Lukáš Bačík se ve své bakalářské práci zabýval CAD modelováním gyroidních struktur pro výměníky tepla vyráběné 3D tiskem. Hlavním cílem bylo seznámit se s různými nástroji pro modelování gyroidů, tyto nástroje vzájemně porovnat a následně geometricky vymodelovat a vytvořit CAD model tepelného výměníku, který by sloužil jako podklad pro jeho aditivní výrobu. Student na řešení tématu pracoval během celého akademického roku, k práci přistupoval aktivně, svědomitě a zodpovědně. Pravidelně postup řešení konzultoval se svým vedoucím a proaktivně navrhoval způsob řešení dílčích kroků. Student nad rámec řešení rovněž vytvořený tepelný výměník (resp. jeho část) vytisknul na 3D tiskárně z materiálu ASA, čímž získal praktické zkušenosti s 3D tiskem. Tato praktická část zahrnovala několik tiskových iterací, během kterých student postupně vyřešil hlavní technické problémy spjaté s 3D tiskem.

Všechny cíle bakalářské práce byly splněny a výsledkem je přehledná a ucelená práce, jejíž výsledky mohou být dále využity v praxi při návrhu a výrobě tepelných výmeníků s vnitřní gyroidní strukturou. Bakalářská práce je dobře čitelná a srozumitelná, ale některé části by bylo vhodné lépe formulovat nebo podrobněji rozepsat. V práci se rovněž objevují některé drobné formální nedostatky (např. nesprávně uvedené bibliografické citace na odborné články v časopisech). I přes tyto dílčí nedostatky považuji práci za kvalitně zpracovanou a využitelnou při vývoji a výrobě gyroidních tepelných výměníků. Na práci studenta při zpracování tématu oceňuji také to, že z výsledků své bakalářské práce připravil (ve spolupráci se svým vedoucím) článek, který byl zaslán do recenzního řízení časopisu Chemical Engineering Transactions a který bude prezentován na zahraniční konferenci PRES’26. Dále oceňuji, že student byl schopen při zpracování závěrečné práce aplikovat znalosti získané v rámci svého studia, přičemž některé činnosti nebo dovednosti si musel rozšířit či doplnit. Rovněž oceňuji, že student byl schopen čerpat informace z odborné cizojazyčné literatury, včetně vědeckých článků.

Práce obsahuje všechny náležitosti na ni kladené, cíle práce byly splněny. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení A - výborně.

Bakalářská práce se zaměřuje na modelování gyroidních struktur pro potřeby návrhu tepelného výměníku vyráběného pomocí aditivních technologií, a to metodami přímého a parametrického modelování.

Práci zahajuje teoretický úvod pojednávající o definici a vlastnostech TPMS struktur a jejich využití při návrhu tepelných výměníků s přihlédnutím na možnost aditivní výroby. Ke zpracování rešerše bylo využito třináct z celkového počtu dvaceti dvou zdrojů v převážně anglickém jazyce. Citovány jsou především odborné články a internetové zdroje (zahrnující i video návody). Rozsah zdrojů považuji za přiměřený vzhledem k typu závěrečné práce.

Na literární rešerši navazuje kapitola pojednávající o návrhu gyroidní struktury metodami přímého a parametrického modelování i s využitím umělé inteligence. V kapitole pojednávající o využití umělé inteligence pro konstrukci gyroidní sítě pouze na bázi agenta ChatGPT se autor zmiňuje o vytvořené struktuře ve formě STL souboru, avšak pouze slovně, vzhled dané struktury není nikde prezentován. Každopádně student přímého využití umělé inteligence v této formě nedoporučuje a umělou inteligenci dále využívá pouze jako podpůrný nástroj při návrhu a konstrukci 3D modelu. S tímto přístupem naprosto souhlasím. Dále autor popisuje metodiku přímého modelování gyroidní struktury pomocí software SolidWorks a způsob generování 3D povrchové sítě gyroidu metodou parametrického modelování s využitím implicitních rovnic v prostředí MATLAB. Následně obě využité metodiky autor kriticky zhodnotí a rozhodne se pro finální návrh gyroidní struktury využít prostředí MATLAB. Po sestrojení 3D gyroidní struktury a pláště výměníku je navržený výměník vytisknut pomocí FDM tisku, což je část práce, která byla vytvořena nad rámec zadání.

V závěrečné práci je prezentován kód v MALABu na vytvoření povrchové sítě gyroidní struktury do formátu STL, který musí být dále zpracován v dalších grafických programech. Kód je datailně popsán a výsledná struktura povrchové sítě gyroidu byla optimalizována pouze na základě jemnosti vytvořené sítě. Ovšem od vytvoření kvalitní povrchové sítě gyroidu se nadále odvíjí úspěšnost veškerých úprav a zpracování modelu, tedy jak vytvoření objemové sítě gyroidní struktury a inverzního objemu pro případné CFD simulace (ty v budoucích pracích autor doporučuje) celého výměníku, tak za účelem úprav v příslušných programech pro aditivní výrobní technologii. Je proto důležité, aby vytvořená povrchová síť splňovala nezbytné požadavky na kvalitu sítě. Vytvořená povrchová síť gyroidu, která byla taktéž součástí přílohy, není nikterak zhodnocena podle obecných požadavků na kvalitu sítě. Je autor schopen definovat kvalitu vytvořené sítě na základě definování parametrů jako je orthogonální kvalita, skewness či aspect ratio?

Dalším možným problémem je využití několika různých softwarových nástrojů, zejména při tvorbě 3D modelu (viz tabulka 2.1). Během konverze geometrie mezi jednotlivými programy může docházet k hromadění již existujících nepřesností v modelu či vzniku chyb nových. Nabízí se proto otázka, proč autor neověřil možnost využití komerčně dostupného softwaru, ve kterém by bylo možné gyroidní strukturu i samotný tepelný výměník vytvořit přímo, včetně přípravy adekvátní výpočetní sítě. Takový postup by mohl oproti výše popsanému přístupu omezit riziko komplikací spojených s převody mezi různými programy. Řada komerčních softwarových nástrojů navíc umožňuje jejich plnohodnotné využití prostřednictvím akademických licencí. Jedním z příkladů je nTopology, který je založen na práci s implicitní geometrií, takže by zároveň odpovídal zadání závěrečné práce. Vytvoření metodického návodu pro návrh tepelného výměníku s gyroidní strukturou v tomto prostředí by navíc mohl mít praktický význam i pro další uživatele zabývající se návrhem podobných struktur.

Během realizace FDM aditivního tisku výměníku s gyroidní strukturou se autor potýkal s komplikacemi při tisku stěny se šířkou menší jak 1 mm. Ačkoli to autor neuvádí, hádám, že při tisku byla využita standartní tryska o průměru ústí 0,4 mm. Proč autor nepoužil trysku s průměrem ústí 0,25 mm, kterou využitá tiskárna Prusa MK4S podporuje? Tím by autor mohl dosáhnout požadované kvality tisku i pro menší šířku stěny gyroidní struktury. Dále autor uvádí, že byl tepelný výměník tisknut z materiálu ASA. Tento materiál však v FDM tisku patří k těm hůře tisknutelným, zejména pro svou ochotu odlepovat se od podložky během tisku, což souvisí s vyšším finálním smrštěním výrobku, které způsobuje lokální pnutí v materiálu během tisku. Proč se nevyužily jiné, lépe tisknutelné, materiály jako je PLA či PETG? Případně proč nebyl využit SLA tisk, který dosahuje řádově lepších přesností tisku, přičemž tepelná vodivost využitých pryskyřic je řádově srovnatelná s materiály FDM strunového tisku.

Zpracování bakalářské práce slouží, mimo jiné, k seznámení studenta s aspekty a postupy, které by měly být při psaní odborné práce dodrženy. K lehkým výtkám popsaným výše bych ještě zmínil špatně zvolené zalamování v mezislovních mezerách na konci řádků. Gramatickou stránku závěrečné práce nemohu vzhledem k jazyku, ve kterém byla napsána, objektivně posoudit. Zadání práce bylo splněno, formu i obsah hodnotím velmi dobře a bakalářskou práci proto doporučuji k obhajobě. Topics for thesis defence:

1. Vyplývá ze slovního hodnocení: Je autor schopen definovat kvalitu vytvořené povrchové sítě gyroidní struktury na základě definování parametrů jako je orthogonální kvalita, skewness či aspect ratio?
2. Vyplývá ze slovního hodnocení: Proč autor nevyužil k návrhu a konstrukci 3D modelu s adekvátní sítí komerčně dostupné programy s akademickou licencí, jako např. nTopology?
3. Vyplývá ze slovního hodnocení: Proč při FDM tisku autor nevyužil: 1) trysku s průměrem ústí 0,25 mm pro přesnější tisk? 2) lépe tisknutelný typ materiálu než ASA? 3) Případně SLA tisk?