicméně stále vznikají nové technologie produkce 3D kovových objektů. Příkladem můžou být technologie metal material jetting, electrochemical 3D printing nebo lithography-based metal manufacturing, které jsou aktuálně ve vývoji a hledají své využití na trhu.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce kriticky zhodnotit technologie kovového 3D tisku, které jsou aktuálně ve vývoji a nebo v prvních fázích adopce průmyslem.
  • identifikace nových technologií kovového 3D tisku
  • kritické zhodnocení jednotlivých metod
  • identifikace uplatnění metod na trhu
  • identifikace budoucího vývoje
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Využití kovového 3D tisku v letectví
Utilization of metal 3D print in aerospace

Vedoucí práce: Ing. Ondřej Vaverka
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Letecký průmysl byl vždy průkopnický z hlediska zavádění nových metod návrhu strojních součástí nebo technologií, ať už šlo o metodu konečných prvků, topologickou optimalizaci nebo lehké materiály. V současnosti je trendem ve strojírenství digitalizace, virtuální realita a pokročilé metody výroby, mezi které již několik dekád patří kovový 3D tisk. Ten se postupně dostává do všech průmyslových odvětví a letectví není výjimkou.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je popsat dosavadní využití kovového 3D tisku v leteckém průmyslu pro komponenty primární i sekundární konstrukce.
  • rešerše vědeckých publikací zabývajících se spojením 3D tisku a letectví
  • rešerše praktických aplikací kovového 3D tisku v letectví
  • identifikace hlavních směrů využití kovového 3D tisku a jeho omezení
  • syntéza získaných poznatků a posouzení nejzajímavějších směrů pro případný budoucí výzkum
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

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

Topologická optimalizace přistávacího podvozku letounu
Topology optimization of aerospace landing gear

Vedoucí práce: Ing. Ondřej Vaverka
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V leteckém průmyslu je každé ušetřené kilo vyvažováno zlatem. Proto je snaha o snižování hmotnosti letounu klíčová a týká se všech jeho součástí. V této snaze leteckým inženýrům už desítky let usnadňuje práci strukturální optimalizace, která dokáže navrhnout optimální rozložení materiálu pro minimální hmotnost ale zároveň nesnižovat pevnost součásti. Dlouhou dobu ale byl optimální tvar součástí limitován používanými technologiemi, což se změnilo až s příchodem kovového 3D tisku. Díky jeho tvarové volnosti, lze vyrobit optimalizované díly, které není možné vyrobit konvenčními technologiemi.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je pomocí topologické optimalizace navrhnout rameno přední podvozkové nohy letounu, které bude vhodné pro výrobu kovovým 3D tiskem.
  • rešerše softwarových možností topologické optimalizace
  • stanovení okrajových podmínek optimalizace
  • koncepční návrh tvaru ramene
  • finální návrh součásti s přihlédnutím k technologii výroby
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Konstrukce a porovnání inovativních tepelných výměníků vyrobených kovovým 3D tiskem
Design and comparison of innovative heat exchangers fabricated by metal 3D print

Vedoucí práce: Ing. Ondřej Vaverka
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Spojení kovového 3D tisku, komplexních struktur a tepelných výměníků je momentálně jednou z nejvíce se rozvíjejících oblastí všech tří oborů. Struktury komplexních tvarů dokážou několikanásobně zvýšit teplosměnnou plochu a zlepšit přestup tepla ale zároveň je není možné vyrobit jiným způsobem než kovovým 3D tiskem. I když je to dynamická oblast, stále se hledá ideální konfigurace struktur, ať už jejich typu, velikosti, natočení nebo tloušťky stěny.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout a porovnat parametry tepelných výměníků vyrobených kovovým 3D tiskem a založených na využití TPMS struktur jako teplosměnné plochy.
  • rešerše využití TPMS struktur při návrhu tepelných výměníků
  • konstrukční návrh několika variant výměníků s různými typy TPMS struktur
  • výroba tepelných výměníků a jejich otestování
  • vyhodnocení dat a porovnání jednotlivých koncepcí
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

Vývoj nových maziv pro kolejovou dopravu
The development of new top-of-rail lubricants

Vedoucí práce: Ing. Šimon Skurka
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Za účelem modifikace tření se v kolejové dopravě používají tzv. top-of-rail maziva, jejichž úkolem je redukovat opotřebení a současně zajistit dostatečný přenos trakčních sil. Ukázalo se, že ačkoliv tato maziva plní svou roli na suché kolejnici, v případě kontaminace vodou (např. déšť nebo ranní rosa) mohou způsobit problémy s prokluzy kol nebo prodloužením brzdné dráhy vozidla. Je proto zásadní najít vhodné složení nového produktu, který by byl odolný vůči kontaminaci vodou a zároveň se výkonnostně vyrovnal dostupným komerčním alternativám.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je identifikovat vhodné složení (typ a hmotnostní obsah pevných částic v suspenzi s mazivem na olejové bázi) produktu, který by byl odolný vůči kontaminaci, ale současně poskytoval veškeré benefity top-of-rail maziva.
  • na základě literární rešerše identifikovat vhodné složky TOR maziva
  • provést laboratorní testy třecích vlastností jednotlivých komponent
  • testovat odolnost vůči kontaminaci v závislosti na složení TOR maziva
  • srovnání s dostupnými komerčními produkty
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Příprava laboratorní úlohy na demonstraci řízení asynchronního motoru pomocí frekvenčního měniče

