Ve studiu strojírenské technologie je možné se specializovat na oblast technologie obrábění a její optimalizaci, technologiei tváření a svařování, a slévárenství , řízení výroby, aplikace modelování na strojích a počítačové simulace.

doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D.

1. Analýza mechanismů opotřebení kotoučových pil a metod zvyšování jejich řezivosti.

   Kotoučové pily jsou dlouhodobě nepostradatelným řezným nástrojem se stabilní pozicí v základních výrobních technologiích. V současnosti probíhá jejich modernizace zejména změnou geometrie, aplikací práškové metalurgie pro řeznou část nástroje, v tepelném zpracování a aplikací tvrdých a otěruvzdorných povlaků. Cílem práce je návrh moderního řezného nástroje pro dělení konstrukčních ocelí strojním řezáním.

   Školitel: Píška Miroslav, prof. Ing., CSc.

2. Analýza mechanismů opotřebení ručních pil a metod zvyšování jejich řezivosti.

   Ruční pilky jsou dlouhodobě nepostradatelným řezným nástrojem se stabilní pozicí v základních výrobních technologiích. V současnosti probíhá jejich modernizace zejména změnou geometrie, aplikací práškové metalurgie pro řeznou část nástroje, v tepelném zpracování a aplikací tvrdých a otěruvzdorných povlaků. Cílem práce je návrh moderního řezného nástroje pro dělení konstrukčních ocelí ručním řezáním.

   Školitel: Píška Miroslav, prof. Ing., CSc.

3. Analýza mechanismů opotřebení strojních závitníků a metod zvyšování jejich řezivosti.

   Strojní závitníky jsou dlouhodobě nepostradatelným řezným nástrojem se stabilní pozicí ve výrobních technologiích. V současnosti probíhá jejich modernizace zejména změnou geometrie, aplikací práškové metalurgie pro jádro nástroje a aplikací tvrdých a otěruvzdorných povlaků. Cílem práce je návrh moderního řezného nástroje pro výrobu závitů v konstrukčních ocelí, zejména v zušlechtěném stavu.

   Školitel: Píška Miroslav, prof. Ing., CSc.

4. Moderní technologie výroby pokročilého implantátu a jeho inserce

   Moderní technologie výroby pokročilého implantátu a jeho inserce, sestávající v optimalizaci digitálního zpracování zobrazovaných kostních kloubů, pokročilých výrobních technologií (zejména aditivních a obráběcích), vyhodnocování strukturních, mechanických a dalších technických vlastností a metod jejich inserce a fixace.

   Školitel: Píška Miroslav, prof. Ing., CSc.

5. Návrh metodiky a zkoušky užitných vlastností osových řezných nástrojů

   Cílem výzkumu je návrh metodiky řezných zkoušek inovativních řezných nástrojů, jejich realizace a rozbor procesu, který bude zaměřen na zjištění definovaných vlastností dle obráběcích operací. Výzkum se bude týkat vyhodnocení opotřebení řezných nástrojů, analýzy jakosti povrchu a dalších dostupných parametrů, které budou podkladem pro volbu praktických aplikací.

   Školitel: Sedlák Josef, doc. Ing., Ph.D.

6. Pokovení plastových dílů zhotovených 3D tiskem metodou SLM (Selective Laser Melting)

   Úkolem je vypracovat a ověřit metodiku pokovení součástí zhotovených 3D tiskem plastů a stím souvisejících strukturních změn, které nastávají v povlakovaných plastech. Pozornost bude zaměřena zejména na materiály vytvořené metodou SLM (Selective Laser Melting) a na možnost praktické aplikace povlakování na konkrétních výrobcích zhotovených 3D tiskem. Cílem práce bude jednak studium proveditelnosti pokovení/povlakování u konkrétních výrobků zhotovených 3D tiskem metodou SLM, včetně následné praktické aplikace, včetně 3D skenování, 3D vizualizace, 3D tisku s následným pokovením. Využití této technologie například při renovacích, či restaurování starých a opotřebených strojních součástí.

   Školitel: Sedlák Josef, doc. Ing., Ph.D.

7. Studium a optimalizace procesních parametrů při 3D tisku metodou navařování drátu

   3D tisk kovů ve všech variantách patří mezi moderní aditivní výrobní technologie. Jednou z variant je navařování drátu, které sice není tak přesné, jako navařování prášku, ale je rychlé a ekonomicky výhodné. S prudkým rozvojem těchto metod souvisí i studium materiálových vlastností vytvářených struktur, souvisejících s výrobním postupem, kdy dochází při navařování k opakovaným teplotním cyklům vedoucím ke změnám ve struktuře materiálu a souvisejícím mechanickým vlastnostem. Mechanické vlastnosti výsledných struktur jsou klíčové zvláště při použití speciálních materiálů, citlivých na teplotní cykly výrobního procesu. Cílem práce bude jednak studium proveditelnosti u konkrétních výrobků vhodných pro 3D tisk, včetně praktické aplikace možnosti 3D tisku kovů obloukovými metodami svařování.

   Školitel: Mrňa Libor, doc. RNDr., Ph.D.

8. Studium mechanických vlastností materiálu vyrobeného 3D tiskem drátovou metodou

   3D tisk kovových materiálů je efektivním nástrojem pro prototypovou výrobu každého odvětví ve strojírenství, a to jako náhrada stávajících technologií výroby či renovací nástrojů, přípravků i výrobků. Problémem je současná neznalost struktury a mechanických vlastností takto zpracovaných materiálů. Cílem disertační práce bude studium mechanických vlastností vybraného materiálu vyrobeného 3D tiskem drátovou matodou, a to jak za statických, tak i za dynamických podmínek zatěžování. Dále pak studium vlivu procesních parametrů 3D tisku na výsledné strukturní a mechanické vlastnosti.

   Školitel: Forejt Milan, prof. Ing., CSc.

9. Vakuová metalurgie vysoko entropických slitin

   Vysoko entropické slitiny mají vysoký potenciál jejich uplatnění v součástech pracujících za vysokých teplot. Vhodným výběrem legujících prvků a jejich koncentrace je dosahováno stabilní struktury za normálních i zvýšených teplot. Při výrobě těchto slitin je často využívána tavení slitin ve vakuových pecích nebo prášková metalurgie. Cílem dizertační práce je vývoj vakuové metalurgie vysoko entropických slitin na vakuových indukčních pecích. Práce se bude zabývat studiem kinetiky rozpouštění kovů a plynů v tavenině ve vakuu, problematikou vypařování prvků ve vakuu nebo jejich interakce se žárovzdorninami.

   Školitel: Čamek Libor, doc. Ing., Ph.D.

10. Vliv progresívní výrobní technologie na únavovou odolnost trubkových stabilizátorů

    Popis tématu Náplní doktorské práce je poznání vlivu nové progresivní techniky výrobní technologie (tváření, ohýbání, dokončovací metody) s extrémní rychlosti deformace (0,1 °/s) rozměrově silnějších průřezů zušlechtěné oceli (např. 26MnB5) trubkového polotovaru na únavovou odolnost reálných dílů, charakterizovanou mj. analýzou povrchové integrity, cyklickou plasticitou, mechanismy iniciace únavových trhlin a křivkami únavové životnosti, které budou studovány s ohledem na hloubkový profil zbytkových tlakových napětí po kuličkování povrchu. Detaily mikrostruktury změn zušlechtěné oceli budou zkoumány jak technikou elektronové mikroskopie SEM-EBSD-EDX tak i moderní STEM a mikro difrakcí. Materiálně technické zabezpečení: FSI a ÚST má dostatečné technické zázemí studium dané problematiky. S tímto pracovištěm bude dále uzavřena smlouva o smluvním výzkumu a vývoji s průmyslovým partnerem, která mj. studentovi umožní přístup k výrobci stabilizátorů, zajištění experimentálního materiálu, výrobní technologie, laboratorní pozorování a únavové testy budou zajištěny přímo u výrobce nebo jeho sesterských pracovišť v zahraničí, vybavených RTG pro měření hloubkových zbytkových tlakových napětí. Moderní experimentální techniky jako jsou i-STRESS pomocí FIB-SEM, STEM s precesní difrakcí budou zajištěny externí spoluprací s firmou TESCAN Brno a akademickým pracovištěm ÚFM AV ČR v Brně. Odbornou literaturu, vedení, zkoušky, publikace a celé vědecké zázemí bude zajišťovat školitel společně se školitelem specialistou. Očekávané přínosy Vědecký přínos je v detailním fenomenologickém popisu cyklické plasticity pomocí statistické teorie hysterezní smyčky, v oblasti nízkocyklové únavy na předeformovaných trubkových ocelových vzorcích, poznání mechanismu iniciace únavových trhlin z pohledu moderně stanovené hloubkové profily zbytkových tlakových napětí pomocí FIB-SEM techniky s porovnáním s běžnou RTG technikou. Vše bude publikováno/prezentováno na mezinárodních konferencích a v odborných impaktovaných časopisech. Z pohledu výrobce stabilizátorů jde především o efektivní/ekonomickou výrobu při zajištění nejlepších únavových vlastností výrobku umožňující lepší konkurenceschopnost na trhu.

