Specifický výzkum inovativních a progresivních technologií výroby

SP2025/063

Kratochvíl Jiří Ing., Ph.D.

01. 01. 2025 - 31. 12. 2025

1) Zvyšování životnosti obráběcích nástrojů prostřednictvím inovativních povrchových úprav (odpovědný spoluřešitel Ing. Aneta Slaninková) Mikrogeometrie břitu nástroje má přímý vliv na výkon nástroje a ovlivňuje parametry procesu, jako je tvorba třísky, tepelné a mechanické zatížení nástroje a obrobku, opotřebení nástroje a kvalita obrobku. To také přímo ovlivňuje kvalitu povrchu obrobku, chvění nástroje a tolerance obrábění. Správná příprava mikrogeometrie pomocí povrchových úprav je nezbytná pro zajištění optimálního výkonu řezných nástrojů a efektivní výrobu kvalitních obrobků. Správná volba povrchové technologie obráběcího nástroje může zvýšit jeho životnost až několikanásobně. Vedle studia úpravy mikrogeometrie obráběcích nástrojů bude v rámci projektu zkoumán i vliv zbytkových napětí v obráběcích nástrojích a možnosti jeho eliminace pomocí povrchové úpravy technologií mokrého tryskání. Cílem dílčího projektu je zvýšit životnost a spolehlivost obráběcích nástrojů prostřednictvím aplikace pokročilých povrchových úprav. Klíčovým aspektem je optimalizace mikrogeometrie břitů, která výrazně ovlivňuje řezný výkon nástrojů, jejich odolnost vůči opotřebení a kvalitu povrchů obrobků. Dalším cílem je minimalizace zbytkových napětí vznikajících během výroby obráběcích nástrojů. Toho bude dosaženo implementací povrchové technologie mokrého tryskání a optimalizací jeho parametrů. 2) Modernizace mini CNC strojů (Ing. Jiří Kratochvíl, Ph.D.) Přestavba CNC Shapeoko 2 a Merkur CNC s řízením prostřednictvím G-code senderu na systém řízení pomocí Mach3 je logickým krokem, který výrazně rozšíří možnosti tohoto zařízení. Mach3 nabízí široké spektrum funkcí a pokročilejší možnosti programování, které zjednodušují tvorbu složitějších operací a zvyšují efektivitu práce a tím i přibližuje programování k reálnému stroji což bude mít značný vliv na výuku zejména na detašovaném pracovišti v Šumperku. Jeho uživatelsky přívětivé rozhraní poskytuje intuitivní ovládání a umožňuje detailní přizpůsobení potřebám konkrétního projektu. Tato modernizace povede ke zvýšení přesnosti a rozšiřuje aplikovatelnost těchto CNC strojů v různých oblastech obrábění a podpoří využití těchto strojů s přechodem na W11. Cílem projektu je: - přestavba Shapeoko2 a Merkur CNC, - řízení CNC stroje , - ukázka možností pro stavbu CNC stroje. 3) Výzkum integrity povrchu kovových součástí vyrobených aditivní technologií za využití pokročilé techniky přetavování vrstvy (Ing. Jiří Hajnyš, Ph.D.) Projekt se bude zabývat výzkumem parametrů drsnosti a integrity povrchu kovových součástí vyrobených pomocí 3D tisku, a to specificky metodou SLM (Selective Laser Melting). Budou navrženy vhodné testovací tělíska, které budou vytištěny s aplikací přetavování jednotlivých vrstev, a to hned pro několik materiálů (316L, AlSi10Mg a M300). Součástí projektu bude provést rešerši a rozbor techniky přetavování vrstvy pro jednotlivé materiály s ohledem na vnitro strukturální změny. Pro vyhodnocení výsledků bude využito profesionálních zařízení typu optického mikroskopu (Alicona Infinity Focus) nebo CT tomografie. Cílem projektu je získat, vhodné hodnoty parametru drsnosti v kombinaci s ideální integritou povrchu po 3D tisk kovu. Projekt má nejen vědecký potenciál, ale také bude mít přesah do průmyslové praxe, kde je požadavek na nízké parametry drsnosti, jeden z nejvýznamnějších. Dále se otevřou nové poznatky v materiálovém inženýrství z pohledu přetavování již existujících vrstev na novou tavnou lázeň. Jednotlivé části projektu na sebe úzce navazují a jsou propojeny. Členové řešitelského týmu mohou participovat na všech částech projektu.

Ing. Jiří Kratochvíl, Ph.D.
Ing. Jiří Hajnyš, Ph.D.
Ing. Jakub Měsíček, Ph.D.
Ing. Aneta Slaninková
Bc. Michal Adamec
Bc. Stanislav Botek
Bc. Ondřej David
Bc. Jakub Drastík

Cílem tohoto projektu je provádět výzkum v oblasti inovativních technologií výroby zvyšováním užitných vlastností povrchu součásti jeho řízenou modifikací v návaznosti na kvalitu výsledné součásti.

Jako výstupy projektu v souladu s metodikou RVVI se předpokládají:
- min. 2 články v časopise s IF;
- min. 2 článků v časopise z databáze WoS (SCOPUS);
- 1 obhájené teze disertační práce;
- 1 obhájené disertační práce;
- 5 obhájených diplomových prací.

Harmonogram řešení projektu:
- leden až březen 2025– návrh a plán experimentální činnosti;
- duben až červen 2025 – realizace experimentů;
- červenec až září 2025 – měření a vyhodnocení dat, ověření;
- říjen až prosinec 2025 – diskuze výsledků, prezentace výsledků, zhodnocení projektu.