Bachelor's Thesis

Technology for production of historical cannons

Final Thesis 3.73 MB

Author of thesis: Ondřej Šťastný

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Václav Kaňa, Ph.D.

Reviewer: Ing. Vítězslav Pernica, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis focuses on the history of artillery, the historical development of cannon
barrel manufacturing technology, and the actual production of a cannon barrel model under
modern conditions. Gravity casting into a sand mould made from the inorganic GEOPOL
moulding mixture was chosen for the production. Based on the core strength calculation, which
indicated a risk of exceeding the ultimate strength of the ALPHASET core mixture due to
buoyancy, vertical casting technology was selected. To achieve superior mechanical properties,
the melt was inoculated and modified to produce spheroidal graphite cast iron. The success of
this procedure was confirmed by metallographic analysis, which revealed spheroidal graphite
and a ferritic-pearlitic structure. Thus, the thesis practically demonstrates the qualitative
advancement of modern foundry materials and technologies compared to historical methods.

Keywords:

foundry, vertical casting, spheroidal graphite cast iron, cannon barrel, GEOPOL

Date of defence

10.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student Ondřej Šťastný 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. Jak proběhlo hodnocení metalografických výbrusů? - zodpovězeno 2. Jakou metodou byste přesněji určil podíl feritu a perlitu? - zodpovězeno 3. Lze porovnat vlastnosti odlitku a vtokové soustavy? -zodpovězeno 4. Považujete zajištění formy za dostatečné? - zodpovězeno 5. Jak se spočítá metalostatický tlak? - 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. Václav Kaňa, Ph.D.

Student při hledání literárních zdrojů i jejich následném zpracování pracoval samostatně a pečlivě. Aktivně chodil konzultovat jednotlivé části práce. I při plánování a následné realizaci praktické části, kterou dělal vlastnoručně, pracoval pečlivě a samostatně. Projevil i schopnost samostatného úsudku a schopnost vyvodit závěry z provedených experimentů.

Studentův aktivní přístup hodnotím velmi kladně. Stejně tak jeho bakalářkou práci považuji za velmi dobrou a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: B

Předložená bakalářská práce Ondřeje Šťastného se zabývá technologií výroby makety černoprachového děla. V teoretické části autor podrobně zmapoval historický kontext této problematiky ze širokého spektra literárních zdrojů, přičemž prokázal schopnost poznatky zpracovat a logicky strukturovat. Na rešerši logicky navazuje praktická část realizovaná ve školní slévárně. Z pohledu procesu výroby oceňuji teoretický výpočet vztlakové síly jádra a laboratorní ověření pevnosti formovací směsi před samotným litím. Operativní změnou způsobu odlévání formy vertikálně se tak vyhnul možnému porušení jádra a znehodnocení celé práce. Tento promyšlený postup poukazuje na jeho dobré technické uvažování a inženýrský přístup. Student sice využívá vypůjčeného modelu, ale jistou originalitu lze vidět v propojení historie se současnými možnostmi školní slévárny a v tom, že dokázal celý tento náročný cyklus úspěšně dotáhnout do konce. Jistou inovací pro výrobu historického děla je také použití litiny s kuličkovým grafitem. To autor dokládá metalografickým hodnocením, ve kterém však vidím jisté kvantitativní rezervy.
Celkově je práce logicky uspořádaná a provázaná, chronologický postup od teorie k praktickým zkouškám je správný. Formální náležitosti, grafická úprava a citace zdrojů splňují standardy VUT. Závěrem lze konstatovat, že stanovené cíle zadání byly naplněny. I přes drobné připomínky má odlitek jistou hodnotu jako výstavní exponát a práce poslouží jako dobrá metodická pomůcka pro opakovanou výrobu obdobných maket. Práci doporučuji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. V kapitole 5.1 uvádíte naměřené hodnoty pevnosti v ohybu po 24 h pro směsi GEOPOL (1,165MPa) a ALPHASET (0,988MPa). Jelikož je napětí působící na jádro větší než průměrná pevnost obou směsí, bylo zvoleno vertikální odlévání, čímž se zamezí působení ohybového momentu z důsledku vztlakových sil na jádro. Tyto výsledky se však pohybují výrazně pod běžným slévárenským standardem pro tyto systémy, kde se standardně dosahuje pevností v ohybu v rozmezí 1,5 až 3,0 MPa pro Geopol a případně 2-4MPa pro Alphaset. V případě, že by výsledky byly např. okolo 2,5MPa pro obě směsi, odlévání by proběhlo horizontálně?
  2. V metalografickém rozboru zmiňujete normu ČSN EN ISO 945. Proč jste se podle této normy omezil pouze na odhad podílu feritu a perlitu a nevyhodnotil také tvarovou a velikostní třídu a rozložení kuličkového grafitu?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová