|
|
Návrh podvolantových řadicích pák pro formuli student
Dugas, Martin ; Vrána, Radek (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Táto bakalárska práca sa zabýva návrhom a výrobou podvolantových radiacich pák pre Formulu Student. V teoretickej časti sa zaoberá zhrnutím poznatkov o dnešných mechanizmoch radenia, aditívnych technológiách výroby a spôsoboch optimalizácie hmotnosti súčiastok. V konštrukčnej časti sa zaoberá konkrétnymi riešeniami tejto problematiky, pričom najväčší dôraz bol kladený na nízku hmotnosť a vysokú tuhosť celého mechanizmu.
|
|
|
Vliv výšky vrstvy na kritický úhel aditivně vyráběných mikro-prutových struktur
Nosek, Jakub ; Vrána, Radek (oponent) ; Vaverka, Ondřej (vedoucí práce)
Cílem této práce je popsání vlivu výšky vrstvy na kritický úhel mikro-prutových struktur vyrobených technologií SLM. Vliv výšky vrstvy je zkoumán jak na samostatných prutech, tak i na celých mikro-prutových strukturách vyrobených z nerezového materiálu 316L. Při použití nižší výšky vrstvy lze dosáhnout lepší rozměrové přesnosti. U mikro-prutových struktur se zmenšilo množství nalepeného prášku ze spodní strany. Díky této práci je možné rozhodnout, zda má smysl snižovat výšku vrstvy za účelem zlepšení vyrobitelnosti mikro-prutových struktur i za cenu prodloužení výrobního času.
|
|
|
STUDY OF ENERGY ABSORPTION IN MICRO – STRUT LATTICE STRUCTURE PRODUCED BY SELECTIVE LASER MELTING
Vrána, Radek ; Schleifenbaum, Johannes (oponent) ; Skalon, Mateusz (oponent) ; Paloušek, David (vedoucí práce)
The present dissertation thesis is a part of the research project which is aimed to use the SLM produced lattice structures as an impact energy absorber with defined mechanical behaviour. The main goal of the thesis is the development of the numerical model of deformation behaviour of the SLM produced micro-strut lattice structure the made from AlSi10Mg. In order to achieve the main goal, it was necessary to analyse the influence of SLM process parameters on the formation of internal material defects and surface roughness during the SLM production of the micro-strut lattice structure; these defects degrade mechanical properties of the structure and their removal will improve the mechanical properties. The results show a significant influence of two main parameters – laser scanning speed and laser power. On the basis of these findings, the parameters of input energy Ein and linear energy Elin, which include both above parameters, were defined and their limit values were determined to minimize the imperfections. The deformation behaviour of the manufactured micro-strut lattice structures was analysed on the developed drop-weight impact device that allows testing with an impact energy up to of 120 J. The deformation behaviour is evaluated using the image analysis of the high-speed camera record and force record from the strain gauge. The results of the mechanical testing were used for the validation of the developed numerical model in the ANSYS Explicit software where the real shape of the produced micro-strut lattice structure was implemented in the form of an elliptical geometry along with the information on the real mechanical properties in the form of the developed material model. The resulting comparison of the experimental results and the numerical model prediction show a good match at the maximum load Fmax (deviation of 5 %) and also the entire course of sample deformation. These findings will be further used to design of energy absorber with defined mechanical properties.
|
|
|
Prostorové 3D struktury pro aplikaci v technologii Selective Laser Melting
Červinek, Ondřej ; Škaroupka, David (oponent) ; Vrána, Radek (vedoucí práce)
Aditivní technologie umožňují výrobu součástí s velmi komplexními tvary, které jsou běžnými technologiemi jen obtížně vyrobitelné. Jednou z nich je technologie Selective Laser Melting (SLM). Mezi vhodné aplikace pro technologii SLM patří výroba odlehčených 3D struktur jako jsou tzv. lattice structure nebo organická geometrie zvaná gyroid. Tato práce se zaměřuje na vytváření 3D modelů gyroidní struktury a jejich aplikaci do součásti s následnou výrobou technologií SLM. Pomocí matematických softwarů byla vytvořena řada modelů gyroidních struktur s využitím implicitně definovaných rovnic pro řízení geometrie struktury. Možnosti využití a vyrobitelnost gyroidních struktur byla testována při aplikaci do oběžného lopatkového kola. V závěru práce bylo úspěšně vyrobeno oběžné kolo, které obsahovalo dva typy gyroidních struktur (single-gyroid a double-gyroid).
