but.committee	prof. RNDr. Radim Chmelík, Ph.D. (předseda) prof. RNDr. Jaroslav Cihlář, CSc. (místopředseda) doc. RNDr. Jiří Tocháček, CSc. (člen) prof. RNDr. Michal Kotoul, DrSc. (člen) Doc. Ing. Marian Lehocký, Ph.D. (člen) Ing. Martina Říhová, Ph.D. (člen)	cs
but.defence	Disertační práce Ing. Štaffové se zabývá 3D tištěnými polymerními auxetickými strukturami s důrazem na jejich mechanické vlastnosti. Pro zlepšení mechanických vlastností, zejména poměru schopnosti absorpce energie k hmotnosti při tlakovém zatížení, byly použity různé návrhy auxetických reentrantních struktur. Téma práce je vysoce aktuální a společensky přínosné. Stanovené cíle práce byly splněny. Získané výsledky jsou v mnoha ohledech cenné a přináší pokrok ve studované oblasti. Zejména pak naznačují i další možné aplikační příležitosti. Prezentovaná data přispívají k základnímu pochopení účinků designu buněk na deformační odezvu auxetických struktur a mohou pomoct při návrhu nových struktur s lepšími mechanickými vlastnostmi. Výsledky zároveň demonstrují všestrannost 3D tisku při realizaci komplexních, přírodou inspirovaných struktur. V průběhu obhajoby Ing. Štaffová prokázala výbornou orientaci ve zkoumané oblasti a na dotazy členů komise odpověděla excelentně.	cs
but.jazyk	angličtina (English)
but.program	Pokročilé materiály a nanovědy	cs
but.result	práce byla úspěšně obhájena	cs
dc.contributor.advisor	Jančář, Josef	en
dc.contributor.author	Štaffová, Martina	en
dc.contributor.referee	Lehocký,, Marian	en
dc.contributor.referee	Kotoul, Michal	en
dc.date.created	2024	cs
dc.description.abstract	Práce se zabývá 3D tištěnými polymerními auxetickými strukturami s důrazem na jejich mechanické vlastnosti. Pro zlepšení mechanických vlastností, zejména poměru schopnosti absorpce energie k hmotnosti při tlakovém zatížení, byly použity různé návrhy auxetických re-entrantních struktur. Struktury byly vytištěny pomocí stereolitografické 3D tiskárny. Byl vyvinut a systematicky demonstrován nový nástroj pro komplexní charakterizaci 3D tištěných těles s využitím komerční fotopolymerizační pryskyřice s volnými radikály. Metoda se opírá o statický a oscilační mechanický test kombinující měření teploty průhybu při zatížení (HDT) s dynamickou mechanickou analýzou (DMA) v jediném testu pro rychlou a spolehlivou charakterizaci parametrů určujících chování fotopolymeru při vytvrzování. Byly zkoumány podmínky tisku a doba vytvrzení, aby byl objasněn jejich vliv na vnitřní napětí v 3D tištěných tělesech. Auxetické struktury byly vytištěny pomocí flexibilní a tuhé pryskyřice a byl zkoumán vliv poréznosti, velikosti buněk a strukturálních gradientů na mechanické vlastnosti. Výsledky byly vyhodnoceny z konstrukčního a materiálového hlediska pro fotopryskyřice nad a pod Tg. Nejlepší účinnost absorbování energie byla zjištěna u biaxiálně orientované struktury s nejvyšší lokální porozitou umístěnou ve středu. Prezentovaná data přispívají k základnímu pochopení účinků designu buněk na deformační odezvu auxetických struktur a mohou pomoct při návrhu nových struktur s lepšími mechanickými vlastnostmi. Výsledky zároveň demonstrují všestrannost 3D tisku při realizaci komplexních, přírodou inspirovaných struktur.	en
dc.description.abstract	Thesis deals with 3D printed polymeric auxetic structures with an emphasis on their mechanical performance. Different designs of auxetic re-entrant cell architectures were used to enhance mechanical properties, especially the energy-absorption-to-weight ratio under compressive loading. The lattice structures were 3D printed by vat photopolymerization masked-stereolithography technique. A novel tool for the complex characterization of 3D printed bodies was developed and systematically demonstrated employing a commercial free-radical photopolymerization resin. The method relies on superimposed static and oscillatory mechanical test combining the heat deflection temperature (HDT) measurement with the dynamic mechanical analysis (DMA) in a single test for fast and reliable characterization of parameters determining the curing behavior of the photopolymer. The influence of printing conditions and post-curing time was investigated to elucidate their effects on residual stresses in 3D-printed cellular bodies. The auxetic architectures were printed using flexible and stiff resins, and the effect of porosity, cell size, and structural gradients was investigated. The results were evaluated from a structural and material point of view, comparing materials above and below Tg. The best energy-absorbing performance was found in a biaxially graded structure with a center-wise location of the highest local porosity. The presented data contribute to a fundamental understanding of the effects of lattice architecture on the deformation response of auxetic structures and identifies routes for structurally tuning the auxetic structures mechanical performance. In addition, the results demonstrate the versatility offered by additive manufacturing techniques in physically realizing complex nature inspired structural architectures.	cs
dc.description.mark	P	cs
dc.identifier.citation	ŠTAFFOVÁ, M. Polymerní metamateriály s pokročilými mechanickými vlastnostmi [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. 2024.	cs
dc.identifier.other	153881	cs
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/11012/245286
dc.language.iso	en	cs
dc.publisher	Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT	cs
dc.rights	Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení	cs
dc.subject	3D tisk	en
dc.subject	stereolitografie	en
dc.subject	DMA	en
dc.subject	vytvrzení	en
dc.subject	re-entrantní auxetická struktura	en
dc.subject	Poissonův poměr	en
dc.subject	gradient	en
dc.subject	specifická absorpční energie	en
dc.subject	porozita	en
dc.subject	3D printing	cs
dc.subject	masked stereolithography	cs
dc.subject	post processing	cs
dc.subject	DMA	cs
dc.subject	re-entrant auxetic structures	cs
dc.subject	Poisson’s ratio	cs
dc.subject	gradient	cs
dc.subject	specific energy absorption	cs
dc.subject	porosity	cs
dc.title	Polymerní metamateriály s pokročilými mechanickými vlastnostmi	en
dc.title.alternative	Polymeric metamaterials with advanced mechanical properties	cs
dc.type	Text	cs
dc.type.driver	doctoralThesis	en
dc.type.evskp	dizertační práce	cs
dcterms.dateAccepted	2024-03-05	cs
dcterms.modified	2024-03-18-13:43:47	cs
eprints.affiliatedInstitution.faculty	CEITEC VUT	cs
sync.item.dbid	153881	en
sync.item.dbtype	ZP	en
sync.item.insts	2025.03.27 11:39:15	en
sync.item.modts	2025.01.16 00:38:46	en
thesis.discipline	Pokročilé materiály	cs
thesis.grantor	Vysoké učení technické v Brně. CEITEC VUT. Středoevropský technologický institut VUT	cs
thesis.level	Doktorský	cs
thesis.name	Ph.D.	cs

Polymerní metamateriály s pokročilými mechanickými vlastnostmi

Files

Original bundle

Collections