Tento obor připravuje studenty na samostanou tvůrčí práci v konstrukční praxi a klade důraz na komplexní znalosti, integrování poznatků vědy, techniky a také umění v procesu projektování. Studenti , kteří se soustředí na problémy oblasti procesního inženýrství, jsou vedeni k samostatnosti při řešení vývoje, optimálního vedení, efektivního navrhování a projekce procesů v různých průmyslových oblastech.

prof. Ing. Ivan Křupka, Ph.D.

1. Aditivní výroba strukturovaných komponent ze slitin hořčíku

   Cílem práce je zvládnutí procesu výroby strukturovaných komponent pro biodegradabilní implantáty z hořčíkových slitin aditivním způsobem technologií selective laser melting. Pro dosažení cíle je nutné zvládnout proces atomizace hořčíkového prášku, optimalizovat SLM procesní parametry pro výrobu tenkých stěn a struktur s ohledem na pevnost a tuhost a nalézt vhodný způsob tepelného a povrchového zpracování těchto komponent.

   Školitel: Koutný Daniel, doc. Ing., Ph.D.

2. Biotribologie umělých slz pro léčbu syndromu suchého oka

   Cílem je experimentální popis vývoje součinitele tření a utváření očního slzného filmu s využitím unikátního simulátoru oka. Práce bude zaměřena na objasnění účinků vyvíjených umělých slz, především na viskozitu, součinitel tření a mazací film.

   Školitel: Vrbka Martin, prof. Ing., Ph.D.

3. Brněnský design

   Cílem je uměnovědná studie z oblasti designu vizuálních komunikací ve strojírenství s důrazem na brněnský region a mezinárodní vlivy. Jde o teoretickou práci, která charakterizuje významné osobnosti, podniky a instituce v kontextu vývoje průmyslového designu 20. stolerí.

   Školitel: Rajlich Jan, doc. Ing. arch.

4. Elektromagnetické vlastnosti ocelí zpracovaných 3D tiskem kovů

   Cílem je stanovení procesních parametrů laserového tavení kovů, které umožní zpracování ocelí pro využití v elektromagnetických aplikacích. Jedná se o experimentální práci spočívající ve zkoumání fyzikálních a mechanických vlastností s využitím simulací a reálného testování.

   Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

5. Experimentální výzkum mechanizmů poškození kluzných ložisek

   Cílem je objasnit mechanismy vzniku poškození kluzných ložisek spalovacích motorů pomocí in-situ pozorování povrchu unikátní optickou metodou.

   Školitel: Křupka Ivan, prof. Ing., Ph.D.

6. Identifikace vzniku poškození pomocí metod nedestruktivního testování

   Práce je zaměřena na vypracování a následné ověření metodiky identifikace a kvantifikace strukturních změn, které nastávají v různých typech cyklicky zatěžovaných materiálů a konstrukcí. Jedná se o experimentální práci zamerenou na korelaci výsledku získaných metodami akustické emise a dalších metod nedestruktivního zkoušení (termografie, ultrazvuk, radiografie atd.).

   Školitel: Mazal Pavel, doc. Ing., CSc.

7. In-line inspekce dílů pomocí optických metod

   Cílem práce je návrh a realizace systému pro in-line inspekci dílů v rámci sériové výroby s využitím laserového skeneru a robota. Jedná se o konstrukční a experimentální práci zaměřenou na aplikaci nových technických přístupů zahrnujících hardwarovou i softwarovou problematiku pro dosažení zefektivnění kontroly výroby.

   Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

8. Komplexní diagnostické pracoviště pro motocykly

   Cílem práce je vývoj zcela nového typu testovací stanice, která umožní komplexní diagnostiku technického stavu motocyklu a ověření funkčnosti jeho klíčových konstrukčních prvků, jako je tlumení, řazení v záteži apod. Vývoj bude probíhat v úzké spolupráci s výrobcem profesionálních testovacích zařízení pro osobní automobily.

   Školitel: Klapka Milan, doc. Ing., Ph.D.

9. Mazané polymerní ozubení

   Cílem je zjistit jak mechanické vlastnosti polymerních materiálů a jejich změny s teplotou a frekvencí zatěžování ovlivňují tloušťku mazací vrstvy, tření a únosnost ozubení. Jedná se o experimentální práci, kde výsledky budou porovnány s numerickým modelem vyvíjeným v rámci mezinárodní spolupráce. Použití polymerních materiálů na mazané ozubení je výrobně i provozně efektivní.

   Školitel: Křupka Ivan, prof. Ing., Ph.D.

10. Modelování vzniku kvílivého hluku v kolejové dopravě

    Cílem práce je sestavit model pro predikci kvílivého hluku vznikajícího v kontaktu kola a kolejnice, model experimentálně ověřit a použít pro stanovení vlivu kritických parametrů ovlivňujících vznik tohoto hluku s ohledem na třecí vlastnosti v kontaktu.

    Školitel: Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D.

11. Optická kontrola velkorozměrového 3D tisku

    Cílem práce je vyvinout systém kontroly velkorozměrového 3D tisku s využitím optických metod, který by umožňoval zpětnovazebné řízení tisku. Jedná se o výzkumnou a konstrukční práci zaměřenou na zefektivnění kontroly a řízení výroby velkorozměrových dílů.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

12. Optické měření dilatací přírubových spojů

    Cílem práce je vyvinout systém kontroly přírub využívající optických metod, především DIC, analýzy obrazu nebo skenování se strukturovaným světlem. Jedná se o výzkumnou a konstrukční práci zaměřenou na využití vhodných metod, případně jejich kombinaci, na konkrétní technický problém.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

13. Potenciál pokročilých materiálů a technologií pro design protézy dolní končetiny

    Cílem práce je na základě analýzy navrhnout nový koncept protézy dolní končetiny pro specifické typy aktivit, jakou jsou např. sport nebo zábava. Jedná se o tvůrčí práci založenou na využití pokročilých materiálů a nových technologií.

    Školitel: Křenek Ladislav, doc. akad. soch., ArtD.

14. Potenciál pokročilých materiálů a technologií pro design protézy dolní končetiny

    Cílem práce je na základě analýzy navrhnout nový koncept protézy dolní končetiny pro specifické typy aktivit, jakou jsou např. sport nebo zábava. Jedná se o tvůrčí práci založenou na využití pokročilých materiálů a nových technologií.

    Školitel: Křenek Ladislav, doc. akad. soch., ArtD.

15. Prodloužení životnosti kloubních náhrad v důsledku cílené modifikace třecích povrchů

    Cílem je návrh, realizace a ověření vlivu cílené modifikace topografie třecích povrchů kloubních náhrad na součinitel tření a míru opotřebení. Jedná se o experimentální práci založenou na využití simulátoru kyčelního kloubu. Výstupem bude prototyp implantátu nové generace, jehož očekávaná doba přežití by měla výrazně překonat konvenční kloubní náhrady.

    Školitel: Vrbka Martin, prof. Ing., Ph.D.

16. Snižování hlukových projevů v kolejové dopravě

    Práce je zaměřena na výzkum a vývoj systému pro snižování hluku kolejové dopravy úpravou tření v kontaktu kola a kolejnice prostřednictvím speciálních maziv a modifikátorů tření. Tento systém zahrnuje zařízení pro nanášení materiálů a řídicí systém využívající sledování hluku kolejového vozidla.

    Školitel: Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D.

17. Tribologie bioimplantátů vyrobených technologií Selective Laser Melting (SLM)

    Cílem je popis vývoje součinitele tření a opotřebení základních biokompatibilních materiálů určených pro náhrady malých kloubů člověka vyráběných aditivní technologií SLM. Jedná se o experimentální práci založenou na využití pin-on-plate simulátoru, kde budou testovány především slitiny titanu a kobaltu včetně DLC povlaků.

    Školitel: Vrbka Martin, prof. Ing., Ph.D.

