3D digitální technologie a CAD (FSI-RS1)

Akademický rok 2019/2020
Garant: doc. Ing. David Paloušek, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚK všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je teoretické i praktické seznámí studentů s principy počítačové podpory konstruování a virtuálního navrhování. Výuka zahrnuje technologie reversního inženýrství, rapid prototyping, direct digital manufacturing, 3D digitalizaci a technologii stereoskopické projekce.
Výstupy studia a kompetence:
Studenti získají komplexní přehled o možnostech využití 3D digitálních technologí v procesu vývoje a konstrukce.
Prerekvizity:
Základní vědomosti z oblasti konstrukce strojních součástí a uzlů.
Znalost ovládání počítače.
Znalost metody konečných prvků.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět seznamuje studenty s moderními digitálními technologiemi a postupy používanými v procesu vývoje a konstrukce výrobku. Výuka je kromě zaměření na strojírenské CAD systémy unikátně rozšířena také o oblasti rapid prototyping, 3D digitalizace, virtuální realita a reverse engineering. Studenti tak získají komplexní přehled o technologickém portfoliu v návrhové, předvýrobní a výrobní fázi životního cyklu součásti. Výuka je postavena na špičkovém technologickém zázemí fakulty a na praktických úlohách z praxe.
Předmět je inovován s podporou projektu OPVK. Projekt Studio digitálního sochařství a nových médií, reg č. CZ.1.07/2.2.00/28.0278 je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Zápočet bude udělen v případě, kdy student bude pravidelně docházet do výuky, úspěšně napíše test, odevzdá semestrální projekt a splní níže uvedené požadavky. Výsledná známka je průměrem hodnocení testu a projektu.
Student odevzdá na konci semestru vypracovaný semestrální projekt:
3D digitální model, MKP model, report z analýzy deformací .
Vše pouze digitálně
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Výuka ve cvičeních je povinná, kontrolu účasti provádí vyučující. Forma nahrazení výuky zameškané z vážných důvodů a ve zcela výjimečných případech je řešena individuálně s vyučujícím. Tolerují se maximálně 2 omluvené absence bez náhrady.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 1 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Úvod do 3D digitálních technologií (virtual prototyping, CAD, rapid prototyping, 3D digitalizace) - základní pojmy, PLM, clasifikace systémů, datové formáty, probíhá na učebně
2. Úvod do 3D digitálních technologií - modelovací přístupy
3. Úvod do 3D digitálních technologií – fraktály, modelování přírody
4. 3D digitalizace (přehled technologií, AFP, laserové skenery, kontaktní skenery, full body skenery, faciální skenery), probíhá na učebně
5. Zpracování point cloudu – polygonální data (Systém ATOS, reversní inženýrství, Tebis, RapidForm), voxelová data, probíhá na učebně
6. 3D digitalizace - vybrané metody
7. Nekonvenční technologie – rapid prototyping (FDM, Zcorp, SLS atd.), limity, problémy, materiály, využití, probíhá na učebně
8. Nekonvenční technologie – rapid prototyping (SLM, DLMS atd.), limity, problémy, materiály, využití, probíhá na učebně a v laboratoři
9. Nekonvenční technologie - rapid prototyping (SLM, DLMS atd.), limity, problémy, materiály, využití, probíhá na učebně a v laboratoři
10. Digitální technologie v protetice a ortotice, probíhá na učebně
11. Zobrazovací technologie – virtuální realita (aktivní a pasivní stereoskopie, trackovací systémy), probíhá na učebně virtuální reality A4/606
12. Zobrazovací technologie - virtuální realita (aktivní a pasivní stereoskopie, trackovací systémy), probíhá na učebně virtuální reality A4/606
13. Zápočet a možnost předtermínu
    Cvičení s počítačovou podporou 1. Zadání úlohy k zápočtu, rozdělení do skupin, úvod do problému (společně)
2. Autodesk Inventor – modelování dílů
3. Autodesk Inventor – modelování dílů
4. Autodesk Inventor – modelování sestav
5. Autodesk Inventor – modelování sestav
6. Fotogrammetrické měření (po skupinách v laboratoři) – deformace
7. Fotogrammetrické měření (po skupinách v laboratoři) – deformace
8. 3D digitalizace – geometrie (po skupinách v laboratoři)
9. 3D digitalizace – geometrie (po skupinách v laboratoři)
10. Softwarové zpracování ATOS (společně)
11. Softwarové zpracování Tritop (společně)
12. Samostatné řešení zadaného projektu pod dohledem lektora (společně na učebně)
13. Zápočet a předtermín
Literatura - základní:
1. SALOMON, D. Computer Graphics and Geometric Modeling. Springer, 1999. 833 s. ISBN 0-387-98682-0
1. Noorani, Rafiq. Rapid Prototyping: Principles and Applications. Hoboken, New Jersey : John Wiley & Sons, 2006. ISBN-13: 978-0471730019.
2. MURRAY, J.D; VANRYPER W. Ecyklopedie grafických formátů – druhé vydání. 2. vyd. Brno: Computer Press, 1997. 917 s. ISBN 80-7226-033-2.
2. Venuvinod, K., P. and Ma, W. RAPID PROTOTYPING: Laser-based and Other Technologies. Norwell : Kluwer Academic Publishers, 2004. p. 389. 1-4020-75 77-4.
3. McMahon, Ch., Browne, J. CAD/CAM – principles, practice and manufacturing management. 2.vyd. Harlow: Pearson Edication Limited. 1998. 643s. ISBN 0-2001-17819-2
3. Kraus, Karl. Photogrammetry, Geometry from Images. Berlin : Walter de Gruyter GmbH & Co. KG, 10785 Berlin, Germany., 2007. 978-3-11-019007-6.
4. Wohlers Report 2012. [PDF] Fort Collins : s.n., 2012. Annual Worldwide Progress Report. ISBN: 0-9754429-8-8.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2A-P prezenční studium M-IMB Inženýrská mechanika a biomechanika -- zá,zk 5 Povinně volitelný 2 1 L
M2A-P prezenční studium M-MET Mechatronika -- zá,zk 5 Povinně volitelný 2 1 L