STUDENTSKÉ PROJEKTY

Studentské interní projekty 2015

V rámci studia oboru Konstrukční inženýrství realizují studenti projekty zaměřené na konstrukci RepRap systémů, 3D tiskových hlav, skenerů, skenovacích přípravků apod. V rámci bakalářského studia zpracovávají především konstrukčně zaměřené bakalářské práce.

Výroba a testování topologicky optimalizovaných nosníků

Testování topologicky optimalizovaných nosníků z kovového 3D tisku SLM. V rámci předmětu Aditivní technologie (ZAT) připravil náš kolega Radek Vrána cvičení, ve kterém studenti spojili své znalosti získané v předmětu ZAT s MKP výpočty. Úkolem cvičení bylo v rámci skupiny 4 studentů navrhnout nosník, který odolá specifikovanému statickému zatížení a bude zároveň co nejlehčí.

3D roboprint

Robotický 3D tisk velkorozměrových dílů.

Tester protéz dolních končetin

Zařízení umožňuje testovat protézy nohy dle normy , ale také nastavovat různé režimy chůze

Impactor

Cílem projektu byla konstrukce impaktoru pro testování strukturovaných dílů vyrobených technologií selective laser melting.

PROJEKTY A ZÁVĚREČNÉ PRÁCE 2014

V rámci studia oboru Konstrukční inženýrství realizují studenti projekty zaměřené na konstrukci RepRap systémů, 3D tiskových hlav, skenerů, skenovacích přípravků apod. V rámci bakalářského studia zpracovávají především konstrukčně zaměřené bakalářské práce.

Návrh porézních struktur pro aditivní výrobu technologií selective laser melting

Kovová aditivní technologie umožňuje vytvářet tvarově velmi složité objekty, které jsou konvenčními technologiemi jen velmi obtížně vyrobitelné. Příklad takového dílu je porézní struktura, která je tvořena pravidelně se opakující prutovou základní buňkou. Tato diplomová práce se zabývá predikcí mechanických vlastností velmi malých porézních konstrukcí vyrobených aditivní technologií výroby Selective Laser Melting. Pomocí navržených zkušebních těles byl zjištěn vliv výrobní orientace na rozměry prutu. Dále byla navržena a otestována tělesa pro tahovou zkoušku prutů vyrobených touto technologií. Na základě získaných informací byly predikovány mechanické vlastnosti mikro porézních struktur vyrobené technologií SLM. V rámci této práce bylo provedeno množství mechanických testů pro získání reálných mechanických vlastností a ověření správnosti výpočtu. Výsledky testů a závěry jsou popsány v diplomové práci

Návrh výplňových prvků s trabekulární strukturou pro revizní implantát kolenního kloubu

Tato diplomová práce se zabývá návrhem výplňového prvku s trabekulární strukturou, pro revizní implantát kolenního kloubu. Návrh výplňového prvku je proveden na míru podle digitálních dat tkání pacienta. Výroba funkčního vzorku je provedena s využitím aditivní technologie Selective Laser Melting. Součástí práce je analýza přesnosti výroby této technologie pro titanovou slitinu TI6Al4V

REALIZACE STENDU PRO DESTRUKTIVNÍ ZKOUŠKU PROTÉZ DOLNÍCH KONČETIN

Semestrální projekt

Cílem projektu je výroba stendu pro testování komponent transtibiálních protéz (protetických lůžek) pro maximální zatížení 5kN s pohonem pomocí pneumatického přímočarého válce. Normou je vyžadováno přesnost aplikování síly ±2% největší požadované zatěžující síly zkoušky. Pro Zkušební zatěžovací úroveň P5 a zkušební zatěžovací podmínku II Mezní statická zkušební síla Fsu, horní mez = 4025 N, z toho vyplývá požadovaná přesnost ±80,5N. Šum je poměrně malé velikosti, řádově ±1,5 N, nelinearita snímače je však 0,017% z celkového měřícího rozsahu, to znamená ±18,37 N. Celková přesnost je dána součtem těchto dvou hodnot a rovná se ±20 N.