18. Tribologie rozhraní kolejové vozidlo-kolej

    Cílem je objasnit chování látek ovlivňujících tření v kontaktu kola a kolejnice v závislosti na složení třecí vrstvy, která přirozeně vzniká na povrchu kontaktních těles. Jedná se o experimentální práci zkoumající interakci přírodních kontaminantů a dalších látek cíleně aplikovaných do kontaktu kola a kolejnice.

    Školitel: Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D.

19. Tření a tok maziva v kontaktech ozubení

    Cílem je vyvinout metodu pro měření toku maziva v bodovém kontaktu. Jedná se o experimentální práci kombinující existující a nové techniky měření pro studium toku maziva za vysokého tlaku s cílem snížení tření v kontaktech ozubení.

    Školitel: Křupka Ivan, prof. Ing., Ph.D.

20. Vliv nestacionárního elektrického pole na chování iontových kapalin

    Cílem je objasnit mechanismus utvárení mazacího filmu ve vysoce zatížených kontaktech mazaných iontovými kapalinami za pusobení nestacionárního elektrického pole. Jedná se o experimentální práci založenou na využití kolorimetrické interferometrie, jejíž soucástí je vývoj experimentálního simulátoru pro merení trení, tlouštky a teploty maziva.

    Školitel: Svoboda Petr, doc. Ing., Ph.D.

21. Vliv viskosuplementace kloubní kapaliny na tření a mazání kloubní chrupavky

    Cílem je porozumět mechanismu viskosuplementace synoviální kapaliny při snaze objasnit biotribologické vlastnosti kloubní chrupavky. Jedná se o experimentální práci založenou na aplikaci tribometru s recipročním pohybem. Výsledkem bude metodika stanovení vhodného viskosuplementu pro konkrétního pacienta.

    Školitel: Vrbka Martin, prof. Ing., Ph.D.

22. Vliv záběhu povrchů součástí na tření a mazání

    Cílem je objasnit jak se mění povrch součástí během záběhové fáze v mazaném kontaktu a jak ovlivňuje podmínky jeho fungování s ohledem na tření a kvalitu mazání. Vývoj optimální textury povrchu pro trvalou vyšší výkonnost je jedna z cest jak konstruovat energeticky efektivnější stroje.

    Školitel: Křupka Ivan, prof. Ing., Ph.D.

23. Vývoj adaptivních železničních ložisek se zvýšenou životností

    V rámci řešení tématu vyvinout adaptivní nápravové ložisko se zajištěním digitálních dat z celého životního cyklu ložiska, od výroby až do konce provozního života. Hlavním cílem je vyvinout prototyp ložiska s online monitorováním stavu pro využití v osobní železniční dopravě (metro, elektrické jednotky - EMU). Vedlejším cílem práce je digitalizace procesu metrologie a kvality ve výrobě s ohledem na bezpečnostní a kvalitativní požadavky cílových zákazníků.

    Školitel: Mazal Pavel, doc. Ing., CSc.

24. Vývoj ložisek s autocirkulací plastického maziva

    Cílem je vyvinout ložiska se zlepšeným mazáním plastickými mazivy na základě studia distribuce plastického maziva v reálném ložisku. Jedná se o experimentálně-konstrukční práci, kde měření budou probíhat jak na současných zařízeních, tak novém simulátoru reálného ložiska.

    Školitel: Křupka Ivan, prof. Ing., Ph.D.

25. Vývoj magnetoreologických tlumičů pro semi-aktivní řízení

    Cílem tématu je výzkum a vývoj rychlého magnetoreologického tlumiče včetně algoritmů pro semi-aktivní řízení vedoucí k redukci vibrací a rázů. Vývoj lze směřovat do několika oblastí jako například: (i) tlumiče pro elektro enduro kolo; (ii) tlumiče do odpružení sedačky nákladních a zemědělských strojů; (iii) tlumiče pro zamezení extrémních rázů; (iv) tlumiče do podvozku letadla; (v) tlumiče pro motocykly. Téma je otevřeno pro tři studenty.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

26. Vývoj nových maziv a modifikátorů tření pro kolejovou dopravu

    Cílem práce je vyvinout nové materiály vhodné pro úpravu adheze v kontaktu kola a kolejnice při uvážení interakce s reálnými kontaminanty. Práce je zaměřena na polotekuté i tuhé materiály a opírá se o experimentální výzkum vlivu složení vyvíjených materiálů na tribologické vlastnosti kontaktu kola a kolejnice.

