Kluzné povlaky ve vesmírných aplikacích
Loading...
Date
Authors
Homola, David
ORCID
Advisor
Referee
Mark
B
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Tato diplomová práce se zaměřuje na návrh metodiky a vývoj zařízení pro automatizovanou aplikaci kluzných laků na bázi disulfidu molybdeničitého (MoS) na titanové šrouby určené pro použití v kosmickém prostředí. V rámci řešení byly provedeny experimenty zaměřené na testování procesu nanášení povlaku na rovinné vzorky a tribologické zkoušky za účelem stanovení optimální tloušťky povlaku. Byla identifikována kritická mezní tloušťka 20 µm, jejímž překročením dochází k výraznému nárůstu součinitele tření. Získané poznatky byly využity k návrhu koncepčního zařízení využívajícího technologii rotačního bubnu. Optimalizací koncepčního zařízení a parametrů aplikace se podařilo dosáhnout přesnosti tloušťky povlaku 20 % a chyby opakovatelnosti procesu 5 %. Zároveň bylo dosaženo minimální tloušťky 2 µm při zachování požadavků na homogenní pokrytí a adhezi. V práci jsou dále diskutovány klíčové technologické parametry ovlivňující přesnost a opakovatelnost aplikace, čímž práce přispívá k efektivnímu návrhu budoucího průmyslového zařízení pro aplikaci těchto povlaků.
This master's thesis focuses on the development of a methodology and the design of a device for the automated application of molybdenum disulfide (MoS)-based dry lubricants onto titanium screws intended for use in space environments. The research involved experiments aimed at testing the coating process on flat samples and conducting tribological tests to determine the optimal coating thickness. A critical threshold thickness of 20 µm was identified, beyond which a significant increase in the coefficient of friction occurs. The findings were used to design a conceptual device based on rotary drum technology. Through optimization of the device concept and application parameters, a coating thickness accuracy of 20 % and process repeatability error of 5 % were achieved. Additionally, a minimum coating thickness of 2 µm was reached while maintaining requirements for homogeneous coverage and adhesion. The thesis further discusses key technological parameters influencing the accuracy and repeatability of the application process, thereby contributing to the effective design of future industrial equipment for the application of these coatings.
This master's thesis focuses on the development of a methodology and the design of a device for the automated application of molybdenum disulfide (MoS)-based dry lubricants onto titanium screws intended for use in space environments. The research involved experiments aimed at testing the coating process on flat samples and conducting tribological tests to determine the optimal coating thickness. A critical threshold thickness of 20 µm was identified, beyond which a significant increase in the coefficient of friction occurs. The findings were used to design a conceptual device based on rotary drum technology. Through optimization of the device concept and application parameters, a coating thickness accuracy of 20 % and process repeatability error of 5 % were achieved. Additionally, a minimum coating thickness of 2 µm was reached while maintaining requirements for homogeneous coverage and adhesion. The thesis further discusses key technological parameters influencing the accuracy and repeatability of the application process, thereby contributing to the effective design of future industrial equipment for the application of these coatings.
Description
Citation
HOMOLA, D. Kluzné povlaky ve vesmírných aplikacích [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Martin Hartl, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Ivan Mazůrek, CSc. (člen)
doc. Ing. Pavel Maňas, Ph.D. (člen)
Ing. Aleš Dočkal, Ph.D. (člen)
Ing. Kateřina Dočekalová, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Čížek, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Pavel Hutař, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2025-06-09
Defence
Student prezentoval výsledky své práce a zodpověděl otázky oponenta.
Otázka oponenta 1: Jaký je pracovní cyklus součástek (upevňovacích šroubů) v reálním provozu ve vztahu k zabíhání laku na závitech? Je vyžadovaná ustálená hodnota tribologických vlastností nebo by se dalo využít startovacích hodnot? – ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
Otázka oponenta 2: Jaký je praktický význam pojmů celkový, interní a externí variační koeficient? Str.72. Jsou všechny tři tyto parametry nezávislé? – ZODPOVĚZENO
Otázka oponenta 3: Popište pojmy přesnost a opakovatelnost výroby. Jaký je mezi nimi rozdíl? Jak je ve vaši práci přítomna hodnota nominální tloušťky a jak se dá nastavit proces pro její dodržení? – ZODPOVĚZENO
dr. Čížek: Jak docílíte ustálené hodnoty utahovaného šroubového spoje ve Vaší práci? – ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
dr. Čížek: Kdy vyřadíme vzorek jako zmetek? – ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek: Budou šroubové spoje montovány ve vesmíru nebo na zemi? – ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek: Proč jsou uvažovány podmínky ve vesmíru? – NEZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek: Jakým způsobem budou omílány šrouby v oblasti závitů? – ZODPOVĚZENO
doc. Mazůrek: Proč jste experimentálně nezměřil tloušťku povlaku? – ZODPOVĚZENO
prof. Hartl: Kdy je sulfid molybdenu s předponou di-? Co to znamená? – ČÁSTEČNĚ ZODPOVĚZENO
prof. Hartl: Z jakého materiálu byly testované šrouby? – ZODPOVĚZENO
prof. Hartl: Jaký je mechanismus adheze použitých materiálů? Jakou hrají roli? – ZODPOVĚZENO
prof. Hartl: Co se technologicky změní v procesu, když vyměníte materiály? – ZODPOVĚZENO
prof. Hartl: Musí být u titanového šroubu zaručena nesvařitelnost spoje? Proč? – ZODPOVĚZENO
dr. Dočekalová: Je nějaká spojitost mezi standardy pro testování ve space a aerospace ve vztahu k práci? – NEZODPOVĚZENO
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení