Robotický 3D tisk
Diplomové a bakalářské práce
V rámci uplynulých let jsme v našem týmu vedli některé absolventské práce, které dosáhly velmi zajímavých výsledků a tyto práce níže prezentujeme. Jedná se o práce výzkumně, vývojově i konstrukčně zaměřené, převážně do oblasti optické kontroly a měření. Zejména u bakalářských prací je možné přinést vlastní téma a pokud toto téma zapadá do širšího rámce našeho výzkumu, mohou studenti řešit vlastní zadání. Spolupráce s mladými vědci a budoucími inženýry je pro nás velkou hodnotou a přínosem a věříme, že i pro studenty je to cenná zkušenost pro budoucí kariéru v této oblasti, buď ve firemním sektoru nebo v rámci pokračování v tématu na doktorském studiu.
Robotický 3D tisk
Absolventské práce
Fotogrammetrické měření
Měření rozchodu a rozdílu výšek lineárního vedení pro jeho následné ustavení (ALPLA).
Bezpodporový 3D tisk na 6-ti osém robotickém rameni
Práce se zabývá vývojem zařízení pro velkorozměrový 3D tisk a výzkumem 3D tiskové strategie pro tvorbu převislých objemů pomocí robotického manipulátoru KUKA bez nutnosti stavby podpůrných struktur. Závěrečná práce
Konstrukce tiskové hlavy pro 3D tisk betonových směsí
Autor: Ing. Jakub Slavíček, 2019/2020
Práce se zabývala vývojem tiskové hlavy určené pro kontinuální 3D tisk betonových směsí, diplomová práce navazovala na předchozí bakalářskou práci studenta v rámci které zkonstruoval a zprovoznil první prototyp aktivní tiskové hlavy se šnekovým pohonem. V rámci diplomové práce byla navržena inovovaná tisková hlava, která umožňuje 3D tisk betonových směsí s příměsí urychlovačů tuhnutí a kameniva o frakci 4–8 mm, má výrazně nižší hmotnost (je použitelná i pro robotický 3D tisk), je snadno rozebíratelná (snadné čištění) a má implementovaný systémem natáčení speciálně tvarované výstupní trysky. Tisková hlava byla v průběhu řešení diplomové práce vyrobena a úspěšně otestována a na základě práce byl později podán užitný vzor.
SLAVÍČEK, J.; PALOUŠEK, D.; JOHN, J.; KOIŠ, J.; KRESA, J.; VIA ALTA a. s.: Tisková hlava s rotací trysky pro 3D tisk betonových směsí. 34847, užitný vzor. (2021)
Závěrečná práce
Práce se zabývala vývojem tiskové hlavy určené pro kontinuální 3D tisk betonových směsí, diplomová práce navazovala na předchozí bakalářskou práci studenta v rámci které zkonstruoval a zprovoznil první prototyp aktivní tiskové hlavy se šnekovým pohonem. V rámci diplomové práce byla navržena inovovaná tisková hlava, která umožňuje 3D tisk betonových směsí s příměsí urychlovačů tuhnutí a kameniva o frakci 4–8 mm, má výrazně nižší hmotnost (je použitelná i pro robotický 3D tisk), je snadno rozebíratelná (snadné čištění) a má implementovaný systémem natáčení speciálně tvarované výstupní trysky. Tisková hlava byla v průběhu řešení diplomové práce vyrobena a úspěšně otestována a na základě práce byl později podán užitný vzor.
SLAVÍČEK, J.; PALOUŠEK, D.; JOHN, J.; KOIŠ, J.; KRESA, J.; VIA ALTA a. s.: Tisková hlava s rotací trysky pro 3D tisk betonových směsí. 34847, užitný vzor. (2021)
Závěrečná práce
Konstrukce extrudéru pro aditivní výrobu vysoce plněných termoplastů
Autor: Ing. Jiří Kočař, 2018/2019
Diplomová práce se zabývá návrhem a realizací experimentálního extrudéru pro vytlačování vysokoplněného termoplastu (Polybetu), který bude součástí robotického ramena. Výstupem práce je zařízení, které bude schopno aditivně a kontinuálně nanášet vrstvy Polybetu.
Závěrečná práce
Diplomová práce se zabývá návrhem a realizací experimentálního extrudéru pro vytlačování vysokoplněného termoplastu (Polybetu), který bude součástí robotického ramena. Výstupem práce je zařízení, které bude schopno aditivně a kontinuálně nanášet vrstvy Polybetu.
Závěrečná práce
Aditivní výroba prostorových prutů z polymerních materiálů
Autor: Ing. Petr Křivohlavý, 2020/2021
Práce se věnuje výzkumu vhodných procesních parametrů pro 3D tisk prostorových prutových struktur, se zaměřením na přesnost tisku. V rámci práce byl vytvořen statistický model pro určení vhodných procesních parametrů, díky tomu bylo dosaženo vysoké přesnosti, kdy maximální středová odchylka prutu se pohybovala do 0,6 mm.
Závěrečná práce
Práce se věnuje výzkumu vhodných procesních parametrů pro 3D tisk prostorových prutových struktur, se zaměřením na přesnost tisku. V rámci práce byl vytvořen statistický model pro určení vhodných procesních parametrů, díky tomu bylo dosaženo vysoké přesnosti, kdy maximální středová odchylka prutu se pohybovala do 0,6 mm.
Závěrečná práce
Systém velkorozměrového 3D tisku produktů z prutových struktur
Autor: Ing. Marek Vašátko, 2021/2022
Práce se věnuje návrhu systému pro výrobu 3D tištěných prostorových struktur. V rámci práce byly navrženy úpravy tiskové hlavy, úprava výrobních skriptů a procesních parametrů pro zvýšení produktivity výroby, za cenu nižší přesnosti. Zároveň byly vyrobeny vzorky testované na únosnost v tlaku, kdy bylo dosaženo únosnosti zhruba od 1500 do 6000 N/N v závislosti na zvoleném typu buňky.
Závěrečná práce
Práce se věnuje návrhu systému pro výrobu 3D tištěných prostorových struktur. V rámci práce byly navrženy úpravy tiskové hlavy, úprava výrobních skriptů a procesních parametrů pro zvýšení produktivity výroby, za cenu nižší přesnosti. Zároveň byly vyrobeny vzorky testované na únosnost v tlaku, kdy bylo dosaženo únosnosti zhruba od 1500 do 6000 N/N v závislosti na zvoleném typu buňky.
Závěrečná práce
Design klimatizační jednotky pro aditivní robotickou výrobu
Autor: Ing. Adéla Mandáková, 2020/2021
Práce se zabývá designem krytu klimatizace vhodného pro aditivní výrobu. Pro návrh produktu byl využit generativní proces, k získání množství variantních studií. Díky aditivní výrobě tak lze rychle reagovat na konkrétní požadavky zákazníka, ať už jde o tvar nebo velikost výsledného produktu. Pří výrobě krytu bylo využito pokročilých strategií robotické aditivní výroby, jako je nonplanární tisk, tisk velkých převisů nebo tisk prostorových struktur. Díky tomu lze vytvářet složité tvar, včetně perforací s minimálním odpadem.
Závěrečná práce
Práce se zabývá designem krytu klimatizace vhodného pro aditivní výrobu. Pro návrh produktu byl využit generativní proces, k získání množství variantních studií. Díky aditivní výrobě tak lze rychle reagovat na konkrétní požadavky zákazníka, ať už jde o tvar nebo velikost výsledného produktu. Pří výrobě krytu bylo využito pokročilých strategií robotické aditivní výroby, jako je nonplanární tisk, tisk velkých převisů nebo tisk prostorových struktur. Díky tomu lze vytvářet složité tvar, včetně perforací s minimálním odpadem.
Závěrečná práce
Konstrukční úprava tiskové hlavy pro 3D tisk betonu
Autor: Bc. Jakub Diakov, bakalářská práce 2019/2020
Práce se zabývá konstrukčním návrhem úpravy trysky pro kontinuální 3D tisk betonových směsí pro již existující tiskovou hlavu. Hlavní funkcí trysky je tvarovat a ukládat tisknutou směs tak, aby odpovídala požadované geometrii výrobku. V práci je provedena rešerše zabývající se problematikou 3D tisku, jako jsou vlastnosti proudění betonu, vliv tvaru a velikosti konce trysky na vlastnosti tisku a jednotlivé mechanismy, které souvisí s optimálním využitím těchto trysek. V druhé části práce je provedena analýza poznatků a stanovení vhodných parametrů pro konstrukci trysky, které ovlivňující geometrii, kvalitu a efektivitu výroby. V praktické části se práce zabývá možným konstrukčním řešením úpravy trysky na základě poznatků z rešeršní části a její navržení tak, aby byly odstraněny nedostatky předešlých konstrukcí trysek. Za využití takto navržené trysky může dojít ke značnému zrychlení výroby a zvýšení kvality výrobků.
Závěrečná práce
Práce se zabývá konstrukčním návrhem úpravy trysky pro kontinuální 3D tisk betonových směsí pro již existující tiskovou hlavu. Hlavní funkcí trysky je tvarovat a ukládat tisknutou směs tak, aby odpovídala požadované geometrii výrobku. V práci je provedena rešerše zabývající se problematikou 3D tisku, jako jsou vlastnosti proudění betonu, vliv tvaru a velikosti konce trysky na vlastnosti tisku a jednotlivé mechanismy, které souvisí s optimálním využitím těchto trysek. V druhé části práce je provedena analýza poznatků a stanovení vhodných parametrů pro konstrukci trysky, které ovlivňující geometrii, kvalitu a efektivitu výroby. V praktické části se práce zabývá možným konstrukčním řešením úpravy trysky na základě poznatků z rešeršní části a její navržení tak, aby byly odstraněny nedostatky předešlých konstrukcí trysek. Za využití takto navržené trysky může dojít ke značnému zrychlení výroby a zvýšení kvality výrobků.
Závěrečná práce
Konstrukční úprava tiskové hlavy pro 3D tisk betonu
Autor: Bc. Daniel Vícha, 2022/2023
Při 3D tisku cementových směsí často dochází ke ztrátě vzpěrné stability výtisku, tudíž je nutné, aby tištěný materiál obsahoval aditiva zajišťující urychlení tuhnutí směsi. Tato aditiva však způsobují ucpávání hadic při čerpání směsi do tiskové hlavy v důsledku předčasného ztuhnutí směsi. Tudíž vhodnějším řešením je přimíchávání těchto aditiv v tiskové hlavě. Cílem tedy bylo vyvinout 3D tiskovou hlavu, která umožní homogenní rozmíchání aditiv ve směsi, čímž dojde k odstranění komplikací, které jsou spojeny s čerpáním. Byl navržen funkční prototyp tiskové hlavy, složený z míchací a extruzní komory. Na tomto prototypu byla ověřena efektivita míchání díky numerickým simulacím v programu Particleworks. Následně byl prototyp podroben experimentu se směsí bez urychlovače tuhnutí, kde byla zkoumána pumpovatelnost skrze tiskovou hlavu. Na základě numerických simulací bylo zjištěno, že navržený prototyp zajišťuje dostatečnou homogenitu urychlovače tuhnutí s cementovou směsí, čímž by mělo dojít k odstranění problémů spojených s čerpáním urychlené směsi.
Závěrečná práce
Při 3D tisku cementových směsí často dochází ke ztrátě vzpěrné stability výtisku, tudíž je nutné, aby tištěný materiál obsahoval aditiva zajišťující urychlení tuhnutí směsi. Tato aditiva však způsobují ucpávání hadic při čerpání směsi do tiskové hlavy v důsledku předčasného ztuhnutí směsi. Tudíž vhodnějším řešením je přimíchávání těchto aditiv v tiskové hlavě. Cílem tedy bylo vyvinout 3D tiskovou hlavu, která umožní homogenní rozmíchání aditiv ve směsi, čímž dojde k odstranění komplikací, které jsou spojeny s čerpáním. Byl navržen funkční prototyp tiskové hlavy, složený z míchací a extruzní komory. Na tomto prototypu byla ověřena efektivita míchání díky numerickým simulacím v programu Particleworks. Následně byl prototyp podroben experimentu se směsí bez urychlovače tuhnutí, kde byla zkoumána pumpovatelnost skrze tiskovou hlavu. Na základě numerických simulací bylo zjištěno, že navržený prototyp zajišťuje dostatečnou homogenitu urychlovače tuhnutí s cementovou směsí, čímž by mělo dojít k odstranění problémů spojených s čerpáním urychlené směsi.
Závěrečná práce