Vedoucí práce: Ing. Zbyněk Strecker, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V rámci zavádění nového předmětu zaměřeného na elektrické pohony a jejich řízení bylo zakoupeno několik setů asynchronních elektromotorů a frekvenčních měničů. Z těchto setů by měla být sestavena laboratorní úloha, na které si studenti budou moci vyzkoušet nastavení a možnosti regulace asynchronních motorů.
Cíle závěrečné práce: Cílem je návrh konstrukčního řešení přenosného přípravku, který umožní upnutí elektromotoru s brzdou, čidel a rozvaděče s frekvenčním měničem.
  • seznámení se s parametry nakoupených elektromotorů a frekvenčních měničů
  • návrh konstrukce laboratorního přípravku
  • experimentální ověření funkce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Využití pevných maziv v kosmických aplikacích
Use of solid lubricants in space applications

Vedoucí práce: Ing. Adam Prokop
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Kosmické prostředí je specifické jak nízkým tlakem, tak extrémními teplotami, ale také často jejich střídáním. Kvůli vypařování a změně viskozity se tak stále častěji využívá pevných maziv, které nejsou těmito problémy zatíženy. Ne však všechna pevná maziva jsou pro kosmické prostředí vhodná.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je vytvoření přehledu používaných pevných maziv v kosmických aplikacích a návrh maziva na konkrétní aplikaci pro zařízení na LEO
  • přehled typů pevných maziv vhodných pro kosmické aplikace
  • přehled aplikačních metod pevných maziv
  • návrh maziva a způsobu jeho aplikace pro konkrétní využití na nízké oběžné dráze
  • analýza získaných poznatků a prognóza vývoje v této oblasti
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Optimalizace parametrů při nanášení MoS2 pro kosmické aplikace
Process parameters optimization of MoS2 deposition for space applications

Vedoucí práce: Ing. Adam Prokop
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Disulfid molybdenu – MoS2 je pevné mazivo s širokou možností využití především v kosmickém prostředí. Problémem je však jeho aplikace, která skýtá mnohá úskalí. Na ÚK byla vyvinuta nová metoda nanášení tohoto maziva včetně nanášecího zařízení, zatím však nebyly procesní parametry zcela optimalizovány.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je optimalizace procesních parametrů vibračního nanášení MoS2 pro kosmické aplikace
  • popsat mechanismy funkce MoS2
  • vytvořit přehled metod aplikace MoS2 na třecí povrchy
  • experimentálně popsat závislost excentricity a otáček na COF a tloušťce povlaku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

3D tisk plastů pro vakuové aplikace
3D print of polymers for vacuum applications

Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jakýkoliv materiál využívaný ve vakuu či ve vesmíru musí splňovat nízké odplynění (odpar). Plasty obecně tuto vlastnost nesplňují, výjimkou jsou jen některé technické plasty jako PEEK či PTFE. S omezením lze nicméně používat i další plasty, typicky ty vhodné pro 3D tisk. Plasty zpracované 3D tiskem ale mohou obsahovat vzduchové kapsy, které se ve vakuu mohou odplyňovat či dokonce explodovat.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je experimentální ověření využitelnosti plastů z 3D tiskáren pro tisk komponent pro vakuovou techniku a nalezení ideálních procesních parametrů pro jejich bezpečné využití.
  • přehled problematiky 3D tisku a vakuové techniky
  • příprava vzorků pro 3D tisk s návrhem modifikací pro využití ve vakuu
  • testování ve vakuové komoře
  • zobecnění a návrh doporučení pro tisk
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

3D tištěné implantáty pro ortopedii a traumatologii
3D printed implants for orthopaedics and traumatology

Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V současné době, velmi populární technologie 3D tisku proniká do různých oblastí medicíny, zejména do oblastí, kde je zapotřebí nahradit větší ztrátu kostní tkáně či celé kloubní spojení, např. vlivem onkologického onemocnění nebo závažného úrazu. Zásadní předností této aditivní technologie výroby je možnost vyvinout implantát přímo na míru pro konkrétní postižení pacienta. Smyslem této bakalářské práce je zmapovat aktuální vývoj 3D tištěných implantátů pro ortopedické a traumatologické aplikace, a to s ohledem na jejich biomechanické a biotribologické chování.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zmapovat aktuální vývoj 3D tištěných implantátů pro ortopedické a traumatologické aplikace s důrazem na konstrukční, biomateriálové, biomechanické a biotribologické aspekty vývoje.
  • přehled aktuálních aditivních technologií 3D tisku vhodných pro ortopedické a traumatologické aplikace
  • přehled a rozdělení medicínských aplikací využívajících 3D tisk implantátů (případové studie, realizované operace)
  • nástin zásadních trendů budoucího vývoje 3D tištěných implantátů z pohledu použitých biomateriálů (titanové slitiny, CoCrMo, PEEK a další)
  • nástin zásadních trendů budoucího vývoje 3D tištěných implantátů z pohledu tribologie třecího páru (implantáty malých a velkých kloubů)
  • nástin zásadních trendů budoucího vývoje 3D tištěných implantátů z pohledu fixace implantátu do kosti (podpora osteointegrace)
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Animace programově řízeného tlumení
Animation of program controlled damping

