Technologie výroby kompozitních součástí pro optické přístroje
Loading...
Date
Authors
Kupčák, Radim
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato dizertační práce se zabývá zkoumáním využití kompozitních materiálů v konstrukci optických přístrojů. Rešeršní část se zaměřuje na výběr vhodného referenčního optického přístroje jako vzoru pro technologický vzorek, včetně specifikace zkušebních parametrů a volby technologie výroby kompozitů s ohledem na specifické požadavky optických přístrojů. Analýza vědeckého poznání zahrnuje témata jako přesnost výroby, rozměrová stabilita, procesy lepení kompozitů a jejich využití v čistém prostředí. Experimentální část práce obsahuje návrh metodiky klimatických a mechanických zkoušek, kterým byly podrobeny tři typy technologických vzorků (Vzorky A, B a C). Hlavním cílem bylo zkoumat výrobní přesnost a rozměrovou stabilitu lepených spojů během těchto zkoušek, přičemž ve finálních fázích bylo použito epoxidové lepidlo Spabond 445. Výsledky ukazují, že technologií přesného lepení lze dosáhnout přesnosti do 0,05 mm, pro vyšší přesnost je nezbytné výrobky obrábět po lepení. V environmentálních podmínkách, jak jsou definovány pro sportovní optiku lze dosáhnout rozměrové stability v rozmezí 0,01 mm až 0,02 mm. Na základě doplňkových měření teploty skelného přechodu, analýzy zbytkového napětí a vnitřní struktury lepeného spoje bylo potvrzeno, že je klíčové vybírat lepidlo s vyšší teplotou skelného přechodu, než jsou provozní teploty, provádět post-cure a před aplikací lepidlo odplynit.
This doctoral thesis investigates the use of composite materials in the construction of optical instruments. The literature review focuses on selecting a reference optical device as a model for the technological prototype, specifying testing parameters, and choosing manufacturing technologies suitable for optical applications. Key topics include manufacturing precision, dimensional stability, bonding processes, and the use of composites in clean environments. The experimental section outlines the methodology for climate and mechanical testing on three types of samples (Samples A, B, and C), aiming to assess the manufacturing precision and dimensional stability of bonded joints, with epoxy adhesive Spabond 445 used in the final stages. Results show that precision bonding can achieve accuracy within 0.05 mm, with higher precision requiring post-bonding machining. In sports optics, dimensional stability within 0.01 mm to 0.02 mm can be achieved. Supplementary measurements of glass transition temperature, residual stress analysis, and internal joint structure confirm the importance of selecting adhesives with higher glass transition temperatures than operating conditions, conducting post-cure, and degassing adhesives prior to application.
This doctoral thesis investigates the use of composite materials in the construction of optical instruments. The literature review focuses on selecting a reference optical device as a model for the technological prototype, specifying testing parameters, and choosing manufacturing technologies suitable for optical applications. Key topics include manufacturing precision, dimensional stability, bonding processes, and the use of composites in clean environments. The experimental section outlines the methodology for climate and mechanical testing on three types of samples (Samples A, B, and C), aiming to assess the manufacturing precision and dimensional stability of bonded joints, with epoxy adhesive Spabond 445 used in the final stages. Results show that precision bonding can achieve accuracy within 0.05 mm, with higher precision requiring post-bonding machining. In sports optics, dimensional stability within 0.01 mm to 0.02 mm can be achieved. Supplementary measurements of glass transition temperature, residual stress analysis, and internal joint structure confirm the importance of selecting adhesives with higher glass transition temperatures than operating conditions, conducting post-cure, and degassing adhesives prior to application.
Description
Citation
KUPČÁK, R. Technologie výroby kompozitních součástí pro optické přístroje [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Strojírenská technologie
Comittee
doc. Ing. Antonín Záděra, Ph.D. (předseda)
Ing. Ondřej Uher, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Karel Kouřil, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Jaroslav Juračka, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Zbyněk Studený, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Soňa Rusnáková, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2024-12-03
Defence
DP přináší nové a významné poznatky v oblasti lepených spojů kompozitních materiálů s vysokými poždavky na přenost a pozici lepených spojů v optice. Inovativní je i kvalitativní hodnocení napjatosti lepených spojů pomocí optických metod. Přínosem práce je i oblast zkoumání teploty skelného přechodu lepidel v závilosti na podmínkách obrábění, tj. v důsledku ohřevu materiálu při obrábění. Dílčím nedostatkem práce je nižší počet exprimentálncíh vzorků a jejich statistické hodnocení, což bylo způsobeno velmi vysokými náklady na jejich přípravu a provedení. DP je kvalitní a splňuje všechny požadavky na ni kladené.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení