Témy pre 2. kolo prjímacieho konania s uzávierkou 25.9.2025
Téma (4): Skúmanie a aplikácia aditívnych dizajnových štruktúr v priemyselných súčiastkach
Školiteľ: doc. Ing. Peter Pokorný, PhD.
Študijný odbor: Strojárstvo
Študijný program: Strojárske technológie a materiály
Forma štúdia: denné štúdium
Téma nie je vhodná pre riešenie viacerými uchádzačmi:
Anotácia:
Dizertačná práca bude zameraná na skúmanie aditívnych dizajnových štruktúr. Ich využitie je široké a zahŕňa rôzne oblasti ako výroba, logistika, estetika a mnoho ďalších. Cieľom tejto práce je preskúmať rôzne hľadiská využitia dizajnových štruktúr a skúmať ich aplikácie v priemyselných odvetviach. Výskum bude smerovaný na mechanické vlastnosti dizajnových štruktúr, kde sa bude klásť dôraz na optimalizáciu topológie súčiastky, efektívnosť využitia materiálu a návrh dizajnu produktov, pri ktorých je vhodné a možné použitie dizajnových štruktúr. Aplikácia dizajnových štruktúr sa realizuje využitím aditívnych technológií a je vhodná pre súčiastky z plastov aj kovov. Súčiastky s aplikovanou dizajnovou štruktúrou vykazujú nižšiu hmotnosť, čím je možné ušetriť finančné prostriedky na materiál a tým prispieť ku zníženiu uhlíkovej stopy. Predpokladaným prínosom práce bude aplikácia dizajnových štruktúr do rôznych funkčných súčiastok, overenie funkčných, primárne mechanických vlastností skúmaných súčiastok a prípadné zavedenie takýchto dizajnových štruktúr do priemyselnej praxe.
Téma (5): Štúdium zmeny Q&P parametrov na zvýšenie odolnosti proti opotrebeniu pokročilých vysokopevných mangánových ocelí AHSS
Školiteľ: doc. Ing. Michal Krbaťa, PhD.
Školiteľ špecialista: doc. Ing. Daniel Križan, PhD. (voestalpine Stahl GmbH Linz, Rakúsko)
Študijný odbor: Strojárstvo
Študijný program: Strojárske technológie a materiály
Forma štúdia: externé štúdium
Téma nie je vhodná pre riešenie viacerými uchádzačmi:
Anotácia:
Práca sa zameriava na zmenu Q&P parametrov tepelného spracovania s cieľom zvýšiť odolnosť proti opotrebeniu pokročilých vysokopevných mangánových ocelí AHSS. Pre hĺbkové preskúmanie budú potrebné rôzne techniky, ktoré umožnia detailnú analýzu vzniku mechanizmov opotrebenia ako aj následné stanovenie ideálneho procesu tepelného spracovania. Medzi tieto techniky zaraďujeme: využitie dilatometra DIL 805A/D na fyzikálnu simuláciu rôznych metód tepelného spracovania s využitím hlbokého zmrazenia, skenovacia elektrónová mikroskopia (SEM) na analyzovanie vzniknutej mikroštruktúry, experimentálna simulácia trecích procesov na zariadený UMT TriboLab s vyhodnocovaním koeficientu trenia, objemové stanovenie zvyškového austenitu pomocou metódy saturačnej magnetizácie (SMM). Výsledky tejto štúdie budú poskytovať cenné nové poznatky o možnom využití vysokopevných AHSS ocelí v mechanizmoch, ktoré sú vystavené zvýšeným trecím procesom pri, ktorých dochádza k opotrebeniu a degradácií materiálu. Využitie týchto poznatkov v praxi môže viesť k vývoju materiálov pre automobilový a priemyselný sektor, ktorý bude mať pozitívny ekonomický dopad.
Téma (7): Vplyv technologických parametrov aditívnej výroby na geometrickú integritu a povrchové charakteristiky výtlačkov z plastov
Školiteľ: doc. Ing. Marcel Kohutiar, PhD.
Školiteľ špecialista: doc. Ing. Maroš Eckert, PhD.
Študijný odbor: Strojárstvo
Študijný program: Strojárske technológie a materiály
Forma štúdia: denné alebo externé štúdium
Téma nie je vhodná pre riešenie viacerými uchádzačmi:
Anotácia:
Rozvoj technológie aditívnej výroby, najmä FFF (Fused Filament Fabrication), významne ovplyvňuje oblasti strojárskej výroby a prototypovania. Napriek širokej dostupnosti tejto technológie ostáva otvorený vedecký problém kvantifikácie vplyvu procesných parametrov na rozmerovú presnosť a povrchovú kvalitu výtlačkov, čo je kľúčové pre ich funkčnosť v technických aplikáciách. Téma dizertačnej práce reflektuje aktuálne výzvy v oblasti metrológie a materiálového inžinierstva, čím nadväzuje na profil absolventa študijného programu Strojárske technológie a materiály.
