|
|
Novel materials for sensing and biosensing
Jyoti, Jyoti ; Mayorga, Paula (oponent) ; Cho, Nam-joon (oponent) ; Pumera, Martin (vedoucí práce)
The 2D material-based 3D-printed electrodes and nano/micromotors have emerged as the cutting-edge technologies. It has drawn widespread attention due to their distinctive characteristics that make them suitable for sensing and biosensing applications. The research offers valuable insights through systematic experimentation to promote advancements in sensing technologies. The 3D-printed nanocarbon electrodes have eliminated the need for the conventional electrodes by providing the benefits such as ease of fabrication, quick production, excellent precision and customization of the shapes depending upon our requirements. Consequently, the findings of this thesis highlight the versatility of 3D-printed nanocarbon electrodes in applications involving phenols, pesticides and biosensing, particularly DNA sensing. Next, we explored the active quantum materials-based micromotors for DNA detection as well the food safety applications. This next-generation technology combines the appealing features of the quantum materials along with their autonomous mobility as micromotors, which makes the detection fast and offers inexpensive platforms for sensing and bio-analysis. Thus, by addressing challenges related to analyte use, particularly those with rapid action and toxicity, the study explores advanced detection methods, incorporating modern technologies to offer innovative solutions. The findings contribute to the ongoing evolution of technologies crucial for addressing contemporary challenges in analytical chemistry and bioanalytical chemistry.
|
|
|
Tření a mazání totální endoprotézy kyčle vyrobené aditivní technologií 3D tisku kovů
Uhrová, Simona ; Horák, Zdeněk (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zaměřuje na tribologické vlastnosti totálních kyčelních endoprotéz vyrobených tradičními a aditivními technologiemi. Hlavním cílem je posoudit vliv různých výrobních metod na tření a mazání v kontaktu mezi kloubní hlavicí a acetabulární jamkou. V práci jsou využity metody jako kyvadlový simulátor kloubu a optické metody pro analýzu utváření mazacího filmu a součinitele tření. Výsledky ukazují, že aditivně vyrobené implantáty mohou nabídnout potenciál srovnatelných nebo lepších tribologických vlastností ve srovnání s konvenčními metodami. Je však zdůrazněna nutnost vhodné povrchové úpravy a další výzkum v oblasti opotřebení, aby bylo zajištěno prodloužení životnosti a zlepšení funkčnosti implantátů.
|
|
|
Description of fatigue behavior of additively manufactured polymer metamaterial structure
Helešicová, Petra ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Trávníček, Lukáš (vedoucí práce)
Metamaterials have become a highly researched area in recent years because they enable customisation of mechanical properties in manufactured components, which would not be possible when using conventional materials. To safely utilise metamaterials in operation, it is necessary to describe their behaviour under load. The presented master's thesis deals with a description of the fatigue behaviour of a 3D printed polymeric metamaterial structure. The thesis is divided into theoretical and practical part. In the theoretical part, a review of metamaterials and their classification is presented, followed by a review of 3D printing methods suitable for polymeric materials, and the basics of mechanical behaviour of polymers. In the practical part, steps are taken to estimate the fatigue life of the proposed metamaterial structure using four criteria. Mechanical properties of the additively manufactured material are measured in a series of experiments. The measured properties are used as input data for a numerical model. The boundary conditions and loading of the model are set to correspond to the real loading conditions. The numerical model is used to assess critical locations within the structure and to predict the fatigue lifetime. Stress and strain values representing steps of cyclic loading are recorded at two critical locations. These values are used to predict the fatigue life.
|
|
|
3D printing with silver and its use in jewellery
Thomas, Marek ; Langerová, Petra (oponent) ; Sučková, Magda (vedoucí práce)
The main goal of this bachelor's thesis is to determine what type of 3D printer is the most suitable for silver jewellery additive printing. The thesis is divided into sections which aim to familiarize the reader with various types of additive printers (FDM, SLA, DMLS, etc.), their practical applications, and the physical and chemical behaviour of silver in additive printing. A particular emphasis is placed on the practical application of these specialized 3D printers, especially in the fields of electronics and jewellery making. The final section discusses the question of whether it is technically and economically feasible to assemble and safely operate such a 3D printer in small businesses or in a household setting.
|
|
|
The use of deep neural networks for the evaluation of metallographic cross-sections
Semančík, Adam ; Mendřický, Radomír (oponent) ; Hurník, Jakub (vedoucí práce)
This thesis explores the application of deep neural networks to improve the evaluation of metallographic cross-sections in materials produced through powder bed fusion. It focuses on two advanced image processing techniques: semantic segmentation and image super-resolution. A U-Net architecture was used for semantic segmentation to classify defects such as lack of fusion porosity and gas porosity. Additionally, an SRGAN (Super-Resolution Generative Adversarial Network) model was utilized to upscale image resolution, potentially enhancing segmentation accuracy. The research assesses whether a model trained on AlSi10Mg can generalize to Cu99 and Ti6Al4V and evaluates the influence of super-resolution on segmentation performance. Results showed that while the segmentation model performed well on AlSi10Mg, generalization to other materials required more diverse training data. Due to computational limitations, the combined effect of super-resolution and segmentation remains inconclusive, suggesting further research with enhanced computational resources.
|
|
|
Využití moderních výrobních technologií pro komponenty převodovky
Drapač, Jiří ; Prokop, Aleš (oponent) ; Řehák, Kamil (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je zhodnotit možnosti implementace alternativních výrobních technologií ve firmě Wikov MGI a. s. na produkci komponent převodovky. Rešeršní část práce se zabývá aditivními technologiemi, kterými jsou Selective Laser Melting (SLM), Binder Jetting (BJ), Cold Spray (CS) a Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). U každé metody je popsána příprava před zahájením výroby, proces s tiskovými parametry a post-processingová úprava. V další části jsou jednotlivé technologie kriticky zhodnoceny z hlediska aplikovatelnosti na komponenty převodovky. Z výsledků je detekováno nejvhodnější použití technologie na jednu vybranou součást. V praktické části je provedena optimalizace rozměrů a hmotnosti pomocí konstrukční úpravy vybrané komponenty. Na základě ekonomicko-technických výpočtů je provedeno srovnání současného a navrhovaného výrobního procesu.
|
|
|
Tření titanových povrchů v implantologii
Heto, Matyáš ; Odehnal, Lukáš (oponent) ; Ranuša, Matúš (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na třecí vlastnosti a odolnost proti opotřebení slitiny Ti6Al4V. Tato slitina je vhodná pro použití v ortopedických implantátech, například u prvního metatarzofalangeálního (MTP) kloubu v palci u nohy. Cílem je zkoumat různé metody povrchových úprav, které mohou snížit tření a opotřebení tohoto materiálu. V práci je popisován účinek nanášení DLC povlaků a vytváření mikrotextur nebo mikrostruktur na povrch implantátů ze slitiny Ti6Al4V. Byly realizovány testy párů kov na kov pomocí profilometru a tribometru v konfiguraci pin on plate. Výsledky ukazují znatelně vyšší součinitel tření u slitiny Ti6Al4V než u porovnávané slitiny CoCrMo. DLC povlak významně pomohl při snížení tření a opotřebení slitiny Ti6Al4V. To se nedá říct o dvou testovaných mikrostrukturách, u kterých vliv na pozorované tribologické vlastnosti nebyl prokázán. Z výsledků vyplývá důležitost povrchové úpravy slitiny Ti6Al4V pro použití v implantátech.
|
|
|
Hodnocení obrobitelnosti materiálu vyrobeného pomocí aditivní technologie
Bílek, Richard ; Drbal, Martin (oponent) ; Kolomý, Štěpán (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá hodnocením obrobitelnosti vysoce pevnostní maraging oceli M300, která je vyrobena ve třech typech vzorků. Dva vzorky byly aditivně vyrobeny metodou Selective Laser Melting, z nichž byl jeden následně tepelně zpracován. Třetí vzorek byl vyroben konvenčním způsobem pomocí válcování. Testování probíhalo frézováním za různých řezných podmínek. V praktické části byly odebrány vzniklé třísky a měřeny tvrdosti jednotlivých vzorků, dále pak jednotlivé složky silového zatížení během obrábění, drsnosti povrchu a opotřebení na hřbetu nástroje. Naměřená data a morfologie třísek byly dále analyzovány a vyhodnocovány. Výstupem práce je doporučení vhodné řezné rychlosti pro obrábění aditivně vyrobené oceli maraging M300.
|
|
|
Posouzení využití technologie 3D tisku v automobilovém průmyslu
Ondriska, Josef ; Libich, Jiří (oponent) ; Binar, Tomáš (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá technologií 3D tisku a analýzou různých polymerních materiálů aditivní výroby, se zaměřením na jejich aplikaci v automobilovém průmyslu. V experimentální části jsou tři typy materiálu podrobeny zkouškám mechanických vlastností, a to jak bez degradace, tak i po degradaci klimatickou komorou. Při zkoušce pevnosti v tahu, byla ověřena možnost využití akustické emise jako diagnostické metody. Z dosažených výsledků byl navržen konkrétní díl využívaný v automobilovém průmyslu. Součástí práce je i návrh stacionárního pracoviště pro 3D tisk.
|
|
|
Experimental Verification of Printed Concrete Shell Structures
Tomečka, Petr ; Stráský, Jiří
The article presents the printing technology and material used in the research. Focusing specifically on shell structures. The following section details, the application concept for bridge piers and the derived specimens for experimental verification. The testing procedure and a description of the measuring equipment is presented. Finally, an introduction to computational analyses is provided.
|
host ::
RSS.