Detail předmětu
Konstruování a 3D tisk
FSI-6KM Ak. rok: 2024/2025 Letní semestr
Během přednášek se studenti seznámí s mechanismy a pohony současných strojů a zařízení, jejich principy, konstrukcí a užitím. Představeny budou nejčastěji užívané kinematické a hydraulické mechanismy a elektrické a spalovací motory. Pozornost je také věnována mikroelektromechanickým systémům a motorům poháněným obnovitelnými zdroji energie. Diskutována bude i aplikace mechanismů v praxi, studenti se například seznámí s výkonnými pohony pro motorsport, návrhem vaček pro vysoké otáčky, konstrukcí nekonvenčních převodů nebo aplikací kloubových hřídelí.
V průběhu cvičení se studenti formou týmových projektů naučí základy modelování v Solidworku, a prakticky se seznámí s technologií 3D tisku při návrhu a konstrukci mechanismů i jejich samotné výrobě pomocí 3D tisku.
Tento předmět je zařazen jako povinně volitelný ve 3. ročníku obecného bakalářského studia. Jeho volba je doporučena všem studentům, kteří se profesně orientují na řešení konstrukčních problémů.
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Prerekvizity
Znalosti z kinematiky (kinematické vyšetřování mechanismů), dynamiky (dynamika soustavy těles, vyvažování) a konstruování strojů (spojovací součásti, převody, spojky, setrvačníky) na úrovni bakalářského studijního programu zaměřeného na strojírenství.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Způsob a kritéria hodnocení
Podmínkou získání klasifikovaného zápočtu je vypracování semestrálního projektu. Semestrální projekty budou řešeny v týmech 3-5 studentů. Projekty budou zaměřeny na vytvoření virtuálního a funkčního modelu zadaného mechanismu. Do celkového hodnocení vstupuje samostatně vymodelovaný příklad v Solidworksu a poté dokončení projektu mechanismu (model v Solidworksu i vyrobený mechanismus na 3D tiskárně) a jeho prezentace.
Účast na přednáškách je doporučená, účast na cvičeních a laboratorních cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Při účasti na cvičeních je nezbytné, aby měl každý student svůj vlastní notebook. Náhrada zameškané výuky je v kompetenci vedoucího cvičení.
Jazyk výuky
čeština
Cíl
Absolventi budou schopni navrhovat a modelovat díly a sestavy v CAD softwaru Solidworks a to s ohledem na výrobu pomocí 3D tisku. Zároveň získají přehled moderních mechanismů a hnacích strojů a jejich praktického užití.
- Znalost principu, konstrukce a užití základních druhů mechanismů a hnacích strojů
- Schopnost tvůrčího využití znalostí při návrhu nových strojů a zařízení
- Významné rozšíření a doplnění znalosti získaných zejména z předmětů Konstruování strojů – Strojní součásti a Konstruování strojů – Převody
- Získání potřebných dovedností v oblasti 3D tisku plastových dílů a jejich dimenzování pro technologii Fused Filament Fabrication a také praktické zkušenosti v oblasti 3D modelování strojních dílů, které budou ověřeny na vyrobených mechanismech.
- Schopnost práce s parametrickými modely a s tím spojené efektivní navrhování a zpracování různých variant konstrukčního řešení. Uplatnění těchto zkušeností při konstrukční práci, tvorbě virtuálních modelů při řešení semestrálních projektů, diplomových a bakalářských prací a při realizaci prototypů.
- Praktické zkušenosti s 3D tiskem, jakožto rychle se rozvíjející oblastí, rozšíří konkurenceschopnost na trhu práce.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-KSI-P: Konstrukční inženýrství, bakalářský
obor ---: bez specializace, 4 kredity, povinný
Program C-AKR-P: Akreditované předměty v CŽV, celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu
obor CLS: Předměty letního semestru, 4 kredity, volitelný
Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
obor STI: Základy strojního inženýrství, 4 kredity, povinně volitelný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
26 hod., nepovinná
Osnova
1. Úvod – proces konstruování.
2. Design Thinking – způsob myšlení používaný inženýry pro návrh produktu.
3. Koncept a prototyp – specifikace problému, vytvoření a prezentace konceptu, typy prototypů, výpočty a návrh modelu.
4. Mechanismy 1 – přehled základních mechanismů a s tím spojených výpočtů.
5. Mechanismy 2 – přehled základních mechanismů a s tím spojených výpočtů.
6. Poddajné mechanismy – moderní alternativa ke klasickým sestavovaným mechanismům.
7. CAD a jeho možnosti – CAD nástroje, formáty, reprezentace těles, algoritmické modelování a generativní design.
8. 3D tisk – přehled technologií (polymery).
9. 3D tisk – přehled technologií (kovy a ostatní).
10. 3D tisk – návrh dílů a sestav pro 3D tisk.
11. Digitální výroba a budoucí trendy – nástroje využívané (nejen) FabLaby (nejen) pro výrobu prototypů.
12. 3D skenování a reverzní inženýrství – moderní způsob získání dat pro výrobu.
13. Shrnutí probírané látky, exkurze k aditivním technologiím.
Laboratorní cvičení
12 hod., povinná
Osnova
1. 3D tisk – seznámení a zaškolení
2. Laserová řezačka – seznámení a zaškolení
3. 3D tisk dílů
4. Zpracování vytištěných dílů
5. Sestavení prototypu
6. Testování prototypu
Cvičení s počítačovou podporou
14 hod., povinná
Osnova
1. Úvod do předmětu, zadání projektů; Solidworks – náčrt, modelování dílů
2. Solidworks – modelování sestav
3. Koncept projektu
4. Solidworks – parametrizace, pokročilé modelování
5. Solidworks – animace
6. Solidworks – testový příklad
7. Prezentace – obhajoba projektu