Vedoucí práce: Ing. Filip Jeniš
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pro zajištění komfortu jsou dnešní vozidla vybavena tlumiči pérování se stálou úrovní tlumení (pasivní tlumiče). Použitím tlumičů s programově řízeným tlumením je možné tlumící vlastnosti vozidla vylepšit. Pro lepší pochopení funkce programově řízeného tlumení a pro jeho efektnější demonstraci by bylo vhodné přepínání tlumiče vizualizovat, a to ve zjednodušeném modelu zvoleného vozidla (např. automobil).
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je vytvoření animací funkce programově řízeného tlumení na modelu zvoleného vozidla.
  • výběr vozidla a softwarové platformy
  • tvorba jednoduchého virtuálního dynamického modelu
  • vytvoření animace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Programově řízené odpružení sedačky
Program controled seat damping

Vedoucí práce: Ing. Filip Jeniš
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Vibrace a rázy v zemědělských vozidlech podstatně snižují komfort posádky a mohou mít až negativní důsledek na její zdraví. Ke zmírnění vibrací se používají odpružené sedačky, jejichž pohyb je tlumen pomocí tlumičů se stálou úrovní tlumení. Komfort posádky by šel zvýšit pomocí programově řízených tlumičů, které svoji tlumicí charakteristiku mění podle potřeby. Pro vývoj takového řízení byla ve středně těžkých laboratořích UK uvedena do provozu experimentální sedačka.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout řízení tlumiče sedačky a toto řízení aplikovat na experimentální sedačku postavenou na ÚK.
  • tvorba a identifikace dynamického modelu experimentální sedačky
  • návrh řízení tlumiče v sedačce
  • simulační ověření funkce
  • aplikace řízení na experimentální sedačku a ověření funkce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Vliv Air-Flow pískování na opotřebení zubů a zubních výplní
Effect of Air-Flow sandblasting on the wear of teeth and dental fillings

Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Vedle běžné denní zubní hygieny je doporučováno provádět čas od času také profesionální dentálně-hygienické ošetření zubů, které odstraní zubní kámen, nežádoucí pigmentaci nebo plak ze špatně přístupných míst. K tomuto účelu se využívá speciální metoda čištění Air-Flow, která pracuje na principu pískování. Smyslem této práce je experimentálně ověřit, jak tato metoda pískování ovlivňuje opotřebení zubů a zubních výplní a zda může být nebezpečná. Tato práce bude probíhat ve spolupráci s kosmetickou společností a zubní ordinací v Brně.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je experimentálně ověřit vliv pískování zubních výplní metodou Air-Flow na jejich opotřebení. Předpokládá se simulace reálného dentálně-hygienického ošetření zubů metodou Air-Flow na předem definovaných dentálních výplních.
  • stručná rešerše v oblasti dentální hygieny a vlivu pískování na opotřebení zubů a zubních výplní
  • příprava vzorků zubních výplní na bázi syntetických pryskyřic a keramiky
  • metodika experimentů - návrh podmínek pískování technikou AirFlow (fixace vzorků, výběr prášku, čas aplikace, úhel aplikace)
  • vyhodnocení topografie povrchů zubních výplní před a po pískování, stanovení míry opotřebení
  • shrnutí a diskuze získaných výsledků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

3D tisk a topologická optimalizace ramena kvadrokoptéry
3D print and topology optimization of a quadrocopter arm

Vedoucí práce: Ing. Ondřej Vaverka
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Již dlouhou dobu pomáhá konstruktérům numerická metoda zvaná topologická optimalizace, což je nástroj pro návrh dílu s optimalizovanými parametry, např. hmotností, tuhostí, vlastními frekvencemi atd. Obvyklým odvětvím použití je letectví, protože je zde velká poptávka po lehkých a spolehlivých dílech. Nemusí ale nutně jít o velké letouny, ale klidně i o modelové létání a díky snížení hmotnosti zvýšit dolet dronu.
Cíle závěrečné práce: Cílem bakalářské práce je porovnat topologicky optimalizovaná ramena kvadrokoptéry s ohledem na výrobní technologii.
  • přehled materiálových vlastností nutných pro topologickou optimalizaci
  • získání reálných materiálových vlastností
  • porovnání variant pomocí MKP
  • výroba a otestování funkčních vzorků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

Dálkově řízené vozítko poháněno stlačeným vzduchem
Remote controlled air-powered car

Vedoucí práce: Ing. Michal Michalec
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Soutěž pod názvem "PNEURACER" je zacílena na závodní vozítka v malém měřítku, které jsou poháněny stlačeným vzduchem a řízeny dálkově. V rámci návrhu je potřeba vyřešit několik uzlů - konstrukce vozítka, pohon a řízení. Konstrukce může byt realizována s využitím 3D tisku, za pomoci stavebnic, jako např. Merkur, nebo zcela jiným způsobem. Dále je potřeba vymyslet způsob přenosu energie z pneumatického okruhu na kola vozidla. Vedlejší částí vozidla je i vizuální stránka. Úkolem bude navrhnout a postavit takovéto vozítko, které se pak může zúčastnit druhého ročníku soutěže v červnu 2025.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout a sestavit dálkově ovládané vozítko poháněné stlačeným vzduchem s maximálními rozměry 850 x 500 x 350 mm.
  • navrhnout konstrukci vozidla respektující pravidla soutěže
  • navrhnout způsob pohonu s využitím pneumatických prvků
  • sestavit vozítko a ověřit jeho funkčnost
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce a realizace fraktálního svěráku pro tvarové součásti
Design and implementation of a fractal vise for complex shape components

Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Fraktální svěrák je zařízení pro dosažení univerzálního upnutí těles libovolného tvaru pomocí až třiceti polokruhových čelistí spojených s hlavními čelistmi. Nejmenší sada čelistí je vnořena do další větší sady pomocí rybin a umožňuje tak čelistem otáčet se v jakémkoli uspořádání. Na trhu existuje velké množství svěráků a upínací techniky, která však neuspokojuje poptávku po univerzálním upnutí.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je konstrukční návrh a realizace univerzálního fraktálního systému upínání tvarově složitých součástí pomocí 3D tisku.
  • analyzovat problém a provést bibliografickou rešerši existujících řešení fraktálního upínání
  • definovat vhodné parametry pro realizaci pomocí 3D tisku
  • vypracovat koncepční návrhy možných řešení a rozpracovat vybraný návrh
  • realizovat funkční vzorek pomocí 3D tisku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení, digitální data

Konstrukce testeru ozubení pro kosmické aplikace
Gear tester design for space applications

Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Každé navržené řešení geometrie, materiálu a maziva ozubení je nutné otestovat v relevantních podmínkách, tedy za širokého rozsahu teplot a hlubokého vakua. K tomu je potřeba mít k dispozici specializovaná zařízení. Na Ústavu konstruování existuje vakuový tester ložisek, který by bylo možné upravit tak, aby na něm bylo možné testovat i ozubení.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je konstrukční návrh modifikace testeru ložisek pro možnost testování ozubení.
  • přehled problematiky ozubení pro kosmické aplikace a jejich testování
  • koncepční návrhy testeru ozubení
  • volba jednoho z konceptů a rozvedení do podoby konstrukčního návrhu testeru
  • příprava funkčního modelu ve FabLabu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí

3D tisk plastů pro vakuové aplikace
3D print of polymers for vacuum applications

Vedoucí práce: Ing. David Košťál, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Jakýkoliv materiál využívaný ve vakuu či ve vesmíru musí splňovat nízké odplynění (odpar). Plasty obecně tuto vlastnost nesplňují, výjimkou jsou jen některé technické plasty jako PEEK či PTFE. S omezením lze nicméně používat i další plasty, typicky ty vhodné pro 3D tisk. Plasty zpracované 3D tiskem ale mohou obsahovat vzduchové kapsy, které se ve vakuu mohou odplyňovat či dokonce explodovat.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je experimentální ověření využitelnosti plastů z 3D tiskáren pro tisk komponent pro vakuovou techniku a nalezení ideálních procesních parametrů pro jejich bezpečné využití.
  • přehled problematiky 3D tisku a vakuové techniky
  • příprava vzorků pro 3D tisk s návrhem modifikací pro využití ve vakuu
  • testování ve vakuové komoře
  • zobecnění a návrh doporučení pro tisk
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Řemenový převod pro tester tlumičů
Belt drive for damper tester

Vedoucí práce: doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc.
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor technické diagnostiky
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Ve středně těžkých laboratořích UK je v rámci projektu TAČR používán rezonanční adhezní tester podvozku od firmy ModularTest ST600. Stanice slouží k bezdemontážnímu ověření funkce tlumícího systému osobního automobilu. Spokojenost je funkčností testeru, ale obtěžuje velmi vysoká hluková hladina. Řešením problému by mohla být náhrada nekrytovaného ozubeného převodu systémem s ozubeným řemenem.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zkonstruovat náhradu převodu ozubenými koly k pohonu vačkových hřídelí stanice ST600 převodem využívajícím s ozubený řemen. Řešení by mělo nahradit původní uspořádání při změně co nejmenšího počtu dílů stávajícího testeru.
  • zpracovat rešerši komerčních výrobků s podobným převodem
  • zkonstruovat rekonstrukční sadu pro záměnu převodu testeru ST600
  • provést pevnostní a životnostní kontrolu mechanismu
  • experimentálně ověřit hlučnost stávajícího provedení (ověřit
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, laboratorní protokol

Konstrukce Remyho separátoru
Design of Remy separator

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Koutecký, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Remyho separátor je ortoptická pomůcka sloužící k relaxaci akomodace a konvergence především u akomodativních strabismů (šilhání). Jde jednoduše o přepážku, která odděluje zorná pole obou očí. Pacient si ji jedním koncem přiloží k nosu, druhý konce lišty je ve vzdálenosti 30 cm a jsou na něm dva průhledy s odlišnými obrázky, které se pacient při pohledu do dálky snaží spojit. Při indikaci vhodnosti použití Remyho separátoru je optimální je pravidelné cvičení s touto pomůckou, která je však dostupná většinou pouze v ordinacích ortoptiků.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je návrh a výroba prototypu Remyho separátoru pomocí moderních digitálních technologií (3D tisk, laserové řezání), aby bylo možné zvýšit dostupnost této pomůcky pro ortoptické ordinace nebo domácí použití pacientů.
  • rešerše, patentová studie a průzkum trhu
  • přesné stanovení parametrů, požadavků na pomůcku
  • koncepční návrhy Remyho separátoru
  • konstrukce vybraného konceptu a výroba zvolenými technologiemi
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

Rotační hologramový LED displej
Hologram Fan

Vedoucí práce: Ing. Jakub Hurník, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Rotační hologramový displej využívá rameno (ramena) s bodovými světelnými zdroji. Díky synchronizaci rychlého rotačního pohybu ramena a spínání světelných zdrojů je možné dosáhnout zobrazování. Je tak docíleno unikátního vizuálního efektu, díky kterému se takové displeje uplatňují například v reklamním průmyslu.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je navrhnout, vytvořit a zprovoznit stolní holografický LED displej pomocí open-source nástrojů a platformy Arduino, využívající diodové zdroje. Součástí je i softwarové rozhraní pro ovládání tohoto displeje.
  • rešerše dostupných řešení
  • návrh vlastního řešení, realizace
  • vytvoření rozhraní pro ovládání displeje
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Multikamerové měření deformací vzorků pomocí korelace digitálního obrazu
Multi-camera deformation measurement using digital image correlation

Vedoucí práce: Ing. Jakub Hurník, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Testování na univerzálním testovacím stroji je zásadní pro určení deformačního chování nebo únosnosti materiálu. Optické měření deformací během testu pomocí korelace digitálního obrazu nabízí v některých aplikacích zásadní výhody oproti konvenčním kontaktním extenzometrům. Standardně tyto systémy využívají 1 nebo 2 kamery, pomocí nichž je možné zachytit pouze část povrchu testovaného tělesa. Multikamerové řešení by umožnilo snímat většinu, nebo dokonce celý povrch, na základě čehož by bylo možné zachytit nerovnoměrnost deformace nebo např. tvorbu krčku.
Cíle závěrečné práce: Cílem je vyřešit snímání deformací vzorku na univerzálním testovacím stroji pomocí 2 stereopárů kamer a digitální korelace obrazu. Hlavní problémy k řešení jsou kalibrace takového systému (určení polohy těchto stereopárů vůči sobě) a uživatelské rozhraní pro zobrazení výsledků.
  • rešerše kalibračních metod a těles
  • stanovení funkcí uživatelského rozhraní
  • realizace
  • provedení základní testu navrženého řešení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Kalkulačka rozměrových obvodů
Dimensional chains calculator

Vedoucí práce: Ing. Jakub Hurník, Ph.D.
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Při vývoji zařízení je třeba řešit rozměrové obvody. Nástroje pro řešení rozměrových obvodů jsou nabízeny často v rámci komplexních CAD softwarů nebo výpočetních nástrojů. Chybí ale jednoduchá, otevřená alternativa, která by zároveň obsahovala databázi normovaných součástí, které se běžně využívají v České republice.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je vytvořit aplikaci kalkulátoru pro operační systém Windows (případně i iOS nebo Android), včetně uživatelského rozhraní se znázorněním rozměrového obvodu. Uživatel bude moct interaktivně vkládat do rozměrových obvodů normované nebo vyráběné součásti.
  • rešerše dostupných řešení
  • návrh logiky a uživatelského rozhraní
  • vytvoření návodu a dokumentace softwaru
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Detekce kódovaných značek pomocí umělé inteligence
Coded target recognition using artificial intelligence

Vedoucí práce: Ing. Jakub Hurník, Ph.D.
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Optické měření je zásadní pro kontrolu kvality strojních součástí, sledování deformací nebo třeba reverzní inženýrství. Většina přístrojů pro tento účel je založena na principech blízké fotogrammetrie. Některé tyto přístroje potřebují ke kalibraci kódované značky. V náročných průmyslových podmínkách může detekce a rozpoznání takových značek selhat.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout robustní metodu zpracování obrazu a detekce kódovaných značek na základě umělé inteligence.
  • rešerše dostupných metod
  • vytvoření datasetu pro trénink
  • implementace metod augmentace
  • trénování a testování
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Kovový 3D tisk: integrace zařízení pro multi-materiálový tisk
Metal 3D Printing: Integration of Multi-Material Printing Device

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 3D tisk (metoda LPBF). Zařízení již bylo fyzicky vyvinuto a zkonstruováno a jednotlivé uzly umí samostatně fungovat. Pro další krok je potřeba propojit jednotlivé uzly, aby spolu komunikovaly a připravit software pro další speciální úkony jež zařízení vyžaduje. Zařízení je založena na FDM plastové tiskárně, a tudíž využívá i její software/firmware (Marlin).
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je zprovoznit multimateriálové nanášecí zařízení a softwarově propojit jednotlivé uzly zařízení.
  • provést rešerši řídících systémů
  • propojit jednotlivé uzly zařízení
  • upravit existující software
  • vyzkoušet zařízení v provozu
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, digitální data

Návrh modulu tribometru umožňující měření součinitele tření na boku kolejnice
Design of a tribometer module to measure the coefficient of friction on the side of the rail

Vedoucí práce: Ing. Martin Valena
Zaměření: vývojová - konstrukční
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Měření součinitele tření na reálné trati je poměrně náročné s ohledem na modelové zkreslení a časovou náročnost. Na světě existuje pouze několik zařízení, které jsou časově efektivní a nedosahují velkého modelového zkreslení. Součinitel tření na temeni kolejnice by měl být na střední úrovní neboť se zde přenáší trakční síly. Oproti tomu na boku kolejnice by měl být malý, aby nedocházelo k velkému opotřebení. Vyvinutý modul by pomohl ke správnému řízení tření a potažmo k prodloužení životnosti kola a kolejnice.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout výměnný modul traťového tribometru, který bude umožňovat měření součinitele tření na pojížděné hraně kolejnice.
  • rešerše v oblasti měření tření na kolejnici a její analýza
  • vytvoření koncepčních variant modulu traťového tribometru
  • výběr vhodné varianty a její detailní rozpracování
  • sepsání průvodní zprávy a tvorba výkresové dokumentace
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení

Konstrukce zahradního drtiče ovoce
Design of the garden fruit crusher

Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V současné době roste obliba přípravy ovocných moštů a šťáv drobnými pěstiteli a zahrádkáři. Před vlastním lisováním šťávy je zapotřebí ovoce nejprve rozdrtit. Nejčastěji jsou drceny jablka a hrušky, tedy ovoce bez pecek, avšak některé drtiče jsou určeny také na zpracování hroznů vína, švestek nebo meruněk. Smyslem bakalářské práce je navrhnout prototyp uživatelsky přívětivého zahradního drtiče pro jádrové a peckové ovoce. Důraz je kladen především na konstrukci drtícího ústrojí a pohonu, přičemž funkčnost drtiče bude ověřena prototypem ve FabLabu (3D tisk, řezací plotr, atd.).
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je konstrukce zahradního drtiče pro jádrové a peckové ovoce s důrazem na univerzálnost drtícího ústrojí. Funkčnost drtiče bude ověřena na prototypu, který bude vytvořen v dílně FabLab.
  • stručná rešerše aktuálních drtičů určených pro drobné pěstitele a zahrádkáře
  • stanovení zásadních parametrů drtiče
  • návrh variantních řešení pomocí CAD modelování
  • CAD modelování finální varianty a nezbytné návrhové výpočty
  • výroba prototypu (drtící ústrojí a pohon) v dílně FabLab a ověření jeho funkce
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení, digitální data

Mechanické vlastnosti aditivně vyráběných materiálů
Mechanical properties of additively manufactured materials

Vedoucí práce: Ing. Martin Malý, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Mechanické vlastnosti materiálu jsou pro konstruktéra stěžejním parametrem pro návrh komponent. Přičemž v aditivní výrobě jsou mechanické vlastnosti často ovlivněny mnoha faktory, které může uživatel během výroby ovlivnit. Často se tedy nelze spolehnout na vlastnosti, které deklaruje dodavatel materiálu, ale je nutné je ověřit pro specifické nastavení výrobního procesu.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je stanovení postupu a experimentální ověření mechanických vlastností aditivně vyráběných materiálů FDM technologií.
  • kritická rešerše norem a metod pro testování aditivně vyráběných materiálů
  • stanovení nejvýznamnějších faktorů ovlivňující mechanické vlastnosti
  • ověření mechanických vlastností několika typů materiálů na univerzálním testovacím zařízení
  • stanovení vlivu anizotropie
  • stanovení standardizovaného postupu pro ověření vlastností nového materiálu nebo postupu výroby
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol, digitální data

Řízení robotického manipulátoru pomocí herního ovladače
Controlling the robotic manipulator using the game controller

Vedoucí práce: Ing. Petr Krejčiřík
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Robotický manipulátor Dorna je v současné době možné řídit v manuálním režimu pomocí manuálního ovládání pomocí uživatelského webového rozhraní. Ovládání malých robotických manipulátorů pomocí herních ovladačů umožňuje zlepšení ovladatelnosti robota a zrychlení procesu polohování.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je vyvinout systém pro manuální polohování robotického ramene Dorna 1. Ovládání bude zajištěno pomocí herního ovladače Microsoft Xbox Wireless Controller.
  • systém musí umožňovat polohování robotického ramene Dorna 1 v osách X,Y,Z a natočení okolo os Rx, Rx, Rz.
  • systém je propojený se stávající řídící jednotkou robotického manipulátoru
  • ovládání I/O pomocí tlačítek ovladače
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, digitální data

Návrh a realizace demokitu pro platformu Arduino
Design and implementation of a demo kit for the Arduino platform

Vedoucí práce: Ing. Petr Krejčiřík
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Desky Arduino jsou open-source platformy pro vývoj elektronických projektů, které jsou oblíbené mezi nadšenci, studenty i profesionály. Tyto desky poskytují jednoduché a cenově dostupné prostředí pro vytváření interaktivních zařízení a prototypování. Základními komponentami jsou mikrokontroléry, které jsou programovatelné v jazyce C/C++, a rozhraní pro připojení senzorů, aktuátorů a dalších periferií. Díky rozsáhlé komunitě a dostupnosti rozšiřujících modulů jsou desky Arduino vhodné pro širokou škálu projektů od jednoduchých experimentů až po složité robotické systémy.
Cíle závěrečné práce: Cílem je vytvořit komplexní sadu komponentů a senzorů, které umožní uživatelům praktické seznámení s principy elektroniky a programování pomocí Arduino. Práce zahrnuje analýzu potřeb začátečníků, návrh a implementaci demokitu včetně dokumentace a testování.
  • vývoj programového vybavení - Programování firmware pro mikrokontroléry Arduino, které umožní interakci s komponenty demokitů a poskytne uživatelské rozhraní.
  • realizace fyzického prototypu - Sestavení demokitů v reálném prostředí s testováním funkcionality a výkonu.
  • dokumentace a uživatelský manuál - Vytvoření podrobné dokumentace obsahující návod k použití, popis jednotlivých komponentů a jejich funkcí
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, fotografická dokumentace, laboratorní protokol, digitální data

Vliv průmyslových maziv na riziko zadření v kritických podmínkách provozu strojů
The effect of industrial lubricants on risk of seizure 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. Kromě průmyslových maziv s běžnými aditivy je dnes snahou testovat nové potenciální nanoaditiva, která mají potenciál dále zlepšit výkonnost maziv. Práce se týká realizace experimentů na univerzálním tribometru a vyhodnocení opotřebení pomocí optického profilometru.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zjistit vliv různých komerčních a uměle připravených průmyslových 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