Transtibiální protéza pro rekreační in-line bruslení

Diplomová práca sa zaoberá konštrukčným návrhom a následnou fyzickou realizáciou transtibiálnej protézy pre rekreačné in-line korčuľovanie. Práca sa v prvej časti zaoberá súčasným stavom poznania a zhŕňa dostupné informácie o korčuľovaní. V ďalšej časti bola na základe získaných informácií a vlastnom meraní analyzovaná kinematika členkového kĺbu pomocou metódy Motion capture s využitím softwaru Kinovea.
Nasledujúca časť práce sa zaoberá fyzickou realizáciou viacerých variant protézy a ich následným testovaním s pacientom. Posledná fáza práce pojednáva o poznatkoch získaných testovaním.

Mechanická protéza horní končetiny

Diplomová práce

Tato diplomová práce řeší konstrukci nového typu protézy včetně zhotovení a otestování funkčního vzorku pacientem. Výsledkem práce je úchopová mechanická protéza pro transradiální amputace napodobující zdravou ruku. Amputovaný člověk tak bude mít k dispozici protézu s kosmeticko-estetickou a funkční úlohou. Pacientovi bude umožněno manipulovat s předměty denní potřeby. U náhrady bude zajištěna úchopová funkce pro manipulaci s předměty do hmotnosti 2 kg válcovým a háčkovým úchopem. Pohon bude zajištěn pomocí tažných pružin a protéza bude ovládána zachovalou rukou pacienta.

TRANSTIBIÁLNÍ PROTÉZA PRO REKREAČNÍ PLAVÁNÍ

Diplomová práce

Cílem práce je konstrukční návrh a realizace TTP pro rekreační plavání. Pro ověření funkčnosti a potvrzení vstupních údajů bylo nejprve realizováno testovací zařízení, které je co možná nejjednodušší, ale zároveň nejpodobnější finálnímu prototypu. Až po ověření a úspěšným testům bylo přistoupeno k výrobě zbývajících komponent a testování protézy.

Velkorozměrová 3D tiskárna

Semestrální projekt

Cílem projektu je zhotovení testovacího zařízení pro zkoušky FDM technologie určené pro průmyslového robota a její provozní zkoušky. Projekt pokrývá jak konstrukci tiskové hlavy, tak pojezdový systém. Jedná se tedy o konstrukci nové velkorozměrové 3D tiskárny včetně návrhu nového přímého vytlačovacího systému, softwarového řízení a opravy 3D tiskové hlavy z předchozího projektu. Součástí cílů projektu je také ověření funkčnosti, zkušební tisk, validace a porovnání výsledků a zkoumání mechanických vlastností vytištěných dílů.

Během jednoho semestru byla kompletně navržena, vyrobena, odzkoušena a optimalizována nová 3D tiskárna pro tisk velkorozměrových plastových (ABS, PLA) dílů metodou FDM. Součástí tiskárny je speciálně upravený firmware Marlin a počítačový software Repetier-Host. Paralelně s návrhem konstrukce této tiskárny probíhalo testování funkčnosti vyrobené trysky a oprava vytlačovacího systému

PROTETICKÝ KRYT TRANSTIBIÁLNÍ PROTÉZY

Bakalářská práce

Cílem této bakalářské práce je konstrukční návrh a výroba designového krytu transtibiální protézy s využitím metod reverzního inženýrství a rapid prototypingu.

Maximální hmotnost do 500 gramů
Snadná montáž a demontáž
Spolehlivost upnutí krytu bez zásahu do samotné protézy
Nalezení optimálního materiálu
Při volbě materiálu bylo nutné vycházet z možností daných metodou výroby modelu. Jako vhodná RP metoda byla vybrána FDM.

Analýza mechanických vlastností plastových materiálů pro 3D tisk

Tato bakalářská práce se bude zabývat mechanickými vlastnostmi materiálů používaných při výrobě metodou FDM. Budou testovány tahové a ohybové mechanické vlastnosti v závislosti na parametrech tisku. Pro testování budou použity tři typy vzorků s různými rastry pro každou ze zkoušek.První typ rastru je charakteristický základním nastavením parametrů, které nabízí výrobce.Druhý typ rastru je charakteristický vysokým počtem tenkých vláken materiálu a vyšším podílem obsahu vzduchu.Třetí typ rastru je charakteristický minimálním obsahem vzduchu a minimálním počtem vláken v průřezu vzorku. Tyto typy vzorků budou testovány na vybraných materiálech. Výsledky jednotlivých zkoušek budou porovnávány mezi vybranými materiály a typy vzorků. Cílem této práce je poukázat na závislost mechanických vlastností na typu strategie výroby vzorků.

PROJEKTY A ZÁVĚREČNÉ PRÁCE 2013

V rámci studia oboru Konstrukční inženýrství realizují studenti projekty zaměřené na konstrukci RepRap systémů, 3D tiskových hlav, skenerů, skenovacích přípravků apod. V rámci bakalářského studia zpracovávají především konstrukčně zaměřené bakalářské práce.

Konstrukce transtibiální protézy s využitím aditivní technologie výroby

Diplomová práce se zabývá konstrukcí transtibiální protézy s využitím aditivní technologie výroby. Na základě znalosti biomechaniky chůze a analýzy současného stavu poznání je navrženo protetické chodidlo pro pacienta s nízkým stupněm fyzické aktivity. Dále se práce věnuje konstrukci individuálního pahýlového lůžka pro vybraného pacienta. Lůžko je navrženo s využitím postupů reverzního inženýrství na základě prostorové geometrie pacientova pahýlu, získané 3D skenováním. Pro ověření funkčnosti chodidla i lůžka jsou vyrobeny zkušební vzorky, které jsou podrobeny mechanickému testování v souladu s metodikou uvedenou v normě ISO 10328. Poslední fáze práce zahrnuje výrobu funkčních vzorků navržených dílů technologií FDM, sestavení modulární transtibiální protézy a její testování s pacientem.

PROJEKTY A ZÁVĚREČNÉ PRÁCE 2012

V rámci studia oboru Konstrukční inženýrství realizují studenti projekty zaměřené na konstrukci RepRap systémů, 3D tiskových hlav, skenerů, skenovacích přípravků apod. V rámci bakalářského studia zpracovávají především konstrukčně zaměřené bakalářské práce.

Konstrukce přípravku pro chirurgické zavádění osseointegračních implantátu

Cílem této bakalářské práce je návrh a konstrukce přípravku pro chirurgické zavedení osseointegračních implantátů pro upevnění epitézy oblasti orbitu. Jako podklad pro konstrukční práci byla dodána data z CT pacienta. Dále práce obsahuje rešerši na téma využití osseointegrace při zavádění obličejových epitéz.

Experimentální biomechanická protéza ruky

Tato diplomová práce se zabývá vytvořením konstrukčního návrhu experimentální biomechanické protézy ruky, a jeho následnou realizací v podobě funkčního prototypu. Velikost protézy odpovídá velikosti ruky dospělého muže. Na základě analýzy rešerše je volena její funkčnost tak, aby protéza poskytovala dostatečné možnosti při úchopu různých druhů předmětů. Konstrukční návrh, včetně výkresové dokumentace je kompletně zpracován v programu Autodesk Inventor 2012. Stavba prototypu je z většinové části realizována pomocí technologie rapid prototyping. Materiály, ze kterých jsou tyto díly postavené, jsou plast ABS a sádrový prášek. Jako pohon elektricky ovládaných prstů slouží lineární aktuátory.