OPONENTNÍ POSUDEK DIPLOMOVÉ PRÁCE

(1)

OPONENTNÍ POSUDEK DIPLOMOVÉ PRÁCE

Jméno a příjmení studenta: Bc. Petr Bartoň

Název práce: Laboratorní zařízení pro výrobu nanovlákenných tubulárních struktur Vedoucí diplomové práce: Ing. Jan Valtera, Ph.D.

Oponent: Ing. Michal Amrich

1. Hodnocení diplomové práce

Hodnocení výborně výborně

minus

velmi dobře

velmi dobře minus

dobře neprospěl

Splnění cíle a zadání práce x

Kvalita provedené rešerše x

Metodika řešení práce x

Odborná úroveň práce x

Přínos práce a potenciální

aplikovatelnost výsledků x Formální a grafická úroveň

práce x

Osobní přístup studenta x

Hodnocení vyznačte x v příslušném políčku.

Výsledné hodnocení oponenta práce je dáno celkovým subjektivním hodnocením.

Klasifikace práce v bodě 5 je uvedena slovně, ne číselně ani písmenem.

2. Připomínky a komentáře k diplomové práci

Diplomová práce autora a aspiranta inženýrského titulu Bc. Petra Bartoně se zabývá konstrukčním návrhem laboratorního zařízení pro výrobu nanovlákenných tubulárních struktur. V úvodu autor seznamuje čtenáře s tubulárními nanovlákny, jejich strukturou, způsoby jejich výroby a jejich aplikačním využitím v medicínské oblasti. Rešeršní část práce, je vzhledem k hledanému konstrukčnímu řešení – rotačního zařízení pro navíjení textilních struktur, zaměřena na principy uložení rotorů osvědčených textilních strojů, jako je bezvřetenový dopřádací stroj a stroj pro prstencové předení. Součástí rešerše jsou rovněž principy elektrického zvlákňování.

Autor následně popisuje koncept řešení a vzhledem k vstupním parametrům (uvažovaný rozsah otáček a požadavek na odtah nanovlákenné vlečky) vhodně volí systém vetknutého vřetene stroje pro prstencové předení. Tento systém autor detailněji popisuje a zmiňuje jeho výhody jako je téměř bezúdržbový provoz, nízká úroveň hluku a nízké vibrace, vysoké maximální otáčky, dlouhá životnost.

Autor dále přistupuje k analýze provozních kmitů pro zvolený typ vřetene a pro zvolené průměry dříků vřetene. Zde je zmíněn klíčový vstupní parametr, a to maximální obvodová rychlost odtahu nanovlákenné vlečky 1 m/min. V této pasáži autor nevěnoval mnoho pozornosti zadání vedoucího práce a udělal chybu v jednotkách a následně rovněž ve vyjádření vztahu 1. Maximální rychlost odtahu měla být 1m/s. Dále autor popisuje analytický způsob výpočtu vlastních frekvencí válcových vřeten a provádí konkrétní výpočet vlastních frekvencí a kritických otáček. Práce nabývá na objemu vztahy vyšší matematiky a mechaniky,

(2)

bohužel se obavám, že pro přiblížení se realitě toto nestačí navzdory následné kontroly FEM výpočtem – modální analýzou. Autor zmiňoval výběr vřetene vyrobeného z nerezové oceli, jejíž hustota ani Youngův modul pružnosti neodpovídá použitým parametrům dosažených do výpočtů a do FEM analýzy.

Dále autor popisuje samotné konstrukční řešení, které se v laboratořích TUL zrealizovalo. Na stávajícím zkušebním skidu navrhuje zpřevodování pohonného systému do rychla tak, aby bylo možné dosáhnout požadovaných otáček. Vzhledem ke kombinaci se zvlákňovací jednotkou, provádí nutné přemístění ovládacích prvků, aby nedocházelo k ovlivnění elektrického pole mezi vřetenem a zvlákňovací jednotkou. Ze stejného důvodu vkládá mezi montážní desku a konzolu s vřetenem vkládá vhodné dielektrikum. Pro účely testů doplňuje k zařízení improvizovaný kryt. Výsledkem prvních testů byla nanesená vrstva nanovláken, která se z dříku bohužel nedala sejmout, aniž by nedošlo k jejímu poškození. Následně autor přistupuje k optimalizaci zařízení. Navrhuje nový způsob uchycení k montážní desce, prostřednictvím výklopné konzoly, která bude umožňovat jednoduché vyjmutí dříku s návinem z ložiskového tělesa. Dále autor navrhuje nové řemenice z termoplastu pro eliminaci napěťových ztrát, nový kryt zařízení a přívod vysokého napětí na vřeteno. Od společnosti Novibra jsou pro další testy dodána nová vřetena s jednotnými průměry 3, 4, 5, 6 a 8 mm a délkou 120 mm. Posledním optimalizačním krokem je návrh nové zvlákňovací elektrody, jejíž délka má přímý vliv na výšku nanovlákenné vlečky. Na optimalizovaném zařízení autor následně realizuje testy s úspěšným výsledkem. Pro navržené díly zařízení v rámci tvorby DP zhotovuje výkresovou dokumentaci.

K předložené výkresové dokumentaci mám následující výhrady. K plastovým dílům, navíc z poměrně běžných plastů (PP) nelze při jejich návrhu přistupovat jako k dílům z oceli. Návrhové SW a obrazovky monitorů snesou téměř vše, ale pokud do 20 mm tlusté PP desky začnete jednostranně frézovat 10 mm hlubokou kapsu, deska se Vám prohne. Stejně tak je nutné u takových dílů lépe posuzovat možnosti rozměrové. Tolerance v řádech setin mm, nebo například děr – H7, ba dokonce h6 osazení průměru 45 mm, nejsou výrobně dosažitelné. Svařenec – svařovaný držák, z materiálu 11 323, skládající se ze 2 k sobě přivařených desek, které jsou vůči sobě zatolerovány s kolmostí 0,05 mm, bez jakéhokoliv opracování po svaření. V průběhu pracovní praxe budou autorovi podobné konstrukční přešlapy, ze strany řemeslníků, kteří budou na základě jeho podkladů díly vyrábět, pravděpodobně rázně vysvětleny.

Drobné nedostatky nacházím v políčkách popisového pole. Doporučuji více dbát na preciznější zapisování polotovarů a materiálů z nichž mají být díly vyrobeny. U ocelových dílů nenacházím jejich následnou povrchovou úpravu. Parametrické modeláře umožňují velice jednoduše zobrazit hmotnosti navrhovaných dílů. Tento parametr je důležitý nejen pro konstruktéra, ale i člověka, který bude díl poptávat či naceňovat.

Mrzí mě, že autor nevěnoval více pozornosti výkresům navrhovaných vřeten. I když se jedná o prvky vycházející ze sortimentu dodavatelské společnosti Novibra, jedná se o nejdůležitější komponenty této práce.

Jejich výkresy čítají pouze 2 kóty. U sestav, ve kterých se kombinuje více druhů materiálů, které jsou následně zobrazovány v řezech, bych autorovi doporučil měnit styl šrafování.

3. Otázky k diplomové práci

V rámci návrhu konstrukce jste z úsporných důvodů využil stávající testovací skid s pohonem. Jaký jiný způsob řešení byste zvolil, kdybyste nepoužil tento skid? Jaký byste zvolil typ pohonu? Jaký typ převodovky a jaký typ spojky?

Jaké znáte způsoby krytování strojů?

Jedná se o experimentální zařízení, které je určené pro laboratorní účely v rámci univerzity, ale pokud byste měl na zařízení posuzovat shodu, jaká označení byste na zařízení doplnil?

Děkuji za Vaše odpovědi, které za mě uslyší komise a přeji Vám mnoho zdaru a šťastnou ruku na otázky.

(3)

4. Vyjádření oponenta, zda diplomová práce splňuje požadavky na udělení akademického titulu a zda je doporučena k obhajobě

Autor práce jednoznačně prokázal, že je schopný chopit se zadání, zpracovat a srozumitelně sepsat potřebnou teorii a seznámit čtenáře s řešenou problematikou. V odborné části práce prokázal nabité znalosti ze studií a až na úvodní chybu v definování vstupních parametrů, kterou nyní po dočtení práce považuji spíše za lajdácký překlep, neshledávám v předložené práci žádné závažné nedostatky. Grafická a stylistická podoba práce je velice dobrá. Autor uvádí jednotlivé zdroje a citace. Díly, pro které je vypracovaná výkresová dokumentace, jsou s drobným skřípěním zubů vyrobitelné. Navrhované zařízení bylo úspěšně vyrobeno a otestováno.

Doporučuji práci Bc. Petra Bartoně k obhajobě.

5. Klasifikace oponenta diplomové práce

VÝBORNĚ MÍNUS

V Jablonném v Podještědí, dne 18. 06. 2020

Ing. Michal Amrich

………...

podpis oponenta diplomové práce podpis oponenta bakalářské práce