    Školitel: Hartl Martin, prof. Ing., Ph.D.

27. Vývoj strukturovaných magnetických obvodů

    Cílem tématu je výzkum a vývoj strukturovaných magnetických obvodů vyráběných metodou 3D tisku. Vývoj lze směřovat do několika oblastí jako například: (i) vývoj strukturovaných rotorů elektromotorů; (ii) vývoj pístů rychlých magnetoreologických tlumičů; (iii) vývoj rychlých elektromagnetických ventilů. Téma je otevřeno pro 2 studenty.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

28. Výzkum a vývoj aditivně vyráběných mikro-prutových struktur

    Cílem práce je analyzovat vlivy jednotlivých procesních parametrů SLM procesu na kvalitu vyráběných mikro-prutů, optimalizovat výrobní strategie a parametry tak, aby docházelo k minimální tvorbě defektů a tyto poznatky implementovat do softwarového nástroje který umožní přesnou kontrolu nad výslednými vlastnostmi různých mikro-prutových struktur.

    Školitel: Koutný Daniel, doc. Ing., Ph.D.

29. Výzkum a vývoj magnetoreologického těsnění

    Cílem tématu je inovace magnetoreologického těsnění pro dosažení dokonalé těsnosti, zejména s ohledem na možný únik nosné kapaliny v extrémních provozních podmínkách. Jde o experimentální práci s využitím stávajícího zařízení pro testy magnetoreologického těsnění. Téma je otevřeno pro jednoho studenta.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

30. Výzkum a vývoj magnetoreologických kapalin

    Cílem tématu je výzkum a vývoj vysocestabilní magnetoreologické kapaliny s velkým magnetoreologickým efektem, zlepšenou časovou odezvou, dlouhou životností a tribologickými vlastnostmi s minimálním abrazivním působením na kontaktní dvojice. Téma je zaměřeno také na studium reologického chování nových MR kapalin zejména při vysokých smykových spádech a silném magnetickém poli. Téma je otevřeno pro tři studenty.

    Školitel: Mazůrek Ivan, doc. Ing., CSc.

31. Výzkum a vývoj umělé chrupavky na bázi hydrogelu

    Cílem je výzkum, vývoj a komplexní tribologický popis materiálu na bázi hydrogelu, který by svými vlastnostmi odpovídal kloubní chrupavce. Jedná se o experimentální práci založenou na využití kombinace biotribologických simulátorů. Výstupem bude materiál, kterým bude možné nahradit kloubní chrupavku, aniž by musel být nahrazen celý kloub.

    Školitel: Vrbka Martin, prof. Ing., Ph.D.

32. 3D skenování za vysokých teplot

    Cílem práce je analýza metod aktivní triangulace pro účely 3D digitalizace součástí za vysokých teplot (nad 700 °C). Jedná se o výzkumnou a experimentální práci zaměřenou na využití vhodných metod k realizaci unikátního měřicího systému, který umožní kontrolu tvaru a rozměrů výkovků, odlitků a dalších tepelně zpracovávaných dílů.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

33. 3D tisk multi-materiálů pro elektromagnetické aplikace

    Cílem je vývoj procesních parametrů SLM procesu, které umožní zpracování více kovových materiálů v rámci jednoho komponentu. Jedná se o experimentální práci založenou na vyhodnocování mechanických a elektromagnetických vlastností a zkoumání struktury materiálů.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.

34. 3D tisk prostorových prutových struktur z polymerních materiálu a jejich kvalifikace

    Dizertační téma sleduje globální cíl zvládnutí procesu aditivní výroby velkorozměrových prutových struktur s aplikacemi v průmyslu, architektuře a designu. Téma předpokládá studium abrazivního opotřebení trysek, reologie polymerů, mechanických vlastností prutových struktur včetně topologické optimalizace.

    Školitel: Paloušek David, doc. Ing., Ph.D.