Bachelor's Thesis

Bell production with analysis of metallurgical properties

Final Thesis 2.97 MB

Author of thesis: Bc. Michal Pokorný

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Radim Štěpán

Reviewer: Ing. Miloš Kaněra

Abstract:

This thesis deals with the production of a bronze bell using investment casting with an combustible pattern. The design and construction of the bell are described on the basis of preserved historical sources and technical drawings. Furthermore, the procedure for manufacturing the pattern by means of 3D printing, the production of ceramic moulds, and the casting process itself are presented. The thesis also evaluates the metallurgical quality of tin bronze. Particular attention is devoted to the dependence of phosphorus depletion in the melt over time on the resulting hardness of the bronze alloy.

Keywords:

bell, bronze, phosphorus, casting, investment casting, hardness

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student Michal Pokorný svou prezentací seznámil zkušební komisi s obsahem práce. Práce byla přednesena ve stanoveném čase. Po prezentaci a přečtení posudků práce byl student vyzván k zodpovězení otázek oponenta, které podrobně zodpověděl. K práci byly vzneseny připomínky a následující otázky: 1. Proč jste měřil tvrdost na tři desetinná místa? - částečně zodpovězeno 2. Nepotvrdilo se předpokládané snížení tvrdosti. Provedl jste metalografický výbrus? - částečně zodpovězeno 3. Co se děje s fosforem v tavenině v průběhu času? - zodpovězeno 4. Jaký má Váš vyrobený zvonek tón? -zodpovězeno 5. Které prvky ovlivňují výsledný zvuk zvonu? - zodpovězeno

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Engineering (B-STR-P)

Specialization

Manufacturing Technology (STG)

Composition of Committee

doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Vladimír Krutiš, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Václav Kaňa, Ph.D. (člen)
Ing. Vítězslav Pernica, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Bořil, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Myška, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Radim Štěpán

Předložená bakalářská práce se zabývá problematikou návrhu a výroby zvonu se zaměřením na využití technologie přesného lití s vypalitelným modelem a moderních metod 3D tisku a dále metalurgickou jakostí cínového bronzu. Práce propojuje oblast historického zvonařství, konstrukčního návrhu, slévárenských technologií a metalurgie z hlediska odeznívání fosforu spojenou se změnou tvrdosti přilitých vzorků a jejich chemickým složením.

V teoretické části autor zpracoval rešerši zaměřenou na historii zvonařství, konstrukci zvonů, návrh jejich geometrie a technologické postupy výroby forem a odlitků.

Praktická část práce je zaměřena na volbu technologie výroby, návrh modelu a realizaci odlitku s využitím 3D tisku a keramické skořepinové formy. Práce se dále zaměřuje na detailní popis měření odeznívání fosforu a jeho vlivy na tvrdost.

Student splnil zadání bakalářské práce v požadovaném rozsahu, byl velice aktivní a prokázal schopnost samostatně, a hlavně inovativně řešit technický problém s využitím teoretických poznatků i praktických výrobních postupů. Jeho práci hodnotím jako velmi dobrou a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment B
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions B
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level C
Work with used sources including quotations B
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Miloš Kaněra

Bakalářská práce se zabývá návrhem a výrobou zvonku s využitím technologie přesného lití a výroby modelu pomocí 3D tisku. Teoretická část práce poskytuje rozsáhlý přehled problematiky výroby zvonů, jejich konstrukce, akustických vlastností a historického vývoje zvonařství. Autor prokázal schopnost pracovat s odbornou literaturou a zpracovat poměrně široký soubor informací do přehledné formy. Praktická část práce navazuje na teoretické poznatky a řeší vlastní návrh výrobního postupu zvonu. V této části byl zkoumán vliv odeznívání fosforu na tvrdost bronzové slitiny.

Určité výhrady mám k rozsahu teoretické části, která místy přesahuje potřeby řešeného tématu. Zejména kapitola věnovaná historii zvonařství je zpracována velmi podrobně. Větší prostor mohl být věnován hlubší analýze technologických aspektů vlastní výroby a diskusi dosažených výsledků.

V práci lze nalézt nedostatky, několik z nich zmíním:

- na str. 11 zmiňuje výrobní technologii V proces. Tato metoda je zastaralá a v souvislosti s výrobou zvonu bych neuváděl.

- na str. 18 se objevuje jméno Vavřinec Křička z Bítyšky a na str. 32 Vavřinec Křička z Bytíšky. Která varianta je tedy správná?

-na str. 37 uvádíte, že keramická forma obsahovala čtyři výfuky pro odvod výparů z taveniny. Výfuky slouží pro odvod vzduchu z dutiny formy.

- v práci se vyskytuje označení keramická břečka, z hlediska odbornosti doporučuji použití například keramická suspenze

-výsledky měření tvrdosti jsou uvedeny na desetinná čísla. Doporučuji zaokrouhlovat na celá čísla

-závěr je pouhým shrnutím dosažených výsledků.

I přes další nezmíněné nedostatky považuji práci za dobrou a doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment B
Working process, extent and suitability of applied methods B
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions C
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level C
Work with used sources including quotations C
Topics for thesis defence:
  1. 1. Slitiny mědi jsou dezoxidovány, jak bylo v práci zmíněno fosforem. Jaké mohou vznikat fáze, pokud by nebyla slitina dezoxidována?
  2. 2. Pro odlití zvonku byla použita zvonovina o obsahu 78 % Cu a 22 % slitiny SnSb10. Jaké tedy množství konkrétně cínu a antimonu bylo ve slitině?

Grade proposed by reviewer: C

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová