|
|
Analýza a využití laseru při obrábění.
Kavan, Petr ; Osička, Karel (oponent) ; Zemčík, Oskar (vedoucí práce)
Základním cílem této bakalářské práce je analyzovat laser a jeho aplikace v oblasti strojírenství a to především v odvětví obrábění materiálů. Práce uvádí rozbor základních typů laseru a laserových systémů, jež jsou v dnešní průmyslové praxi využívány. Dále je potom rozebírána problematika interakce laserového paprsku s obráběným materiálem a v neposlední řadě práce analyzuje technologické procesy obrábění materiálů laserem, jež se ve strojírenství dnešní doby vyskytují nejhojněji. Autor se především zaměřuje na obecné a komplexní shrnutí daného problému.
|
|
|
Pokročilé techniky mikroobrábění
Šalomoun, Vojtěch ; Prášek, Jan (oponent) ; Pekárek, Jan (vedoucí práce)
Výroba mikro-elektro-mechanických systémů (MEMS) vyžaduje pokročilý stupeň miniaturizace, kterého nelze dosáhnout klasickými mikroelektronickými technologiemi. Tzv. mikroobrábění zahrnuje celou řadu specifických technik, kterými lze zpracovat materiál, nejčastěji křemík, do podoby mikrostruktury, jejíž rozměry mohou klesat až pod 1 m. V úvodu této bakalářské práce je nastíněn obecný úvod do problematiky mikroobráběcích technologií a MEMS. Pozornost je věnována objemovému a povrchovému mikroobrábění prostřednictvím mokrého a suchého leptání. Na základě uvedených skutečností jsou dále navrženy typické mikrostruktury a jejich výrobní postup. Jejich mechanické chování je modelováno prostřednictvím počítačového prostředí CoventorWare 2012.
|
|
|
Piezoelektrické rezonátory MEMS pro senzorické aplikace
Klempa, Jaroslav ; Svatoš, Vojtěch (oponent) ; Gablech, Imrich (vedoucí práce)
Tato práce se věnuje základním postupům a procesům při výrobě mikroelektromechanických systémů. Pozornost je věnována materiálovým vlastnostem, depozičním, litografickým a obráběcím procesům. Dále jsou v práci popsány základní principy a aplikace piezoelektrických rezonančních struktur. Praktická část se věnuje simulaci rezonátorů pomocí metody konečných prvků v simulačním prostředí ANSYS® Workbench, jejich výrobě a ověření funkčnosti a přesnosti simulací.
|
|
|
Výzkum a vývoj moderních emisních senzorů typu MEMS
Pekárek, Jan ; Husák, Miroslav (oponent) ; Vlach, Radek (oponent) ; Vrba, Radimír (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřená na základní výzkum a vývoj moderních emisních senzorů typu MEMS. Moderní emisní senzor na bázi emise z pole nanostrukturovaných materiálů představuje zcela inovativní přístup při snímání tlaku. Nanostruktury v emisním senzoru tlaku představují jednotlivá elektronová děla emitující elektrony v elektrickém poli mezi katodou a anodou. Emisní senzor tlaku je tedy tvořený dvěma elektrodami, přičemž na jednu z nich působí tlak okolí. Tato elektroda je vlastně snímací pružnou membránou senzoru tlaku. Se změnou okolního tlaku dochází k jejímu proměnnému prohnutí a tím pádem dochází i ke změně vzdálenosti elektrod. Pokud je elektrické napětí mezi elektrodami konstantní, dojde vlivem změny vzdálenosti elektrod ke zvýšení intenzity elektrického pole. Tato intenzita je úměrná emisnímu proudu z katody tvořené nanostrukturovaným materiálem směrem k anodě. V současném stavu techniky je provedena rozsáhlá rešerše s cílem nalézt nové nanostrukturované materiály s dobrými emisními vlastnostmi. Vzhledem k dostupným technologiím byly vybrány čtyři materiály, které jsou v práci experimentálně připraveny a charakterizovány na sestaveném vakuovém pracovišti. Toto pracoviště vyniká tím, že je v něm umístěno nanoposuvné zařízení SmarAct, pomocí kterého je možné ve vakuové komoře měnit vzdálenosti elektrod od sebe a simulovat tak vlastní průhyb deformačního členu (membrány). Pro predikci velikosti výchylky deformačního členu je také vytvořen jeho počítačový model v simulačním programu CoventorWare. Díky němu je možné předvídat chování membrán v širokém rozmezí rozměrů membrány, její tloušťky a působícím tlaku. Z naměřených emisních charakteristik nanostrukturovaných materiálů jsou sestaveny závislosti proudové hustoty na intenzitě elektrického pole a díky tomu mohou být tyto charakterizované nanostrukturované materiály porovnávány. Závislosti jsou dále přepočteny podle Fowler-Nordheimovy teorie na křivku (ln(J/E2) vs. 1/E), jejíž výhodou je lineární závislost. Díky tomu mohou být odečteny základní parametry popisující emisní vlastnosti charakterizovaných nanostrukturovaných materiálů. Pro vakuově těsné spojení elektrod senzoru jsou navrženy a otestovány dvě metody, které splňují specifické požadavky na vlastnosti spoje. První z testovaných metod spojení je použití technologie anodického pájení a druhou je použití skelných past. V obou případech jsou spojené vzorky podrobeny tlakovým zkouškám.
|
|
|
Využití nekonvenčních technologií při výrobě vybrané součásti
Havlínová, Denisa ; Kalivoda, Milan (oponent) ; Dvořáková, Jana (vedoucí práce)
Během výroby měděné clony s mikroštěrbinou do optického spektrometru nekonvenčními metodami se ukázalo jako největší výzva splnit zadané úzké tolerance a dosažení pravých úhlů v rozích. Prakticky splnit tyto tolerance se povedlo pomocí metody elektroerozivního obrábění a obrábění laserovým paprskem. Obrábění fokusovaným iontovým paprskem se ukázalo být po konzultacích také vhodné, zatímco fotochemické obrábění tyto tolerance splnit nedokáže. Pravých úhlů v rozích se nepodařilo dosáhnout žádnou metodou. Při výrobě štěrbin pomocí laseru byly prokázány vady (otřepy, nataveniny) na řezné hraně, zatímco u elektroeroze nebyly žádné negativní vlivy na povchu obrobků pozorovány. Ačkoli bylo i po optimalizaci EDM časově náročnější a vyžaduje vyšší náklady (výroba vlastního nástroje pro každou součást), přesto se elektroeroze jeví z finančního i kvalitativního hlediska jako výhodnější a tato metoda je po provedení průzkumu a praktické výroby doporučena k výrobě zadané součásti.
|
|
|
Terahertz Antenna Arrays for Communications
Warmowska, Dominika ; Joler, Miroslav (oponent) ; Pokorný, Michal (oponent) ; Raida, Zbyněk (vedoucí práce)
The thesis is focused on the research of THz antenna arrays to be used for communications. Attention is turned to modeling metallic surfaces at THz frequencies, a proper characterization of gold conductivity, its relation to Drude model and corresponding measurements. Moreover, the best methods for modeling thin metallic layers (depending on the skin depth related to the metal thickness) are presented. An optimized element of a THz 2×2 antenna array designed for the application of communications is developed in a way that enables an expansion to a larger array. The expansion ability is demonstrated on a 4×4 antenna array which is presented in the thesis too. The designed antennas achieve parameters better than the state-of-art antennas. The presented antennas radiate circularly polarized wave at THz frequencies, operate in a wide bandwidth, have a high gain and are of a compact size. In the thesis, an 8×8 antenna array with a beam steering capability is presented. The main beam of the antenna array can be controlled in two dimensions. A high gain of the radiated circularly-polarized wave can be achieved that way. Different approaches to modeling antennas with thin metallic layers are compared and the best methods are recommended from the viewpoint of different requirements. The designed 2×2 and 4×4 antenna arrays are manufactured using a microfabrication technology. Each step of the fabrication is described in detail and discussed. The reflection coefficient at the input of antennas is measured and compared with simulations. Discrepancies in results are associated with surface roughness which is analyzed by a scanning probe microscope and a scanning electron microscope. By down-scaling the developed THz antenna, a low-profile high-gain antenna for Ka-band space applications is designed. The presented antenna achieves better results than state-of-art CubeSat antennas. The antenna performance is verified by a prototype to be operated at 9 GHz, and the radiation characteristics are experimentally confirmed.
|
|
| |
|
|
Studie využití pikosekundového mikroobrábění pro výrobu reflexních DOE elementů pro výkonové CW lasery. Další aktivity
Mrňa, Libor ; Novotný, Jan ; Kolařík, Vladimír
Reflexivní optické prvky jsou výhodné z pohledu snadného chlazení, kdy i méně účinný element je možné snadno provozovat bez jeho poškození pomocí jednoduchého systému chlazení. Při interakci materiálu s ultrakrátkými pulzy dochází z velké většiny k netepelnému působení a lze tak velmi definovaně odebírat materiál bez ovlivnění jeho okolí. Díky přímé ablací ultrakrátkými laserovými pulzy je umožněna rychlá a pružná výroba difrakčních optických elementů (DOE). Ultrakrátkými pulzy je také možné obrábět klasickými lasery těžko obrobitelné materiály a snadno vytvářet prostorové struktury v rozměrech řádu desítek mikrometrů.
|
|
|
Využití nekonvenčních technologií při výrobě vybrané součásti
Havlínová, Denisa ; Kalivoda, Milan (oponent) ; Dvořáková, Jana (vedoucí práce)
Během výroby měděné clony s mikroštěrbinou do optického spektrometru nekonvenčními metodami se ukázalo jako největší výzva splnit zadané úzké tolerance a dosažení pravých úhlů v rozích. Prakticky splnit tyto tolerance se povedlo pomocí metody elektroerozivního obrábění a obrábění laserovým paprskem. Obrábění fokusovaným iontovým paprskem se ukázalo být po konzultacích také vhodné, zatímco fotochemické obrábění tyto tolerance splnit nedokáže. Pravých úhlů v rozích se nepodařilo dosáhnout žádnou metodou. Při výrobě štěrbin pomocí laseru byly prokázány vady (otřepy, nataveniny) na řezné hraně, zatímco u elektroeroze nebyly žádné negativní vlivy na povchu obrobků pozorovány. Ačkoli bylo i po optimalizaci EDM časově náročnější a vyžaduje vyšší náklady (výroba vlastního nástroje pro každou součást), přesto se elektroeroze jeví z finančního i kvalitativního hlediska jako výhodnější a tato metoda je po provedení průzkumu a praktické výroby doporučena k výrobě zadané součásti.
|
|
| |
host ::
RSS.