Výzkum a vývoj strojírenských technologií a jejich řízení

SP2022/14

Čada Radek prof. Ing., CSc.

01. 01. 2022 - 31. 12. 2022

Zaměření projektu je směřováno do čtyř oblastí výzkumu, a to svařování, strojírenského tváření, strojírenských materiálů a jejich povrchových úprav včetně projektování a řízení strojírenských výrob. Výzkum v oblasti svařování bude v rámci projektu zaměřen na zjištění vlivu tepelného zpracování na mechanické vlastnosti a mikrostrukturu svarových spojů slitiny AlSi10Mg vyrobené 3D tiskem. Dalším předmětem výzkumu v oblasti svařování bude výroba vícevrstvé jednoduché strojní součásti robotickým navařováním metodou WAAM (Wire Arc Additive Manufacturing) a ověření jejích vlastností. Rovněž budou zkoumány vlastnosti návaru metodou WAAM na součásti vyrobené metodou SLM (Selective Laser Melting). Dále budou předmětem výzkumu v oblasti svařování změny mikrostruktury základních materiálů v oblasti řezu při tepelném dělení ocelí. Dále bude zkoumán vliv postupu svařování na rozložení zbytkových napětí v koutovém svarovém spoji. Tato problematika bude řešena porovnáním experimentálního měření magnetoelastickou metodou s numerickou simulaci metodou konečných prvků v programu Simufact Welding. Výzkum v oblasti strojírenského tváření bude zaměřen na stanovení vlivu technologických a tvářecích parametrů na proces vícenásobné plastické deformace u inovovaného tvářecího zařízení a aplikace metody DRECE při zvyšování mechanických vlastností ocelových plechů. Konkrétně se bude jednat o stanovení vlivu rychlosti podávání pásu plechu, vlivu nastavení geometrie zóny deformace, vlivu počtu průchodů na dosažené mechanické vlastnosti, rovněž bude provedena analýza struktury. Dále bude výzkum zaměřen na konstrukční řešení tvářecího nástroje pro výrobu držáku a optimalizace technologie výroby součásti plošným tvářením. Dále bude proveden návrh technologie výroby výkovků stykače. Výzkum v oblasti strojírenských materiálů a jejich povrchových úprav bude zaměřen na hodnocení vybraných vlastností žárových nástřiků metodou HVOF. Bude navržen prototyp fixačního přípravku pro odtrhové zkoušky žárových nástřiků zhotovených technologii HVOF. Dále bude výzkum zaměřen na stanovení vlivu předúprav povrchu na vlastnosti smaltového povlaku aplikovaného na 3D výtisky připravené metodou Selective Laser Melting (SLM). Předmětem výzkumu bude posouzení degradace protikorozních vlastností tenkých povlaků aplikovaných na neželezných materiálech. Budou stanoveny mechanické vlastnosti nátěrových systémů pro náročné aplikace na bázi polyurey. Rovněž bude řešen návrh nové koncepce pracoviště oprav laminátů. Předmětem výzkumu v oblasti projektování a řízení strojírenských výrob budou návrhy nebo optimalizace logistických a výrobních procesů strojírenských podniků s cílem snížení provozních nákladů a modernizace pracovišť. Výzkum bude rovněž zahrnovat oblast inovačního managementu, logistiky, údržby, kapacitní plánování a zefektivnění systému řízení s využitím řady potřebných analýz a jejich ověření pomocí simulací v návaznosti na strojírenské podniky. Výzkum bude rovněž zaměřen na implementace chytrých technologií pro řízení a pro detekci vad ve strojírenské výrobě.

doc. Ing. Jan Nevima, Ph.D.
prof. Ing. Stanislav Rusz, CSc.
prof. Ing. Ivo Hlavatý, Ph.D.
Ing. Ivana Šajdlerová, Ph.D.
Ing. Vladislav Ochodek, Ph.D.
Ing. Libor Nečas, Ph.D.
prof. Ing. Petr Mohyla, Ph.D.
doc. Ing. Lucie Krejčí, Ph.D.
Ing. Vladimíra Schindlerová, Ph.D.
Ing. Jindřich Kozák, Ph.D.
Ing. Ondřej Hilšer, Ph.D.
Ing. Martin Pastrňák, Ph.D.
prof. Ing. Radek Čada, CSc.
Ing. Kristýna Sternadelová, Ph.D.
Ing. Jakub Kotzot
Mgr. Marek Vindyš
Ing. Pavel Szkandera, Ph.D.
Ing. Bc. Tomáš Pektor
Ing. Michal Bučko
Ing. Barbara Hlavatá
Ing. Hana Krupová
Ing. Filip Šproch, Ph.D.
Ing. David Janeček
Ing. František Vysoudil
Ing. Jiří Bílek
Bc. Stanislav Vrškový
Bc. Jaroslav Sloupský
Bc. David Škrobánek
Bc. Petr Hojsák
Ing. Jiří Holouš
Bc. Dominik Hykel
Bc. Ing. Lucie Klepková
Ing. František Kubiczek
Bc. Nela Berglovcová
Bc. Štěpán Matěj
Bc. Adam Krňávek
Bc. Barbora Slezáková
Bc. František Pobucký
Bc. Jakub Bitomský
Ing. Martin Fryšák
Bc. Kamila Homolíková
Bc. Radek Janků
Bc. Nikola Jurečková
Ing. Miroslav Tichý
Ing. Jakub Hercík
Ing. Ondřej Polka
Ing. Rostislav Zabystrzan
Bc. Martin Sklenář
Bc. Zdeněk Lukášek
Ing. Vlastimil Čep, Ph.D., MBA

