Aditivní technologie ve slévárenství (FSI-PTS)

Akademický rok 2026/2027
Garant: doc. Ing. Vladimír Krutiš, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚST všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:

Předmět je zaměřen na osvojení znalostí přípravy 3D dat s využitím 3D skenování a postupů reverzního inženýrství. Studenti se seznámí se základními principy a metodami technologií Rapid Prototyping (RP), včetně 3D tisku a přímé či nepřímé výroby pomocí různých metod aditivní výroby, s důrazem na aplikaci ve slévárenské technologii. Důraz je kladen jak na metody 3D tisku, tak na materiálové charakteristiky spojené s výrobou modelů a slévárenských forem, které ovlivňují kvalitu vyráběných dílů. Studenti získají znalosti o pre-processingu, processingu a post-processingu tištěných dílů a porozumí jejich vlivu na kvalitu vyráběných odlitků. Kurz rovněž zahrnuje aplikaci principů průmyslu 4.0 při řízení výrobních procesů a optimalizaci výroby.
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:

Základní znalosti slévárenské technologie. Základní znalosti z oboru materiálového inženýrství a konstruování. Základy práce v CAD.
Obsah předmětu (anotace):

Předmět seznamuje studenty se základními přístupy ke zpracování dat pro modely vyrobené metodou rychlého prototypování (RP). Získávají základní znalosti o principech RP včetně přehledu metod aditivní výroby (AM) použitelných ve slévárenské technologii. Získávají praktické zkušenosti při použití AM pro prototypovou výrobu. Předmět začleňuje hybridní technologie, počítačovou podporu výroby forem a modelů včetně metodiky kontroly kvality a ekonomie výroby prototypových odlitků.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:

Zápočet se uděluje za aktivní účast na cvičeních. Pro zkoušku obdrží posluchači seznam otázek, které shrnují probranou látku. Zkouška je ústní s písemnou přípravou.
Účast na přednáškách je doporučená. Účast na cvičení je povinná. Pochopení přednášené látky je kontrolováno ve cvičeních. Vedoucí cvičení zadává studentům samostatnou práci. Nahrazení zameškaných hodin projedná student s garantem předmětu.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Laboratorní cvičení  13 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

  1. Slévárenská výroba – aspekty výrobních technologií.

  2. Technologičnost konstrukce + napětí v odlitcích.

  3. CAD modelovaní – principy, metody a nástroje pro zhotovení 3D výkresů modelů pro metody RP a numerické simulace.

  4. Optimalizace konstrukce odlitků – topologická optimalizace, generativní design.

  5. Průmysl 4.0 – nové technologické výzvy.

  6. Metody reverzního inženýrství.

  7. Metody 3D skenování a zpracování obrazu.

  8. Aditivní technologie – rozdělení, principy jednotlivých metod.

  9. Aditivní výroba slévárenských modelů.

  10. Aditivní výroba kovových materiálů.

  11. Metody RP vhodné pro slévárenskou praxi, příklady použití, dosažitelné parametry.

  12. Povrchové úpravy modelů pro RP, povrchové úpravy forem pro vybrané moderní technologie.

  13. Případové studie, příklady z praxe.
    Laboratorní cvičení

1. - 3. Tvorba 3D modelu odlitku pro účely 3D tisku.
4. - 5. Zadání 3D tiskových úloh - 3D slicer.
6. - 8. Tisk vybraných modelů.
8. - 12. Výroba keramických forem, odlévání prototypů.
13. Kontrola jakosti odlitků, vyhodnocení.
Literatura - základní:
1. FORD, S., MINSHALL, T. Invited review article: Where and how 3D printing is used in teaching and education. Additive Manufacturing. Volume 25, January 2019, Pages 13 -150. https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.10.028
2. GIBSON, I., D. W. ROSEN a B. STUCKER. Additive manufacturing technologies: rapid prototyping to direct digital manufacturing. New York: Springer, c2010. ISBN 1441911200
3. MITCHELL, A. LAFONT, U., HOŁYŃSKA, M.,SEMPRIMOSCHNIG, C. Additive manufacturing - A review of 4D printing and future applications. Additive Manufacturing, Volume 24, December 2018, Pages 606-626. https://doi.org/10.1016/j.addma.2018.10.038
4. WANG, W., STAL, H. W., CONLEY, J. G. Rapid Tooling Guidelines For Sand Casting, Springer, 2010 ISBN 978-1-4419-5730-6.
5. CAMPBELL, J. Casting, Butterworth-Heinemann, Oxford, 2000, ISBN 0 7506 1696 2.
6. KAUFMAN, H. UGGOWITZER, P. J. Metalurgy and Processing of High-Integrity Light Metal Pressure Castings. Schiele-Schön, 2007, Berlin. ISBN 3-7949-0754-X
7. BOLONO, F., ODORIZZI, S. Numerical simulation of Foundry Processes, Program Leonardo da Vinci, 2001
8. Herman, A. a kol. Počítačové simulace ve slévárenství, Vydavatelství ČVUT, 2000
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-SLE-P prezenční studium --- bez specializace -- zá,zk 5 Povinný 2 1 L
C-AKR-P prezenční studium CLS Předměty letního semestru -- zá,zk 5 Volitelný 1 1 L