Konstrukce prototypu dvouosého snímače zatížení pro univerzální tribometr
Prototype of dualaxis load cell for universal tribometer

Vedoucí práce: Ing. Petr Šperka, Ph.D.
Zaměření: FabLab
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, realizovat a ověřit prototyp konstrukce dvouosého snímače sil pro univerzální tribometr Bruker UMT Tribolab, který využívá 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
  • realizovat a ověřit funkčnost snímače
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce upínacích přípravků pro univerzální tribometr
Design of sample holders for testing on universal tribometer

Vedoucí práce: Ing. Petr Šperka, Ph.D.
Zaměření: FabLab
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

Analýza pohonných systémů jízdních kol
Analysis of bicycle drive systems

Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Pohonný systém jízdního kola převádí mechanickou práci vyvolanou jezdcem na hnané zadní kolo, čímž je zaručen dopředný pohyb. Existuje více druhů mechanismů, které zprostředkovávají tento převod energie. Z pohledu poměrného zastoupení používaných konceptů drtivě převládá způsob převodu pomocí válečkového řetězu a řetězových kol, přičemž platí, že ostatní alternativní způsoby v praxi doposud nenalezly srovnatelné uplatnění.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je rešerše v oblasti konstrukce pohonných systémů jízdních kol a vytvoření souhrnného přehledu parametrů aktuálně existujících konceptů včetně zhodnocením dalšího možného vývoje a uplatnění s použitím moderních výrobních metod a pokročilých materiálů.
  • provést rešerši v oblasti pohonných systému jízdních kol
  • nalézt příčiny současného dominantního zastoupení řetězového mechanismu
  • zhodnotit možnost potenciálního nahrazení stávajícího standardu novým konstrukčním řešením a odůvodnit výběr nejvhodnější alternativy
  • zpracovat konstrukční návrh pohonu
  • realizovat funkční vzorek pomocí 3D tisku
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení

Prototyp kalibrační jednotky pro měření tloušťky mazací vrstvy
Prototype of calibration unit for thickness measurement of lubricating layer

Vedoucí práce: Ing. Petr Šperka, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V technické praxi existuje řada součástí jejichž spolehlivé fungování spočívá na kvalitním mazání. Pro jejich vývoj a konstrukci je nutné mít přesné výpočtové modely, které jsou vyvíjeny za přispění experimentálních dat. Pokrokové metody pro měření tloušťky mazací vrstvy jsou založeny na optických principech, a ty potřebují být kalibrovány spárou o známé geometrii. Bakalářská práce se zabývá konstrukcí malé jednotky (cca 50 mm) pro řízené nastavení spáry pomocí vhodného prvku.
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout, realizovat a otestovat prototyp kalibrační jednotky pro měření tloušťky mazací vrstvy za pomocí optických metod. Zařízení má umět řízeně nastavit spáru mezi povrchy v rozsahu 1-50 µm.
  • studium možných způsobů řešení a koncepční návrh
  • konstrukční návrh a realizace pomocí technik rychlého prototypování
  • testování zařízení
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Samoregenerační povlaky v strojírenských aplikacích
Self-healing coatings in engineering applications

Vedoucí práce: Ing. Michal Michalec, Ph.D.
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Samoregenerační povlaky představují revoluční přístup v oblasti tribologie. Tyto povlaky mají pozoruhodnou schopnost se po poškození samy opravit, čímž výrazně prodlužují svou životnost a zachovávají si své ochranné vlastnosti. Tento typ povlaků je aktuálně atraktivním tématem pro výzkum tzv. chytrých materiálů. V praktickém použití mohou tyto povlaky nejen navýšit životnost a efektivitu mechanismů, ale také snížit dopad na životné prostředí. Tato práce si klade za cíl shrnout klíčové poznatky v dané oblasti a představit budoucí trendy samoregeneračních povlaků ve strojírenství.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je zpracování přehledu současného stavu v oblasti samoregeneračních povlaků a vytýčení trendů jejich potenciálního použití ve strojírenských aplikacích.
  • zpracovat rešerši zaměřenou na chytré materiály ve strojírenství
  • vypracovat přehled samoregeneračních povlaků z dostupné odborné literatury
  • syntetizovat získané poznatky z hlediska obtížnosti výroby, ceny a provozních podmínek
  • zhodnotit potenciál využití samoregeneračních povlaků v průmyslových aplikacích
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Mechanické vlastnosti dutých struktur plněných pryskyřicí vyrobených technologií 3D kovového tisku
Mechanical properties of hollow resin-filled lattice structures produced by 3D metal printing technology

Vedoucí práce: Ing. Jan Jaroš
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Duté prutové struktury mohou vést ke zlepšení mechanických vlastností oproti strukturám z plného materiálu, a to zejména u struktur namáhaných ohybem. Duté struktury je možné vyplnit dalším materiálem za účelem změny chování struktur při zatěžování. To může přinést další benefity. Nejprve je ale nutné ověřit možnosti plnění prutových struktur a následně získat jejich mechanické vlastnosti při tlakovém zatížení.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je zjištění mechanických vlastností dutých struktur plněných pryskyřicí vyrobených technologií 3D kovového tisku.
  • rešerše dutých struktur
  • ověření kvality výplně dutých struktur
  • tlakové zatěžování struktur pro získání mechanických vlastností
  • analýza naměřených dat
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Jednoúčelový 3-osý manipulátor pro testování a zakládání plošných spojů
A single-purpose 3-axis manipulator for testing, picking and placing printed circuit boards

Vedoucí práce: Ing. Petr Krejčiřík
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Bakalářská práce řeší problém v potřebě automatizovaného procesu kontroly a zakládání plošných spojů. Současné postupy jsou pracné a časově náročné. Navrhovaný jednoúčelový 3-osý manipulátor má za cíl zefektivnit tyto operace pomocí automatizace a snížení lidského zásahu. Bakalářská práce je řešena ve spolupráci s firmou Sewio Networks s.r.o.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je navrhnout, sestavit a zprovoznit manipulátor, který umožní poloautomatizované testování a zakládání plošných spojů. Tento manipulátor by měl být efektivní, spolehlivý a snadno ovladatelný.
  • identifikace klíčových požadavků na manipulátor a stanovení technických specifikací pro jeho návrh.
  • návrh mechanického a elektronického systému pro pohyb v 3 osách a elektroniky pro ovládání.
  • sestavení fyzického prototypu manipulátoru v StrojLAB konstruování s využitím dostupných technologií (např. 3D tisk, CNC frézování).
  • ověření funkcionality a výkonu manipulátoru
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkresy součástí, výkres sestavení, digitální data

Struktury vyrobené 3D kovovým tiskem
Structures produced by 3D metal printing

Vedoucí práce: Ing. Jan Jaroš
Zaměření: rešeršně syntetická
Odbor: Odbor reverzního inženýrství a aditivních technologií
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Technologie 3D kovového tisku umožňuje výrobu komplexních geometrií obtížně vyrobitelných konvenčními technologiemi. Jednou z komplexních geometrií je struktura, která bývá složena z různých typů buněk. Typ buňky je velmi důležitý, protože určuje zaměření struktury a její vlastnosti. Různé typy buněk ovlivňují objem, hmotnost, mechanické vlastnosti, odvod tepla, nebo například vlastní frekvenci dílu. Podstatou bakalářské práce je identifikovat různé typy struktur a jejich možné využití.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem je rešerše v oblasti struktur vyrobených technologií 3D kovového tisku.
  • identifikace základních typů buněk a jejich řazení
  • charakterizace buněk s ohledem na jejich přínos
  • využití struktur v různých aplikacích
  • syntéza získaných poznatků a identifikace potenciálně nejzajímavějších využití struktur
Požadované výstupy:
průvodní zpráva

Konstrukce MTB platformového pedálu s využitím 3D tisku
Design of a MTB flat pedal using 3D printing

Vedoucí práce: prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.
Zaměření: FabLab
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: V současné době se mezi bajkery zaměřenými na trail a enduro MTB disciplíny velmi často diskutuje vhodnost použití nášlapů nebo platforem. Platformy neboli ploché pedály s piny jsou daleko vhodnější na techničtější pasáže sjezdu, kde je zapotřebí velmi rychle sundat nohu z pedálu. Navrhnout optimální platformový pedál však není snadné - musí se maximalizovat přenos síly, minimalizovat riziko sklouznutí chodidla, pedál musí být lehký a přitom odolný, přičemž tvarové a barevné řešení hraje také důležitou roli. Proč tedy nevyužít technologii 3D tisku k výrobě optimálních pedálů?
Cíle závěrečné práce: Cílem práce je navrhnout platformový pedál pro MTB trail a enduro disciplíny, jehož konstrukce bude přizpůsobena aditivní výrobě pomocí 3D tisku kovů z hliníkové slitiny a bude optimalizována z pohledu maximální stability a přilnavosti podrážky obuvi a zároveň co nejnižší hmotnosti.
  • analýza konstrukčních parametrů současné špičky platformových pedálů, vymezení požadavků uživatelů
  • návrh variantních řešení, zamyšlení se nad velikostí pedálu podle velikosti obuvi
  • nezbytné návrhové výpočty a analýzy (např. pomocí MPK), návrh uložení těla pedálu na ose (návrh kluzných nebo valivých ložisek včetně těsnění)
  • návrh detailního řešení pro výrobu pomocí 3D tisku hliníkové slitiny
  • výroba prototypu na 3D tiskárně v dílně FabLab Ústavu konstruování (tisk těla z plastu + kovové piny + kovová osa včetně ložisek)
Požadované výstupy:
průvodní zpráva, výkres sestavení, digitální data

Mapování koncentrace složek plastického maziva pomocí optických metod
Concentration mapping of grease components using optical methods

Vedoucí práce: Ing. Michal Okál
Zaměření: výzkumná
Odbor: Odbor tribologie
Stručná charakteristika problematiky úkolu: Plastická maziva jsou převážně složená ze základového oleje a zahušťovadla. Samotné chování plastických maziv je poté značně komplexní, protože obě složky se navzájem ovlivňují a chovají se i odlišně při rozdílných podmínkách. Při návrhu vhodných plastických maziv pro konkrétní aplikace je zapotřebné mít znalosti o chování jednotlivých složek, tak i mazivu jako celku. K posouzení vhodnosti plastických maziv se využívají optické metody jako fluorescenční mikroskopie nebo kalorimetrická interferometrie.
Cíle závěrečné práce: Hlavním cílem práce je realizace experimentů určených ke zjištění koncentrace složek plastického maziva
  • rešerše dané problematiky
  • popis aktuálně používaných optických metod v tribologii
  • realizace experimentů s různými plastickými mazivy, porovnání výsledků a vyhodnocení výsledků
Požadované výstupy:
průvodní zpráva