|
|
|
Vývoj procesních parametrů technologie 3D kovového tisku se zaměřením na výrobu mikro-prutové struktury
Jaroš, Jan ; Koutný, Daniel (oponent) ; Vrána, Radek (vedoucí práce)
Selective laser melting (SLM) je aditivní technologie, která umožňuje výrobu dílů z mikro-prutových struktur. Mikro-prutové struktury je velmi obtížné vyrobit pomocí běžných konvenčních metod. Hlavní využití mikro-prutových struktur je v leteckém průmyslu a lékařství pro výrobu kostních implantátů. V této práci je zkoumán vliv procesních parametrů (výkon laseru, skenovací rychlost) na vlastnostech (průměr, drsnost povrchu, porozita) prutů. Výběr procesních parametrů proběhl na základě testu jednotlivých drah. V prvním testu bylo použito programu ImageJ pro zjištění porozity prutů. Ve druhém testu byla porozita zkoumána přesnější technologií µCT. U obou testů bylo použito technologie 3D skenování pro zjištění rozměrové přesnosti a drsnosti povrchu vzorků. Výsledky měření vedly ke zjištění okna procesních parametrů, kde měly vzorky nejlepší kombinaci drsnosti povrchu a porozity. Nejlepších výsledků bylo dosaženo výkonem laseru 225-275 W a skenovací rychlostí 1400-2000 mm·s-1.
|
|
|
Porovnání mikro-prutových struktur pro absorpci energie
Koban, Tomáš ; Vrána, Radek (oponent) ; Červinek, Ondřej (vedoucí práce)
Aditívne vyrobené kovové mikro-štruktúry majú značný potenciál v aplikáciách uvažujúcich absorpciu energie. Nedávny výskum v tejto oblasti viedol k lepšiemu porozumeniu deformačného správania mikro-štruktúr. Táto práca sa zaoberá porovnaním absorpčných vlastností mikro-prútových štruktúr vyrobených metódou selective laser melting v závislosti na ich topológii a základnom materiáli. Schopnosť absorbovať energiu bola skúmaná na troch geometrických konfiguráciách (BCC, BCCZ, GBCC) vyrobených z ocele 316L a hliníkovej zliatiny AlSi10Mg. Na porovnanie materiálov bolo zvolené kritérium špecifickej absorpcie energie. Lepšia schopnosť absorpcie energie bola zaznamenaná pre mikro-prútové štruktúry vyrobené z nerezovej ocele. Z hľadiska topológie bolo najväčšie množstvo absorbovanej energie namerané u štruktúry BCCZ. Táto práca popisuje deformačný mechanizmus mikro-prútových štruktúr a ponúka komplexné vyhodnotenie absorpčných vlastností pre obidva materiály.
|
|
|
Parametrický model vstřikovací formy
Tomanec, Pavel ; Vrána, Radek (oponent) ; Brandejs, Jan (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá vytvořením parametrického modelu desek vstřikovací formy na plasty pomocí softwaru CatiaV5. Ten bude sloužit pro zrychlení a zefektivnění při návrhu vstřikovací formy. V rešeršní části jsou popsány základní konstrukční a technologické prvky pro návrh vstřikovacích forem. V části konstrukční je popsán postup při vytváření a vazbení parametrů, nakonec ověření funkčnosti vytvořeného modelu.
|
|
|
Vývoj absorbéru rázové energie s využitím kovového 3D tisku
Kraicinger, Vít ; Malý, Martin (oponent) ; Vrána, Radek (vedoucí práce)
V dnešní době se pro absorpci energie využívají především různě profilované díly. Pro speciální případy jsou navržené přesné komponenty, jako je tomu u Formule Student, kde se používá deformační člen se strukturou honeycomb. Tato bakalářská práce je zaměřena na návrh absorbéru nárazové energie vyrobeného pomocí technologie SLM a mikro-prutových struktur. Pro samotný návrh byl vytvořen ucelený přehled současného poznání v oblasti deformačních zón, absorbéru energie a výzkumů zabývajících se absorpcí energie. Na základě rešerše byl vybrán nejvhodnější materiál pro výrobu AlSi10Mg. Následně byl určen vhodný typ mřížky (BCC) a veškeré parametry mikro-prutové struktury. Pro zvolené parametry byly vymodelovány dva absorbéry energie s rozdílným průměrem prutu (0,4 mm a 0,8 mm) a rozdílnou velikostí mřížky (4 mm a 8 mm). V závěru práce jsou dva zjednodušené výpočty, které ukazují předpovídané výsledné hodnoty navrhnutých absorbérů a tuhost vrstev mikro-prutové struktury s proměnnou hustotou.
|
|
|
Výpočtový model dynamického zatěžování mikro-prutové struktury vyrobené technologií Selective Laser Melting
Červinek, Ondřej ; Maňas, Pavel (oponent) ; Vrána, Radek (vedoucí práce)
V současnosti se pro tlumení velkých rázů mechanické energie v dopravním průmyslu využívají především absorbéry ze speciálních profilů. Pro vysoce specializované aplikace je vhodné využít komponenty, které jsou přesně navrženy pro cílený druh deformace. Příkladem těchto dílů jsou průmyslově vyráběné kovové pěny nebo mikro-prutové struktury vyráběné technologií SLM. Tato práce se zabývá predikcí nízko-rychlostního dynamického zatěžování BCC mikro-prutové struktury vyrobené z hliníkové slitiny AlSi10Mg technologií SLM (SLM 280HL). Pro tento účel byla vytvořena dynamická MKP úloha mikro-prutové struktury, která byla doplněna o model materiálu struktury BCC, který byl získán na základě mechanického testování. Reálná geometrie testovaných vzorků, získaná na základě optického měření (Atos Triple Scan III), byla dále implementována do výpočtového modelu. Experiment dynamického zatěžování BCC struktury byl proveden na pádovém testeru. Chování strukturovaného materiálu při pádovém testu bylo popsáno průběhem deformace a sil reakce v čase. Pro plošné zatěžování dynamické MKP simulace a experimentu bylo dosaženo porovnatelných výsledků. Zahrnutí výrobních fenoménů v simulaci vedlo ke zvýšení přesnosti a shody s experimentem. Tím byl vytvořen nástroj pro testování vlivu změny geometrie na mechanické vlastnosti. Pro dosažení přesnějších výsledků u zatížení průrazem je třeba modifikovat model materiálu o reálné přetvoření materiálu v místě porušení testovacích těles.
|
|
|
Konstrukce chladící vložky vstřikovací formy pro výrobu technologií SLM
Tekeľ, Richard Martin ; Vrána, Radek (oponent) ; Koutný, Daniel (vedoucí práce)
Táto práca je zameraná na dizajn chladiacej vložky tak, aby sa znížila doba celkového vstrekovacieho cyklu vo vstrekolisovacej forme a aby bola vyrobiteľná pomocou technológie SLM. Navrhnutá modifikácia vložky obsahuje 1 kanál s nekruhovým prierezom a využíva aditívny prístup k návrhu tvaru chladiaceho kanálu. V rešeršnej časti práce sú popísané rozdiely medzi výrobou kanálov hlbokým vŕtaním a pomocou aditívnej technológie SLM. Ďalej sa zaoberá teoretickým uchopením princípov spojených s dizajnom chladiacich kanálov a podobnými riešeniami danej úlohy. Po simulácii reálneho stavu sú zvolené 3 varianty chladiaceho kanálu a určené najsľubnejšie riešenie, ktoré je ďalej upravované. Následne je určený finálny tvar prierezu kanálu a vzdialenosť od kritického miesta. Záverečná časť práce je venovaná výsledkom simulácie finálneho dizajnu chladenia a odhadu bezpečnosti pre zvolené riešenie.
|
host ::
RSS.