Výzkum produktivních a ekologicky úsporných výrobních technologií

SP2017/149

null

01. 01. 2017 - 31. 12. 2017

Projekt se bude zabývat analýzou aspektů technologie obrábění a aditivní technologie výroby a jejich optimalizace s ohledem na opotřebení, trvanlivost a živostnost nástrojů, návrh vhodných výrobních parametrů, řešení ekonomických i ekologických úspor při výrobě. Projekt bude obsahovat vzájemné propojené části: 1) Výzkum vysokorychlostního obrábění na dosažené profilové a plošné parametry mikrogeometrie povrchu optickou metodou (odpovědný řešitel dílčí části doc. Ing. et Ing. Mgr. Jana Petrů, Ph.D.) Předmětem řešení projektu je experimentální činnost zaměřená na výzkum aspektů a efektů vysokorychlostního a vysokoposuvového obrábění strojírenských materiálů a vlivu na výsledné mikrogeometrické nerovnosti povrchu. Právě studium vlastností povrchové vrstvy napomáhá hodnocení vlivů technologických procesů a pracovních podmínek na kvalitu povrchové vrstvy obrobku. Zaměření projektu bude cíleno na hodnocení topografických charakteristik po frézování, tzv. anizotropních periodicky orientovaných ploch, posuzovaných klasickou dotykovou, ale také optickou metodou využitím nově zakoupeného zařízení Alicona. Vyjma uvedených parametrů obrobeného povrchu bude možno využitím optického mikroskopu detailně a efektivně sledovat průběh opotřebení břitu řezného nástroje při obrábění. 2) Výzkum vlivu výkonu laserového paprsku na vnitřní strukturu 3D výtisků z práškového kovu vyrobených aditivní technologií Selective Laser Melting (odpovědný řešitel dílčí části Ing. Marek Pagáč, Ph.D.) V průběhu řešení projektu bude naplánována a realizována experimentální činnost v oblasti vlivu výkonu laserového paprsku a jeho směřování do stavebního prostoru na velikost a tvar vnitřní struktury dosažené tavením práškového kovu na 3D tiskárně Renishaw AM 400 metodou Selective Laser Melting. Pomocí materiálového výzkumu a optického mikroskopu bude sledována kvalita a parametry drsnosti povrchu stavby. Další část experimentální činnosti bude věnována pevnostním analýzám s ohledem na velikost a tvar vnitřní struktury stavby. 3) Výzkum vlivu řízené úpravy ostří řezného nástroje na proces obrábění (odpovědný řešitel dílčí části Ing. Tomáš Zlámal, Ph.D.) V průběhu řešení projektu bude naplánována a realizována experimentální činnost, na jejímž základě proběhne výzkum vlivu řízené úpravy ostří řezného nástroje na průběh procesu obrábění, dosaženou integritu obrobeného povrchu. Vyjma integrity obrobeného povrchu materiálu, bude také sledováno a měřeno opotřebení nástroje a jednotlivé parametry integrity povrchu řezného nástroje. 4) Využití přípravků v automobilovém průmyslu (odpovědný řešitel dílčí části prof. Dr. Ing. Ivan Mrkvica) Automobilový průmysl je jedním ze stěžejních oborů našeho hospodářství. Neplatí to pouze o velkých montážních závodech, ale existuje i široká síť subdodavatelů, kteří zajišťují zaměstnanost v různých regionech Čech a Moravy. Jedno ze subdodavatelských skupin je skupina zabývající se osvětlením vozidla. V rámci projektu SGS bude zaměřena pozornost na návrh a konstrukci zařízení pro výrobu modulů do světlometů. Další oblastí pak bude návrh přípravků pro demontáž jednotlivých částí sestavy bez jejich poškození s možností jejich dalšího použití. Práce budou koordinovány ve spolupráci se společností, která se zabývá výrobou brzdových systémů pro osobní automobily.

Ing. Jiří Kratochvíl, Ph.D.
prof. Ing.et Ing.Mgr. Jana Petrů, Ph.D.
prof. Ing. Robert Čep, Ph.D.
prof. Ing. Marek Sadílek, Ph.D.
prof. Dr. Ing. Josef Brychta
Ing. Šárka Tichá, Ph.D.
prof. Dr. Ing. Ivan Mrkvica
Ing. Lenka Čepová, Ph.D.
Ing. Tomáš Zlámal, Ph.D.
doc. Ing. Marek Pagáč, Ph.D.
prof. Ing.et Ing.Mgr. Jana Petrů, Ph.D.
Ing. Dalibor Jurok, Ph.D.
Ing. František Špalek, Ph.D.
Ing. Ondřej Vortel
Ing. Jan Schiffner, Ph.D.
Ing. Jiří Hajnyš, Ph.D.
Ing. Tomáš Szotkowski
Bc. David Brotánek
Ing. Karel Zbořil
Bc. Vojtěch Blaženec
Bc. Jiří Olehla
Bc. Barbora Prokopová
Bc. Jakub Jakeš
Bc. Karel Kaszperydes
Bc. Richard Byrtus
Bc. Lukáš Blažek
Ing. Pavel Bulawa
Bc. Jan Ermis
Bc. Ing. Richard Turek
Bc. Veronika Nováková
Bc. Lukáš Dušek
Bc. Zdeněk Koreník
Bc. Ondřej Večeřa
Bc. Ondřej Havlíček
Bc. Vlastimil Juřica
Bc. Michal Jurčík
Bc. Daniel Grygar
Filip Aujezdský

Konkrétní dílčí cíle projektu:
add1) Cílem projektu bude pomocí optické metody a zakoupeného optického zařízení Alicona analyzovat a zhodnotit vliv vysokých řezných parametrů, řezného materiálu a geometrie nástroje na kvalitu povrchové vrstvy obrobených součástí ze strojírenských materiálů.
add 2) Cílem projektu je analyzovat a optimalizovat vnitřní tvar struktury 3D výtisků s ohledem na snížení hmotnosti stavby, zvýšení pružnosti a pevnosti a snížení výrobních nákladů.
add 3) Cílem projektu bude zmapovat a prakticky ověřit vliv řízené úpravy ostří řezného nástroje na proces obrábění (soustružení a frézování), na stabilitu procesu (vibrace a dynamické zatížení soustavy), na způsob a velikost opotřebení, dosaženou trvanlivost řezného nástroje, integritu obrobeného povrchu a řezného nástroje (drsnost povrchu, zpevnění, zbytková pnutí).
add 4) Návrh a konstrukce dílčích skupin zařízení pro výrobu modulů do světlometů. Zařízení bude univerzálního charakteru využitelné po drobné úpravě i k výrobě modulů odlišných parametrů. Dále se bude jednat o návrh a konstrukci přípravků pro demontáž brzdových pístků a pro demontáž podvozkového komponentu s cílem ušetření demontovaných ložisek k opětovnému použití.

Jako výstupy projektu v souladu s metodikou RVVI se předpokládá:
- min. 1 článek v časopise s IF;
- min 2 články na konferenci, která má indexovaný sborník na WoS nebo
SCOPUS nebo 2 články v časopise z databáze SCOPUS nebo WoS;
- 1 obhájená disertační práce;
- 10 diplomových prací;
- 1 obhájené teze disertační práce.

Harmonogram řešení projektu:
jaro 2017 – návrh a plán experimentální činnosti.
léto 2017 – realizace experimentů.
podzim 2017 – měření a vyhodnocení dat, ověření.
zima 2017 – diskuze výsledků, prezentace výsledků, zhodnocení projektu.