Cílem výzkumu v oblasti svařování je zjištění vlivu tepelného zpracování na mechanické vlastnosti a mikrostrukturu svarových spojů slitiny AlSi10Mg vyrobené 3D tiskem. Dalším cílem výzkumu v oblasti svařování je výroba vícevrstvé součásti robotickým navařováním metodou WAAM a následné stanovení jejích vlastností. Dalším cílem výzkumu je posouzení vlastností návaru metodou WAAM na součásti vyrobené metodou SLM (Selective Laser Melting). Dalším cílem výzkumu v oblasti svařování je analýza změn mikrostruktury základních materiálů v oblasti řezu při tepelném dělení ocelí. Dále bude zkoumán vliv postupu svařování na rozložení zbytkových napětí v koutovém svarovém spoji. Tato problematika bude řešena porovnáním experimentálního měření magnetoelastickou metodou s numerickou simulaci metodou konečných prvků v programu Simufact Welding.
Cílem výzkumu v oblasti strojírenského tváření bude stanovení vlivu technologických a tvářecích parametrů na proces vícenásobné plastické deformace u inovovaného tvářecího zařízení a aplikace metody DRECE při zvyšování mechanických vlastností ocelových plechů. Konkrétně se bude jednat o stanovení vlivu rychlosti podávání pásu plechu, vlivu nastavení geometrie zóny deformace, vlivu počtu průchodů na dosažené mechanické vlastnosti, rovněž bude provedena analýza struktury. Dalším cílem výzkumu v oblasti tváření bude konstrukční řešení tvářecího nástroje pro výrobu držáku a optimalizace technologie výroby součásti plošným tvářením. Dále bude proveden návrh technologie výroby výkovků stykače.
Cílem výzkumu v oblasti strojírenských materiálů a jejich povrchových úprav bude navržení prototypu fixačního přípravku pro odtrhové zkoušky žárových nástřiků zhotovených technologii HVOF. Dalším cílem výzkumu je stanovení vlivu předúprav povrchu na vlastnosti smaltového povlaku aplikovaného na 3D výtisky připravené metodou Selective Laser Melting (SLM). Dalším cílem výzkumu je posouzení degradace protikorozních vlastností tenkých povlaků aplikovaných na neželezných materiálech. Dalším cílem výzkumu je stanovení mechanických vlastností nátěrových systémů pro náročné aplikace na bázi polyurey. Rovněž bude řešen návrh nové koncepce pracoviště oprav laminátů.
Cílem výzkumu v oblasti projektování a řízení strojírenských výrob budou návrhy nebo optimalizace logistických a výrobních procesů strojírenských podniků s cílem snížení provozních nákladů a modernizace pracovišť. Výzkum bude rovněž zahrnovat oblast inovačního managementu, logistiky, údržby, kapacitní plánování a zefektivnění systému řízení s využitím řady potřebných analýz a jejich ověření pomocí simulací v návaznosti na strojírenské podniky. Dalším cílem výzkumu jsou způsoby implementace chytrých technologií pro řízení a pro detekci vad ve strojírenské výrobě.
Výstupy:
Publikace v odborných časopisech (Manufacturing Technology, MM Science Journal, Strojírenská technologie, All for Power, Konstrukce apod.) a sbornících odborných konferencí indexovaných v uznávaných databázích (WoS, SCOPUS) nebo na uznávaných odborných národních konferencích – celkem 6x článek. Výstupy budou rovněž využity v diplomových pracích studentů řešitelského týmu.
Harmonogram:
01/2022–02/2022 Rešeršní a studijní etapa (studium současného stavu poznání v jednotlivých dílčích oblastech projektu, přípravy vzorků a modelů pro experimentální práce na předmětných technologiích),
03/2022–04/2022 Příprava a návrh experimentů (vývoj metodik experimentů a numerických simulací v rámci jednotlivých výrobních technologií),
05/2022–08/2022 Provedení experimentálních zkoušek (vývoj a provedení jednotlivých experimentů vycházejících z cílů projektu),
9/2022–12/2022 Zpracování výsledků a příprava publikací (příprava výstupů jednotlivých dílčích projektů do publikací, diplomových prací, případně do nepublikačních výstupů).