Prezenční studium

4 roky

prof. Ing. Miroslav Píška, CSc.

Předseda :
prof. Ing. Miroslav Píška, CSc.
Člen interní :
doc. RNDr. Libor Mrňa, Ph.D.
doc. Ing. Bohumil Pacal, CSc.
doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D.
prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.
doc. Ing. Josef Sedlák, Ph.D.
prof. Ing. Ladislav Zemčík, CSc.
Člen externí :
prof. Ing. Radim Kocich, Ph.D.
Ing. Martin Petrenec, Ph.D.
Ing. Jiří Rosenfeld, CSc.
Ing. Libor Beránek, Ph.D.

Doktorský studijní program Strojírenská technologie je zaměřen na výrobní vědy a technologie, jmenovitě technologie obrábění, tváření, svařování, slévárenskou technologii, technologii povrchových úprav včetně automatizace přípravy výroby a automatizaci výrobních procesů, které uvedené technologie využívají a vyžadují.
V průběhu studia získají studenti znalosti aplikované matematiky, fyzikální metalurgie, teorie experimentu a optimalizace technologických procesů, společně s dalšími teoretickými a praktickými znalostmi úzce souvisejícími s vybranou oblastí doktorského studia.
Cílem doktorského studijního programu je příprava vysoce kvalifikovaných pracovníků pro vědeckou práci v oboru strojírenská technologie. Studium je zaměřeno na poznání teoretického základu celého oboru a dále na podrobné seznámení se s nejvýznamnějšími poznatky v užším zaměření, na které navazují témata disertačních práci. Studium je orientováno na přípravu k vědecké práci ve zvoleném oboru a dosažená úroveň znalostí je prezentována u státní doktorské zkoušky.
Schopnost dosahovat původní vědecké výsledky je prokazována zpracováním a obhajobou disertační práce. Po úspěšné obhajobě disertační práce je absolventům doktorského studijního programu udělen akademický titul "doktor" (ve zkratce Ph.D. uváděné za jménem).

V doktorském studiu programu Strojírenské technologie je možné se specializovat na oblast technologie obrábění a její optimalizaci, technologie tváření a svařování, technologii slévárenství, řízení výroby, aplikace modelování na strojích a počítačové simulace. Doktorandi jsou schopni se zapojit do všech forem výzkumu, do smluvního vývoje a do hospodářské spolupráce s průmyslovými podniky, kde řeší pokročilé problémy technické praxe. Mají také možnost využít krátkodobých i dlouhodobých stáží a studijních pobytů u nás i v rámci EU ve spolupráci se zahraničními univerzitami.
Absolventi doktorského studijního programu Strojírenská technologie mají komplexní odborné dovednosti a znalosti o výrobních technologiích, metodách jejich řízení a plánování, mají znalosti v oblasti materiálových věd a inženýrství v aplikaci na vybrané výrobní technologie a to jak na úrovni teoretické, tak i praktické.
U absolventů doktorského studijního programu Strojírenská technologie se předpokládá uplatnitelnost na vedoucích pozicích spojených s technickou a technologickou přípravou výroby, jejího řízení a dalšího vývoje.
Absolventi se též uplatní jako výzkumní a vývojoví pracovníci v centrech aplikovaného výzkumu i jako akademičtí pracovníci univerzit a akademických pracovišť.

Absolventi doktorského studia jsou vybaveni velmi dobrými teoretickými i odbornými znalostmi a proto se jim naskýtají široké možnosti uplatnění v odborných nebo řídicích funkcích v rámci státních i soukromých strojírenských, případně mezioborových výrobních podniků, od malých a středních firem až po velké akciové společnosti. Získané znalosti mohou uplatnit i jako výzkumní a vývojoví pracovníci, nebo soukromí podnikatelé u nás i v zahraničí.

Viz platné předpisy, Směrnice děkana Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně).

Pravidla a podmínky pro tvorbu studijních programů určují:
ŘÁD STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STANDARDY STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STUDIJNÍ A ZKUŠEBNÍ ŘÁD VUT,
SMĚRNICE DĚKANA Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně),
SMĚRNICE DĚKANA FSI Jednací řád oborových rad doktorských studijních programů FSI VUT v Brně.
Studium v DSP se neuskutečňuje v kreditovém systému. Klasifikační stupně jsou „prospěl“, „neprospěl“, u obhajoby disertační práce je výsledek „obhájil“, „neobhájil“.

Na VUT jsou zohledněny potřeby rovného přístupu k vysokoškolskému vzdělávání. V přijímacím řízení ani ve studiu nedochází k přímé či nepřímé diskriminaci z žádných důvodů. Studujícím se specifickými vzdělávacími potřebami (poruchy učení, fyzický a smyslový handicap, chronická somatická onemocnění, poruchy autistického spektra, narušené komunikační schopnosti, psychická onemocnění) je poskytováno poradenství v poradenském centru VUT, které je součástí Institutu celoživotního vzdělávání VUT. Podrobně tuto problematiku řeší Směrnice rektora č. 11/2017 „Uchazeči a studenti se specifickými potřebami na VUT“. Rovněž je vytvořen funkční systém sociálních stipendií, který popisuje Směrnice rektora č. 71/2017 „Ubytovací a sociální stipendium“.

Doktorský studijní program Strojírenská technologie je pokračováním aktuálně akreditovaného navazujícího magisterského studijního programu Strojírenská technologie (N-STG), se specializacemi Strojírenská technologie (STG), Strojírenská technologie a průmyslový management (STG), Moderní technologie osvětlovacích soustav (MTS) a programu Slévárenská technologie (N-SLE) bez specializace.
Ve studiu Strojírenské technologie je možné se specializovat na oblast technologie obrábění a její optimalizaci, technologie tváření a svařování, slévárenství, řízení výroby, aplikace modelování na strojích, počítačovou podporu výrobních technologií, počítačové simulace a umožňuje tak pokračovat ve třetím stupni studia. Na základě úspěšné obhajoby a dosažením vědecké hodnosti Ph.D. absolvent prokáže schopnost vědecké práce.

1. Mezní deformace uhlíkových ocelí při objemovém tváření za studena

   Na vybraných nízkouhlíkových ocelích, které jsou používány pro objemové tváření spojovacích dílců a strojních součástí, posoudit jejich plastictu a strukturní změny při vysokých a mezních deformacích s vlivem rychlostí deformace. Vytvořit konstitutivní rovnice pro křivky napětí-deformace s omezením podmínkami limitních deformací.

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

2. Studium dynamických vlastností vyvrtávacích nástrojů

   Dynamické vlastnosti řezného nástroje jsou určujícím atributem produktivity obrábění, a to zejména u technologie vyvrtávání, kde se využívá dlouhý, relativně poddajný nástroj s poměrem D/L až do 10. Disertační práce se zaměří na výzkum v oblasti technologie vyvrtávání a průzkum současného stavu konstrukčních řešení nástrojů z pohledu stability řezného procesu. Experimentální část práce bude mít za cíl ověření funkčnosti vybraných vyvrtávacích nástrojů při definovaném vyložení a stanovení jejich dynamických vlastností. Při těchto experimentech bude využito speciální přístrojové vybavení na diagnostiku mechanických vibrací. Paralelně s experimenty budou provedeny výpočty pomocí simulačního softwaru a CAD/CAM aplikace pro verifikaci matematických modelů testovaných nástrojů. Přínosem disertační práce bude získání praktických poznatků pro vývoj prototypových vyvrtávacích nástrojů nové generace, a také jejich aplikace ve výrobním procesu.

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

3. 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.

4. 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.

5. Využití moderních technologií pro návrh výroby těla řezného nástroje

   Výzkum a vývoj návrhu technologie výroby těla řezného nástroje, který by mohl být využitelný při běžném obrábění v praxi. Cílem výzkumu bude návrh technologie výroby prototypu těla řezného nástroje vyrobeného pomocí aditivní technologie 3D tisku a CAD/CAM aplikací. Prototyp bude navržen tak, aby držák mohl být potenciálně aplikovaný ve výrobní praxi. Návrh prototypu bude dále doplněn o nezbytné řezivostní testy spojené se silovým rozborem. Významným přínosem tohoto výzkumu může být dosažení nižšího ekonomického hlediska spojeného s nižší hmotností vyrobeného těla nástroje, možnost výroby nekonvenčních vnitřních rozvodů chladicího média a neomezené možnosti nastavení tiskových parametrů.

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

6. Vývoj technologie výroby odlitků z hyperduplexních korozivzdorných ocelí

   Korozivzdorné oceli a odlitky z korozivzdorných ocelí mají nezastupitelné místo v potravinářském, chemickém průmyslu, energetice apod. Hyperduplexní korozivzdorné oceli patří mezi slitiny s nejvyšší korozní odolností. Při tuhnutí odlitků z těchto ocelí dochází k značné precipitaci intermetalických fází, které zásadním způsobem ovlivňují jejich plasticitu a houževnatost. V důsledku toho dochází k porušování souvislosti odlitků již při jejich chladnutí ve formě. Výroba odlitků z těchto ocelí je tedy spojena s vysokým rizikem praskání a velmi omezenými možnostmi opravného svařování. Cílem práce je návrh a ověření technologie výroby odlitků z hyperduplexních korozivzdorných ocelí, jejíž součástí bude zejména ověření vlivu rychlosti ochlazování odlitků na jejich strukturu, mikrostrukturu a mechanické vlastnosti.

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

7. Výzkum materiálových a technologických vlastností otěruvzdorných plechů Hardox

   Disertační práce je tematicky zaměřena na materiálový a technologický výzkum otěruvzdorných plechů Hardox. Jejich zvýšené fyzikálně-mechanické vlastnosti vyplývají z procesu válcování při vysokých teplotách a následného kalení a popouštění, které je předurčují k použití v širokém spektru speciálních aplikací a své uplatnění nacházejí jako součást velkorozměrových vrtacích zařízení, jakož i speciálních strojních mechanismů. Otěruvzdorné plechy Hardox se vyrábějí válcováním za tepla při teplotách 900 až 920 °C, s redukcí průřezu 50 ÷ 85%, v oblasti stabilního austenitu. Následně se do 1 min prudce zakalí ve vodní sprše. Tím dosáhnou tvrdost 46 ÷ 50 HRC, po nízkoteplotním popouštění při 200 až 300 °C. Materiál Hardox je konstrukční středně legovaná vysoce pevná ocel tepelně zpracovaná řízeným válcováním. Vyznačuje se tvrdou nízko popuštěnou martenzitickou strukturou s malým množstvím zbytkového austenitu. Důvodem potřeby realizace takového výzkumu je nesporně skutečnost, že právě výroba často velkorozměrových komponentů specifických tvarů je po všech stránkách nákladná a uvedené komponenty jsou po celou dobu vlastního provozu vystaveny enormnímu namáhání a mechanickému opotřebení v procesech, které mají významný vliv na jejich životnost. Na povrchu nebo těsně pod povrchem obrobku začínají procesy poruch, únavy a koroze. Výzkum stavu obrobených povrchů v sobě také zahrnuje podmínky, za jakých byl daný povrch vyroben a bere v úvahu různé technologické metody a jejich vliv na vlastnosti plochy po obrobení a dává je do vztahu k funkčním požadavkům na součástku. Proto je stále více potřebný výzkum podstaty vytváření nového povrchu a vysvětlení resp. rozšiřování již nabytých znalostí o vliv technologických metod na vlastnosti nově se vytvářejícího povrchu. V důsledku deformace a tepelných účinků, které doprovázejí samotné technologické procesy, se tvoří v povrchových vrstvách vnitřní napětí a mění se i fyzikálně-mechanické vlastnosti. Proto výzkum uvedených problémů vytváří ve strojírenské technologii podmínky na vybudování nových teorií a vývojových tendencí, jejichž cílem bude optimalizace použitých technologických metod a jejich vliv na výsledné mechanické vlastnosti a mikrostrukturu obrobených povrchů a následné formulování nových souvislostí mezi uvedenými aspekty. Z analýzy, realizovaných výzkumů a publikací mnohých autorů vyplývá, že každá technologická operace má vliv na změnu vlastností obrobeného povrchu a také ukazuje, že vliv jednotlivých faktorů na funkční vlastnosti obrobených povrchů není vždy stejný. Bez výzkumu všech těchto zákonitostí, které určují stav obrobeného povrchu není možné řešení problematiky kvality a funkčnosti povrchů. Pro výzkum budou v maximální míře využity i zařízení partnerského výzkumného centra Fakulty speciální techniky s názvem CEDITEK (Centrum pro testování kvality a diagnostiku materiálů).

   Školitel: Majerík Jozef, doc. Ing., Ph.D.

8. 3D tisk jako alternativa k renovaci nástrojových ocelí

   Aditivní technologie 3D tisku kovů je rychle se rozvíjející progresivní technologie, která dnes zasahuje do všech druhů odvětví ve strojírenství. Vzhledem k vysokým požadavkům na produktivitu výroby a vhodné mechanické vlastnosti je tato technologie velmi perspektivní volbou pro prototypovou výrobu součástí. Úkolem práce bude zhodnotit možné metody 3D tisku nástrojových ocelí jako alternativu k renovaci nástrojů. Dalším úkolem bude stanovit metodiku testování těchto součástí. Hlavním cílem bude také studium proveditelnosti a možné praktické aplikace v průmyslu. Pozornost bude zaměřena na posouzení a optimalizaci procesních parametrů, svařitelnost, obrobitelnost, studium materiálových vlastností a struktur souvisejících s výrobou jednotlivých prototypových součástí.

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