    Školitel: Píška Miroslav, prof. Ing., CSc.

11. Využití moderních technologií pro návrh výroby řezného nástroje

    Výzkum a vývoj návrhu technologie výroby řezného nástroje, který by mohl být využitelný při běžném obrábění v praxi. Cílem výzkumu je návrh technologie výroby prototypu řezného nástroje s podporou technologie reverzního inženýrství, technologie Rapid Prototyping, technologie Rapid Tooling a CAD/CAM aplikací, potenciálně aplikovaných ve výrobní praxi po nezbytných testech řezivosti spojených se silovým rozborem. Význačným přínosem tohoto výzkumu může být dosažení nižšího ekonomického hlediska spojeného s neomezenými možnostmi nastavení tiskových parametrů, analýzou materiálových struktur a aplikací speciálních povlaků na řeznou část nástroje.

    Školitel: Sedlák Josef, doc. Ing., Ph.D.

12. Vývoj keramických skořepin pro metody rychlého prototypování

    Vývoj metod pro rychlé prototypování odlitků se poslední dobou těší velké pozornosti. Možnosti použití metod 3D tisku nastartovaly nové tzv. hybridní technologie, které spojují výhody rychlé výroby modelů a navazujících standardních metod výroby odlitků. Od prototypových odlitků se očekává maximální kvalita a rychlost dodání, a to při zachování komplexnosti požadovaného dílu. Technologie lití do keramických skořepin je velmi vhodnou technologií navazující na zmíněné metody aditivní výroby modelů, nicméně současné keramické suspenze jsou primárně určeny pro podmínky sériově vyráběných dílů a nejsou voleny a optimalizovány pro obalování specifických tištěných materiálů a minimální doby sušení. Současné systémy na vodní bázi lze inovovat za použití specifických aditiv na bázi polymerů, nebo nylonových vláken které mohou významným způsobem zlepšovat mechanické a technologické vlastnosti vyráběných skořepin. Bližší informace o složení jednotlivých suspenzí, jejich vhodnost pro rychlé prototypování a optimální procesy sušení nejsou víceméně k dispozici a zvládnutí tématu vyžaduje získání hlubšího poznání.

    Školitel: Záděra Antonín, doc. Ing., Ph.D.

13. Vývoj motocyklového rámu z kompozitních materiálů

    Trendem posledních let ve všech průmyslových odvětvích je snižování hmotnosti a efektivní využívání surovin. V dopravě má hmotnost přímý vliv na jízdní vlastnosti a spotřebu pohonných hmot. Díky tomu se začínají čím dál častěji využívat kompozitní materiály, které mají výborný poměr mechanických vlastností a hmotnosti. Cílem práce je vytvoření motocyklového rámu z kompozitních materiálů, včetně technologie výroby, mechanických testů a provést kontrolu návrhu s ohledem na jízdní vlastnosti a bezpečnost. Návrh tvaru rámu a design, bude proveden v CAD/CAM programu za využití návrhových analýz pro zjištění kritických míst konstrukce. Na základu testů mechanických vlastností materiálů bude proveden návrh složení vrstev kompozitu, zejména za využití uhlíkových tkanin určených pro sériovou výrobu pomocí autoklávu. Testy výrobku budou probíhat pod statickým zatížením za využití optických metod měření deformací, a také dynamicky při samotné jízdě za využití mobilní měřící aparatury.

    Školitel: Sedlák Josef, doc. Ing., Ph.D.

14. Zvyšováná řezivosti povlakovaných řezných nástrojů metodou HIPIMS

    Řezné nástroje jsou dlouhodobě nepostradatelné ve výrobních technologiích. V současnosti probíhá jejich modernizace zejména změnou geometrie, aplikací práškové metalurgie pro jádro nástroje a aplikací tvrdých a otěruvzdorných povlaků. Cílem práce je návrh modernícho řezných nástrojů pro povlakovaných metodou HIPIMS.

    Školitel: Píška Miroslav, prof. Ing., CSc.