Detail projektu

Výzkum v oblasti přírubových spojů a designu 3D tištěných komponent

SP2025/055

Začal Jiří Ing., Ph.D.

01. 01. 2025 - 31. 12. 2025

1. Testování nekonvenčních těsnění a komponent vyrobených aditivní technologií pro šroubové a přírubové spoje (odpovědný spoluřešitel Ing. Jiří Začal, Ph.D.) Současné požadavky na těsnost přírubových spojů se v technické praxi neustále zpřísňují, a to zejména s ohledem na vysoké provozní tlaky či chemické a fyzikální vlastnosti média. Tyto náročné podmínky často vyžadují použití speciálních typů těsnění, jako jsou tvarově upravená, vícesložková nebo samo těsnicí řešení. Složitost těchto těsnění však přináší výrazné výrobní komplikace a zvýšení nákladů. Jedním z možných řešení je využití aditivní technologie (3D tisku), která by mohla nabídnout flexibilní a ekonomickou výrobu nekonvenčních komponent. Cílem výzkumu je otestovat možnosti využití 3D tištěných materiálů pro těsnění a příbuzné aplikace. Prvním krokem je zhodnocení vlastností tištěných materiálů na jednoduchých geometriích, jako jsou plochá těsnění, přičemž klíčovým kritériem je schopnost dlouhodobě udržet těsnicí sílu. Pokud se materiál neosvědčí, nebude možné jeho aplikaci dále rozvíjet. Druhá fáze výzkumu se zaměřuje na využití 3D tištěných komponent, například podložek nebo přírub, které rovněž hrají zásadní roli v zajištění funkčnosti šroubových spojů. Ztráta předpětí a následné těsnosti spojů může vést k selhání celého systému. Výsledky tohoto výzkumu přispějí k lepšímu pochopení potenciálu aditivních technologií v oblasti těsnění a spojovacích prvků. 2. Analýza více šroubového systému pro realizaci předpětí (odpovědný spoluřešitel Ing. Jiří Začal, Ph.D.) Předmětem této analýzy je více šroubový systém pro realizaci předpětí, který umožňuje dosažení vysokých hodnot předpětí hlavního šroubu při použití běžného ručního momentového klíče. Tento systém se skládá z hlavní matice dotahované pouze na kontakt a několika menších šroubů procházejících hlavní maticí, přičemž každý šroub má v hlavní maticí svůj závit. Tyto menší šrouby během jejich utahování tlačí na speciální tvrzenou podložku, která je součástí systému, a tím vytvářejí potřebné předpětí. Více šroubové systémy pro realizaci předpětí se využívají především u kritických přírubových spojů, kde je klíčová přesná hodnota výchozího předpětí. Jsou obzvláště vhodné pro aplikace, kde by použití velkých utahovacích zařízení bylo neefektivní, nákladné, nebo nerealizovatelné kvůli prostorovému omezení. Cílem výzkumu je provést detailní analýzu současného více šroubového systému s předpětím využívaného v praxi a navrhnout jeho optimalizaci. Výsledky této práce přispějí ke zlepšení funkčnosti a efektivity těchto systémů v náročných technických aplikacích. 3. Návrh pušky pro střelbu molitanových projektilů a její 3D tisk (odpovědný spoluřešitel Ing. Lukáš Hruzík, Ph.D.) 3D tisk technologií FDM je v dnešní době velmi dostupný způsob výroby velmi širokého spektra součástí. NERV zbraň je produkt, který se skládá z tvarově velmi různorodých součástí, tudíž velmi dobře prověří možnosti tisku složitějších komponent. Cílová skupina pro tuto zbraň je povětšinou technicky zdatná, proto by měla ocenit možnost vyrobit si vlastní zbraň pomocí 3D tisku. Cílem je návrh zbraně, která bude po všech stránkách konkurenceschopná a zároveň bude většinově vyrobená pomocí 3D tisku. Výstupem budou nastavené tiskové soubory. Při tisku bude kladen důraz na co nejsnadnější tisk, který zároveň splní všechny požadavky na kvalitu.

Ing. Jiří Začal, Ph.D.
Ing. Miroslav Trochta, Ph.D.
Ing. Lukáš Hruzík, Ph.D.
Ing. Jiří Struž, Ph.D.
Ing. Jan Pavlík, Ph.D.
Ing. Lukáš Klapetek
Ing. Daniel Pišťáček, Ph.D.
Bc. Tomáš Rábek
Ing. Tomáš Vlček
Ing. David Pastuszek
Bc. Jan Brokeš
Bc. Radek Dvořák
Bc. Ondřej Hoffmann
Bc. Jan Christoph
Bc. Daniel Kadlčík
Bc. Jakub Machala
Bc. Martin Míček
Bc. Jakub Mikulka
Bc. Pavel Nádvorník
Bc. Adam Novák
Bc. Václav Nuc
Bc. Vít Ondráček
Bc. Jakub Palowski
Bc. Zdeněk Pavlas
Bc. Patricie Pěgřimonová
Bc. Filip Rukriegel
Bc. Pavel Šálek
Bc. Marek Šimčík
Bc. Matěj Hýbl
Bc. David Kabeláč
Bc. Daniel Korda
Bc. Pavel Kulla
Bc. Filip Lanča
Bc. Kamil Minařík
Bc. Petr Muroň
Bc. Petr Ondračka
Bc. Tomáš Rusina
Bc. Matyáš Smuž
Bc. Matěj Solisch
Bc. Jakub Surý
Bc. Martin Válek
Bc. Viktor Wolf
Bc. Vojtěch Hanke
Bc. Adam Hrubčík
Bc. David Humpl

Cílem tohoto projektu je provádět výzkum v oblasti aditivních technologiích a zkoumat jejich využití v technické praxi. Dále pak analyzovat speciální šroubové a přírubového spoje za účelem dosažení lepších těsnicích vlastností.

Jako výstupy projektu v souladu s metodikou RVVI se předpokládají:
- min. 1 článek v časopise s IF;
- min. 1 článek v časopise z databáze WoS (SCOPUS);
- 2 obhájené diplomové práce.

Harmonogram řešení projektu:
- leden až březen 2025 – návrh a plán testování,
- duben až červen 2025 – realizace experimentů,
- červenec až září 2025 – vyhodnocení naměřených dat a jejich verifikace,
- říjen až prosinec 2025 – závěry ohledně dosažených výsledků, diskuse, prezentace a zhodnocení projektu.