KUHAJDIK, M. Návrh podpůrných struktur pro díly z materiálu Inconel 718 [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Téma práce je zaměřeno na návrh podpůrných struktur ze slitiny Inconel 718, která se vyznačuje značnou tvorbou reziduálních napětí, jenž již v průběhu aditivní výroby způsobují deformaci převislé geometrie dílu. Konzervativní přístup tak využívá objemové podpůrné struktury, které však prodlužují výrobu a jejich odstranění je obtížné. Student zvolil vhodnou kombinaci simulací a experimentálního testování. Stěžejním krokem bylo zpřesnění kalibrace simulačního modelu, která umožnila ověření široké kombinace parametrů podpůrných struktur. Student díky tomu volil typy a počty vzorků pro experimentální ověření velice efektivně. Dle stanovených závislostí aplikoval vhodnou kombinaci struktur na model turbínového kola. Tato kombinace byla úspěšně ověřena výrobou funkčního vzorku. Student pracoval průběžně, systematicky a samostatně. Výroba posledních experimentů a funkčního vzorku však byla zpožděna poruchou SLM zařízení, což způsobilo komplikace s finalizací textu. Některé výsledky by tak bylo vhodné zařadit přímo do textu práce spíše než do příloh. Dosažené výsledky jsou originální, zajišťují nízkou deformaci dílu, nízkou spotřebu materiálu a jsou dobře odstranitelné ručním nářadím. Cíle práce tak byly splněny. Práci doporučuji k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | B | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | B | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | A |
Předložená práce, která vznikla pod vedením doc. Ing. Daniela Koutného, Ph.D. si klade za cíl návrh a optimalizaci podpůrné struktury rotačního dílu vytvořeného SLM technologií z materiálu IN 718. Tisk vysoce namáhaných součástí ze superslitin na bázi niklu je aktuální problém zejména pro vesmírné, letecké nebo automobilní aplikace. Navíc tisk těchto materiálů provází spousta obtíží a jednou z těch nejvýznamnějších je právě vznik reziduálních napětí při výrobě. Ty potom negativně ovlivňují geometrickou přesnost dílu a jeho mechanické vlastnosti. Předložená práce je strukturovaná do sedmi základních kapitol. Po stručném úvodu následuje kapitola popisující současný stav poznání. Tato kapitola má odpovídající náplň: začíná představením zkoumaného materiálu a procesními parametry SLM, které jsou pro tento materiál optimalizovány, následuje rešeršní studie, která ukazuje na možnosti podpůrných struktur. Jsou také diskutovány mechanické/fyzikální vlastnosti podpůrných struktur a vznik residuálních napětí. Právě eliminace vzniku velkých residuálních napětí, je také jedním z problémů, kterým se práce věnuje. Autor se v textu nevyhnul několika nepřesnostem, ale rešeršní studie je podána logicky se zaměřením na důležité aspekty nutné pro řešení práce. Následuje analýza rešerše, její shrnutí a definice cílů práce. Cíle práce jsou definovány poměrně obecně, bez kvantifikace parametrů, kterých chceme dosáhnout. Následuje kapitola „Koncepční řešení“, která popisuje nástroje potřebné pro řešení, a jejich částečnou kalibraci na prvních experimentech. Následuje popis vyráběného dílu definice konceptů podpůrné struktury. Tady není úplně jasné, zda byla definice podpůrných struktur odvozena z numerické simulace nebo spíše intuitivně. Následuje kapitola „Konstrukční řešení“, která se zaměřuje na deformaci rotačního disku, charakteristiku vytištěných podpůrných struktur, včetně tahových zkoušek a numerickou optimalizaci podpůrné struktury. Tato část práce mě přijde poměrně stručná, na to kolik práce se za ní skrývá. Také bych určitě část materiálů, které jsou v příloze, vložil do textu a hlouběji okomentoval. Výsledkem je tisk funkčního vzorku turbínového kola. Na závěr jsou porovnány deformace predikované numericky pomocí numerické simulace a skutečné deformace získané pomocí 3D skenu. Nerozumím SWOT analýze funkčního vzorku, který byl úspěšně vyrobený, v diskuzi. Je třeba konstatovat, že autor odvedl hodně experimentální práce a byl schopen analyzovat a predikovat některé problémy pomocí numerické simulace. Prezentace výsledků by mohla být přímočařejší a lépe diskutovaná (o to bych poprosil v prezentaci při obhajobě). Na druhou stranu experimentální cíle práce byly splněny a bylo dosaženo zajímavých výsledků, na kterých bude možné dále stavět. Práce tedy svým obsahem splňuje požadavky kladené na diplomovou práci, a proto doporučuji práci k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | B | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | C | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | B | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | C | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | B |
eVSKP id 137058