Speciální technologie a možnosti spolupráce

Ústav materiálových věd a inženýrství FSI VUT v Brně disponuje specializovanými technologiemi, které využívá při výzkumu, vývoji a řešení konkrétních materiálových a technologických problémů. Zaměřujeme se především na technologii Cold Spray (studený nástřik) a technologii elektronového paprsku (EBT).

Obě technologie nabízejí široké možnosti využití v oblasti povrchových úprav, spojování a zpracování materiálů i vývoje nových výrobních postupů.

Nabízíme spolupráci průmyslovým podnikům při řešení technických a výrobních problémů, vývoji a optimalizaci technologických postupů. Současně vytváříme příležitosti pro studenty, kteří se mohou zapojit do výzkumných projektů, pracovat s moderním technologickým vybavením a zpracovávat bakalářské, diplomové i doktorské práce.

Cold Spray (CS) – studený nástřik

Cold Spray je moderní povrchová a aditivní technologie, při které jsou jemné kovové prášky urychlovány proudem stlačeného plynu na velmi vysoké, často nadzvukové rychlosti a následně dopadají na povrch podkladového materiálu. Při nárazu se částice plasticky deformují a pevně se spojují s podkladem, aniž by došlo k jejich roztavení.

Díky tomu probíhá proces při relativně nízkých teplotách, což omezuje oxidaci, tepelné pnutí a nežádoucí změny mikrostruktury podkladového materiálu. Technologie nachází uplatnění zejména při opravách a renovacích součástí, tvorbě funkčních povlaků a aditivní výrobě kovových dílů. Využívá se především pro hliník, měď, titan a jejich slitiny, ale také pro další kovové materiály.

Oblasti využití technologie CS

• Opravy a renovace součástí – obnova opotřebených funkčních ploch, například hřídelí, ložiskových sedel, těsnicích ploch a závitů.
• Aditivní výroba – vytváření objemových struktur, výztuh a tvarově složitých prvků z kovů a jejich slitin.
• Funkční povlaky – příprava antikorozních, elektricky a tepelně vodivých nebo otěruvzdorných vrstev.
• Letecký a kosmický průmysl – opravy konstrukčních dílů a aplikace funkčních vrstev bez výrazného tepelného ovlivnění podkladu.
• Energetika a strojírenství – lokální opravy tlakových a rotačních součástí, turbín a výměníků.
• Automobilový průmysl a obranný průmysl – opravy součástí, výroba prototypů a prodlužování životnosti dílů.

Technologické vybavení

Naše laboratoř disponuje vysokotlakými i nízkotlakými systémy pro technologii Cold Spray:

• Vysokotlaký systém Impact Innovations EvoCSII
• Mobilní systém VRC Raptor
• Nízkotlaký systém Cold Spray

Podrobnější informace o technologii, našem vybavení a možnostech spolupráce najdete na webových stránkách www.coldspray.cz.

Kontaktní osoby: Lukáš Řehořek, Marek Doubrava

Elektronový paprsek (EBT)

Technologie elektronového paprsku (EBT – Electron Beam Technology) představuje moderní a přesný způsob zpracování kovových materiálů. Naše laboratoř se zaměřuje na její vývojové využití, svařování kovových materiálů a tepelné zpracování povrchů a funkčních vrstev. Technologie umožňuje realizovat aplikace, které jsou obtížně proveditelné konvenčními výrobními postupy, případně je může efektivně nahradit.

Základem technologie je soustředěný elektronový svazek s vysokou výkonovou hustotou, který umožňuje přesně lokalizovat a řídit přísun energie do zpracovávaného materiálu. Díky tomu lze cíleně zpracovávat vybrané oblasti nebo geometricky složité tvary s omezeným tepelným ovlivněním okolního materiálu a minimálními deformacemi.

Hlavní výhody technologie EBT

• Nízký přívod tepla – omezení tepelně ovlivněné oblasti a deformací zpracovávaných součástí.
• Úzké a hluboké svary – možnost vytvářet svary o šířce od přibližně 0,1 mm až po více než 100 mm při svařování v režimu hlubokého průvaru (keyhole).
• Vysoká rychlost ohřevu a ochlazování – možnost řídit výslednou strukturu a vlastnosti materiálu, vysoká reprodukovatelnost procesu a kvalita svarových spojů i povrchových vrstev.
• Zpracování ve vakuu – vysoká čistota svarových spojů, možnost zpracování reaktivních materiálů a eliminace potřeby ochranných inertních plynů.
• Spojování obtížně svařitelných materiálů – možnost svařování vybraných kombinací kovů s rozdílnými teplotami tání a dalších materiálových kombinací.
• Přesné řízení procesu – možnost nastavovat a průběžně upravovat procesní parametry, řídit trajektorii svazku a zpracovávat i geometricky složité plochy.

Oblasti využití technologie EBT

Technologie elektronového paprsku nachází uplatnění v řadě průmyslových odvětví, například:

• Letecký průmysl – svařování a zpracování částí leteckých motorů a konstrukčních dílů.
• Zdravotnictví – spojování kovových materiálů a zpracování součástí zdravotnických prostředků a implantátů.
• Automobilový průmysl – svařování částí motorů, hřídelí, ozubených kol a dalších strojních součástí.
• Elektrotechnika – spojování železných a neželezných kovů.
• Energetika – výroba a zpracování součástí palivových článků, ventilů a tlakových nádob.

Technologické vybavení

Laboratoř je vybavena univerzálním komorovým zařízením K26 od společnosti Pro-Beam.

Další informace o technologii a možnostech jejího využití najdete v informačním letáku laboratoře.

Kontaktní osoby: Lukáš Řehořek, Petr Havlík

Možnosti spolupráce

Spolupráce s průmyslem

Nabízíme průmyslovým podnikům odbornou spolupráci při vývoji a optimalizaci technologických postupů, aplikaci technologií Cold Spray a EBT a řešení konkrétních výrobních a materiálových problémů. Spolupráce může zahrnovat vývojové a experimentální práce, ověřování technologických postupů i odborné posouzení dosažených výsledků.

Spolupráce se studenty

Studentům bakalářského, magisterského a doktorského studia nabízíme možnost zapojit se do výzkumných a vývojových aktivit zaměřených na technologie Cold Spray a EBT. Mohou se podílet na řešení aktuálních výzkumných témat, získat praktické zkušenosti s moderním technologickým vybavením a zpracovávat závěrečné práce zaměřené na tyto technologie a jejich aplikace.

Máte zájem o spolupráci, řešíte konkrétní technický problém nebo hledáte téma závěrečné práce? Kontaktujte nás. Rádi s vámi projednáme možnosti spolupráce.