Detail předmětu
Konstruování a 3D tisk
FSI-6KM Ak. rok: 2024/2025 Zimní semestr
Předmět zprostředkovává jak teoreticky, tak i prakticky celý proces od myšlenky k prototypu. Studenti se seznámí s konstrukčním a návrhovým procesem, inženýrským myšlením a digitálním prototypováním prakticky realizovaným především pomocí CAD modelování, aditivní výroby a kompletní realizace a otestování soutěžního funkčního zařízení. K tomu bude studentům k dispozici zázemí a vybavení strojLABu konstruování. Předmět integruje poznatky získané v teoretických předmětech bakalářského studia strojního inženýrství, zejména v konstruování, výpočtech a návrhu částí a mechanismů strojů a rozšiřuje je o realizaci pomocí digitálních výrobních technologií.
Jazyk výuky
čeština
Počet kreditů
4
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Vstupní znalosti
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.
Pravidla hodnocení a ukončení předmětu
Podmínky získání klasifikovaného zápočtu:
- Samostatně vymodelovaný příklad v Solidworksu (min. 10 z 20 bodů).
- Vypracování semestrálního projektu, který bude řešený v týmech 3-5 studentů. Projekty budou zaměřeny na vytvoření virtuálního a funkčního modelu zařízení splňujícího předepsané parametry a závěrečná prezentace vytvořeného zařízení (min. 40 z 80 bodů).
Výsledná klasifikace se určí podle stupnice ECTS.
Přednášky: účast je dobrovolná.
Cvičení a laboratoře: účast je povinná a kontrolovaná vyučujícím. Povolují se maximálně dvě absence. V případě dlouhodobé nepřítomnosti je náhrada zameškané výuky v kompetenci garanta předmětu.
Při účasti na cvičeních je nezbytné, aby měl každý student svůj vlastní notebook.
Učební cíle
Absolventi budou schopni zvládnout celý návrhový proces, modelovat díly a sestavy v CAD softwaru Solidworks a to s ohledem na výrobu pomocí 3D tisku nebo pomocí laserového řezání. Zároveň získají přehled mechanismů a hnacích strojů a jejich praktického užití a také přehled technologií a procesů spojených s digitální výrobou.
- Znalost principu, konstrukce a užití základních druhů mechanismů a hnacích strojů.
- Schopnost tvůrčího využití znalostí při návrhu i realizaci nových strojů a zařízení.
- Získání potřebných dovedností v oblasti digitální výroby, zejména 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 zařízeních.
- 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.
Studijní opory
Opory k přednáškám, videa přednášek z předchozích semestrů a podklady do cvičení jsou poskytovány prostřednictvím e-learningu.
Použití předmětu ve studijních plánech
Program B-PDS-P: Průmyslový design ve strojírenství, bakalářský, povinný
Program B-ZSI-P: Základy strojního inženýrství, bakalářský
specializace STI: Základy strojního inženýrství, 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