|
|
Biodegradace 3D tištěných kompozitů na bázi poly(3-hydroxybutyrátu)
Gazdová, Nikol ; Menčík, Přemysl (oponent) ; Melčová, Veronika (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá biodegradací 3D tištěných těles složených z poly(3- hyroxybutyrátu), kyseliny polymléčné, biokeramiky a změkčovadla. Tyto složky byly vybrány pro svou biokompatibilitu a vlastnosti, které by mohly být využity v tkáňovém inženýrství jako dočasná, vstřebatelná náhrada kostní tkáně. Hlavním cílem bylo zkoumání vlivu jednotlivých složek těles na samotnou biodegradaci. Biodegradace probíhala při 37 °C v roztoku simulující iontovou koncetraci krevní plazmy. Vzorky byly postupně vytahovány v měsíčních intervalech po dobu pěti měsíců. Pro vyhodnocení výsledků byly použity 2 metody – změna hmotnosti a zkouška v tlaku, kde byla vyhodnocována pevnost jednotlivých těles. Z vyhodnocení dat nešlo dojít k jednotnému výsledku, která látka nejvíc ovlivňuje biodegradaci, protože vždy záleželo i na poměru látek ostatních. Pro zkoumaní vlivu poly(3-hydroxybutyrátu) a kyseliny polymléčné na rychlost biodegradace byly porovnávány směsi RP9, RP10 a RP15. Ukázalo, že vyšší zastoupení kyseliny polymléčné a nižší zastoupení poly(3-hydroxybutyrátu) výrazně pozitivně ovlivňuje rychlost biodegradace, jelikož rozdíl mezi poklesem hmotnosti pro směs RP9 s nejvyšším zastoupením poly(3-hydroxybutyrátu) a RP10 s nejvyšším zastoupením kyseliny polymléčné činil 8,37 % pro plné tělesa a 4,13 % pro tělesa porézní. U pevnosti to pak byl rozdíl o 73,32 % pro plné a 73,65 % pro porézní těleso. Při pozorování vlivu obsahu biokeramiky na směsích RP11, RP12 a RP15, jsme došli k závěru, že tento vliv je na rychlost biodegradace téměř zanedbatelný rozdíl poklesu hmotnosti mezi směsí RP11 s nejnižším obsahem biokeramiky a RP12 s nejvyšším zastoupením biokeramiky činil pouze 1,68 % pro plné tělesa a 0,99 % pro tělesa porézní, naopak směs RP15 se vykazovala nevyšší mírou biodegradace, přestože má střední hodnotu biokeramiky ve směsi. Pro mechanické vlastnosti to pak činí rozdíl o 10,4 % pro plné a 7,57 % u porézních těles. Při porovnání vlivu změkčovadla u směsí RP13, RP14 a RP15 byl zaznamenán vliv spíše na pokles pevnosti, kdy rozdíl v poklesu pevnosti u směsi RP13 s nejnižším obsahem změkčovadla a RP14 s nejvyšším obsahem změkčovadla byl rozdílný o 20,3 % pro plné a 18,16 % pro porézní těleso. Pokles hmotnosti pak byl rozdílný o 4,1 % pro plné a 0,83 % pro porézní tělěso. Jako důležitým faktorem pro rychlost biodegradace se nakonec stala biokeramika od rozdílných firem. Nejlépe se biodegradoval hydroxyapatit od firmy Applichem a nejhůře zase hydroxyapatit od firmy CN Lab. Rozdíl na pokles hmotnosti činil 17,35 % pro plné a 5,93 % pro porézní těleso. Úbytek pevnosti pak byl rozdílný o 55,6 % pro plné těleso a o 33,38 % pro porézní těleso.
|
|
| |
|
|
Souprava pro pokusy na zákon síly
CÍSAŘ, Aleš
Tato magisterská práce se zabývá vývojem a implementací cenově dostupné vozíkové soupravy určené pro demonstraci druhého Newtonova zákona v rámci výuky fyziky na základních a středních školách. Cílem práce bylo navrhnout, vyrobit a otestovat vzdělávací pomůcku, která by byla nejen efektivní a pedagogicky přínosná, ale také dostupná pro široké spektrum vzdělávacích institucí díky využití moderních výrobních technologií, jako je 3D tisk. V teoretické části práce byla provedena revize současných pedagogických přístupů k výuce fyziky a identifikace klíčových požadavků na vzdělávací pomůcky zaměřené na fyzikální experimenty. Praktická část se věnuje konkrétnímu designu a prototypování vozíkové soupravy, včetně vývoje přidružených pracovních listů a metodických materiálů pro žáky a učitele. Pilotní testování vzdělávacího přínosu vozíkové soupravy bylo realizováno v různých třídách, kde byly sledovány reakce studentů a učitelů a byla získána zpětná vazba pro další zlepšení. Výsledky testování ukázaly, že vozíková souprava podstatně zlepšuje porozumění druhého Newtonova zákona mezi studenty a zvyšuje jejich motivaci k aktivní účasti na výukovém procesu. Práce přináší podrobný přehled o vývoji, aplikaci a výzkumném testování inovativní výukové pomůcky a jejích významných přínosů pro výuku fyziky. Je zdůrazněn potenciál integrace moderních výrobních technologií do vývoje vzdělávacích materiálů a jejich vliv na zpřístupnění kvalitního a interaktivního vzdělávání v přírodních vědách.
|
|
|
Katetrizační uzávěr ouška levé síně
Hozman, Marek ; Osmančík, Pavel (vedoucí práce) ; Bulava, Alan (oponent) ; Havránek, Štěpán (oponent)
Transseptální punkce při intervenčním uzávěru ouška levé síně navigovaná pomocí 3D tisku a multiplanární CT rekonstrukce Abstrakt Úvod: Předkládaná práce hodnotí využití biatriálních 3D tištěných modelů pro navigaci transseptální punkce (TSP) u katetrizačního uzávěru ouška levé síně (LAAC). Cíle této práce jsou (1) testovat proveditelnost konceptu využití 3D tisku pro navigaci TSP, (2) analyzovat distribuci optimálních lokalizací TSP a (3) definovat 2D parametr odvozený z CT využitelný v predikci optimální lokalizace TSP. Metody: Preprocedurální příprava zahrnovala multiplanární CT rekonstrukci, 3D segmentaci a 3D tisk. TSP byla simulována preprocedurálně in vitro v 6 definovaných segmentech. V závislosti na pozici zavaděče byla místa TSP klasifikována jako optimální, suboptimální nebo neoptimální. Během procedury byly pro TSP následně zacíleny doporučené optimální segmenty. Zákrok byl post hoc hodnocen operatérem. Výsledky: Z 68 pacientů, kteří prošli screeningem, bylo prospektivně analyzováno 60 nemocných (průměrný věk 74,68 ± 7,64 let, 71,66 % mužů). U 55 nemocných (91,66 %) byla TSP provedena v optimální lokalizaci dle doporučení 3D tisku. Optimální lokalizace TSP byla v 45,3 % postero-inferiorní, v 45,3 % mid-inferiorní a v 37,7 % antero-inferiorní. Průměrný počet optimálních segmentů na jednoho...
|
|
|
Additive Technologies in Construction: Shifting the Paradigm of Building
Vaněk, Vojtěch ; Chomová, Štěpánka ; Pěnčík, Jan
Additive manufacturing is gaining importance in the building construction industry. With 3D printers for concrete or other materials, there have been significant advances in the material properties and technical excellence of the printed structures, which has enabled their huge expansion in the construction market. If properly embraced, additive manufacturing in the construction industry can bring about fundamental changes in structural design, crating safer, more efficient, economical, environmentally friendly and aesthetically attractive building elements and structures. Another application in the construction industry is in space construction. Here it has a major role in the use of autonomous site control on distant planes, which can be first tested, used and developed on Earth.
|
|
|
Hledání tvaru skořepinových konstrukcí
Musil, Jiří ; Bažant, Zdeněk (oponent) ; Vítek,, Jan (oponent) ; Stráský, Jiří (vedoucí práce)
Tématem předkládané disertační práce je návrh betonových skořepinových konstrukcí se zaměřením na hledání jejich optimálního tvaru. Optimálním tvarem je tvar, při kterém, pro dané zatížení, obvykle vlastní tíhu, nevznikají v konstrukci žádná významná ohybová namáhání, konstrukce se nachází v tzv. membránovém stavu. Inspirací pro tuto práci je činnost švýcarského inženýra Heinze Islera, který vyvíjel tvary skořepinových konstrukcí pomocí modelových zkoušek vhodně zatížených, ohybově netuhých membrán. Na základě inverze výslednicového tvaru navrhoval skořepinové konstrukce o velkých rozpětích, které svoji tíhu přenášely téměř výhradně membránovými silami. V této práci je prezentováno numerické řešení výše zmíněných modelových zkoušek pomocí programu Midas Civil. Na příkladu průvěsu lana jsou demonstrovány základní principy metody. Numericky nalezené tvary jsou porovnány s analytickým řešením průvěsové křivky lana. Na základě numericky nalezených tvarů je následně navržena skořepina a je popsáno její namáhání při zatížení vlastní tíhou, zejména ve vztahu k membránovému působení. V další části jsou získané znalosti a postupy použity pro návrh tří relativně komplikovaných skořepinových konstrukcí. Každá konstrukce je staticky analyzována a je popsáno její statické působení. Studovány jsou konstrukce s dokonale tuhými, respektive pružnými podporami, které simulují reálné chování podpor. V závěru práce jsou výsledky statické analýzy vybrané skořepiny experimentálně ověřeny na fyzikálním modelu v měřítku 1:55,56. Model je vystavěn metodou 3D tisku. V práci je popsána použitá modelová podobnost, zdokumentován proces návrhu a výroby modelu a provedení vlastního experimentu. Uskutečněné zatěžovací zkoušky potvrdily optimální návrh skořepinové konstrukce a platnost numerické metody hledání jejich tvaru. Prezentované principy a postupy je možné, při dostatečné míře odpovídajících znalostí, použít v inženýrské praxi.
|
|
|
Inovace výrobku s využitím CAE a aditivní výroby
Bočková, Pavla ; Videcká, Zdeňka (oponent) ; Vyroubal, Petr (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce je zaměřena na návrh a konstrukci inovovaného tvaru upínacího mechanizmu jednoruční činky. Model upínacího mechanizmu i ostatní části činky jsou vymodelovány pomocí parametrického modeláře SolidWorks. Výsledný model je vytištěn na 3D tiskárně Ultimaker 2+ metodou Fused Depositionion Modeling. V práci je také zahrnuto představení vybraných CAx systémů, charakteristika Rapid Prototypingu i metody FDM a používané materiály. Práce je zakončena technicko-ekonomickým zhodnocením výroby navrženého prototypu jednoruční činky.
|
|
|
Návrh šachového manipulátoru
Novák, Tomáš ; Parák, Roman (oponent) ; Cejpek, Zdeněk (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá návrhem a realizací šachového manipulátoru a jeho řízení skrz jednoduché uživatelské rozhraní. Teoretická část je rozdělena do dvou celků, a to na krátkou rešerši manipulační techniky a podrobnější charakteristiku robotických manipulátorů. V praktické části je vybrána šachová souprava a koncept robotického šachového manipulátoru. V následujících kapitolách jsou popsány jednotlivé konstrukční uzly, motorizační a řídící jednotka a elektronické komponenty. Dále se praktická část skládá z návrhu a realizace řízení manipulátoru prostřednictvím platformy Arduina a grafického uživatelského rozhraní. Na závěr je vytvořen funkční model a navržena další možná vylepšení a rozšíření.
|
|
|
Functional foams with densit ygradient
Svatík, Juraj ; Figalla, Silvestr (oponent) ; Jančář, Josef (vedoucí práce)
Inspired by lightweight natural materials, cellular materials with gradient porosity are expected to possess mechanical properties superior to conventional polymer foams due to their specific structural architecture. These properties could allow use of the lightweight materials in structural components. In this thesis, preparation of the gradient cellular materials is investigated employing the laminating and/or 3D printing. Static and dynamic mechanical tests were performed on both quasi homogenous and gradient porosity foams providing experimental support for the hypothesis of structural architecture driven deformation response. Experimental data were interpreted using existing theoretical models. Our results led to a conclusion that the existing theoretical models derived for regularly structured foams are not valid for foams with gradient porosity exhibiting mechanical properties substantially better than the foams with homogenous porosity.
|
|
|
Návrh, konstrukce a programové vybavení autonomní buňky "Sodovač" pro testbed Průmyslu 4.0
Dvorský, Petr ; Baštán, Ondřej (oponent) ; Kaczmarczyk, Václav (vedoucí práce)
Cílem této bakalářské práce je návrh a realizace autonomní buňky pro tvorbu sody do zkušebního zařízení – testbed – pro Průmysl 4.0. Nejprve je v této práci předestřen obecný přístup k problematice řešení realizace autonomní buňky. Dále je popsán samotný konstrukční návrh, hydro-pneumatický systém, elektrické zapojení a programové vybavení buňky. Konstrukční návrh byl proveden v CADu NX 12 (Siemens PLM software). Většina z konstrukčních částí, které byly vytisknuty pomocí 3D tisku, byly vytvořeny na tiskárně od firmy Tarantula. Hydro-pneumatické schéma bylo vytvořeno v programu SMC-PneuDraw 2.8 s maximálním provozním tlakem systému 8,2 Baru. Elektrická dokumentace byla vytvořena v elektrickém CADu WSCAD. Pro řízení a komunikaci je autonomní buňka osazena jedním PLC SIMATIC S7-1200 (CPU 1214C DC/DC/DC), HMI panelem (SIMATIC HMI KPT400 BASIC) a switchem – síťovým přepínačem - Linksys SD205. Programové vybavení buňky bylo vytvořeno v prostředí TIA Portal.
|
host ::
RSS.