Cieľom práce je preskúmať, ako vybrané parametre FFF tlače (napr. výška vrstvy, rýchlosť tlače, teplota tlače, orientácia vrstiev a hustota vnútornej výplne) ovplyvňujú presnosť geometrie a kvalitu povrchu plastových výtlačkov. Doterajšie štúdie sa často venujú len vybraným aspektom tohto problému, bez systematického porovnania a metrologického overenia.
Predpokladané metódy zahŕňajú experimentálnu výrobu vzoriek, metrologické merania (optická a kontaktná profilometria, 3D skenovanie, mikroskopia), testovanie zmien tvarovej stability po vystavení termooxidačnému starnutiu (napr. 70–100 °C počas 72 hodín) a cyklickému mechanickému zaťaženiu (napr. opakovaný ohyb, tlak alebo vibrácie), štatistické vyhodnotenie a analýzu korelácií. Výskum by mal viesť k definovaniu kvantitatívnych vzťahov medzi parametrami tlače a kvalitatívnymi výstupmi, čo umožní optimalizovať FFF proces pre priemyselné a technické aplikácie s dôrazom na presnosť, opakovateľnosť a využiteľnosť výtlačkov v praxi.
Téma (8): Vplyv materiálovej kombinácie na mechanické a termické vlastnosti polymérnych výtlačkov
Školiteľ: doc. Ing. Marcel Kohutiar, PhD.
Študijný odbor: Strojárstvo
Študijný program: Strojárske technológie a materiály
Forma štúdia: denné alebo externé štúdium
Téma nie je vhodná pre riešenie viacerými uchádzačmi:
Anotácia:
Aditívna výroba v súčasnosti umožňuje kombinovanie viacerých materiálov v rámci jedného 3D výtlačku, čím sa otvárajú nové možnosti pre vývoj funkčných a viacúčelových súčiastok. Viaczložkové polymérne systémy využívané v technológii aditívnej výroby predstavujú výzvu z hľadiska zabezpečenia dostatočnej adhézie medzi jednotlivými materiálmi, ako aj z pohľadu ich mechanickej a teplotnej stability.
Cieľom dizertačnej práce je preskúmať vplyv rôznych kombinácií a usporiadaní polymérnych materiálov na ich výsledné vlastnosti vo forme výtlačkov vytvorených aditívnou výrobou. Osobitný dôraz bude kladený na analýzu rozhrania medzi materiálmi a ich správanie pri statickom a dynamickom zaťažení. Mechanické vlastnosti budú hodnotené prostredníctvom klasických pevnostných skúšok, zatiaľ čo viskoelastické vlastnosti budú analyzované pomocou dynamickej mechanickej analýzy (DMA). Na charakterizáciu tepelných vlastností a prechodových javov budú využité aj ďalšie termické analytické metódy ako diferenčná skenovacia kalorimetria (DSC) a termogravimetrická analýza (TGA). Súčasťou práce bude aj hodnotenie adhézie medzi jednotlivými zložkami prostredníctvom ťahových testov.
Na základe získaných výsledkov budú formulované odporúčania pre efektívne využívanie multimateriálovej aditívnej výroby v technických aplikáciách, kde je dôležitá pevnosť, pružnosť, tepelná odolnosť a integrované technické funkcie v jednom výtlačku.
Téma (9): Štúdium mechanických a termických vlastností kompozitu na báze ASA s technickými plnivami pre nosné komponenty exoskeletových systémov
Školiteľ: doc. Ing. Marcel Kohutiar, PhD.
Školiteľ špecialista: doc. Ing. Michal Krbaťa, PhD.
Študijný odbor: Strojárstvo
Študijný program: Strojárske technológie a materiály
Forma štúdia: denné alebo externé štúdium
Téma nie je vhodná pre riešenie viacerými uchádzačmi:
Anotácia:
Zvyšujúci sa dopyt po ľahkých, pevných a odolných konštrukčných prvkoch v oblasti vybavenia záchranných zložiek vytvára potrebu vývoja nových materiálov vhodných pre aditívnu výrobu. ASA (akrylonitril-styrén-akrylát) predstavuje perspektívny polymér so zvýšenou UV stabilitou a dobrou chemickou odolnosťou, čo z neho robí vhodný základ pre tvorbu technických kompozitov.
Cieľom dizertačnej práce je vývoj a analýza vlastností kompozitného materiálu na báze ASA plneného technickými aditívami (uhlíkové vlákna, grafit, hliníkový prášok) pre aplikácie vo funkčných častiach exoskeletov. V rámci výskumu bude pripravený filament s optimalizovaným zložením pre aditívnu výrobu a zhotovené skúšobné vzorky pre testovanie mechanických, viskoelastických a tepelných vlastností.
Charakterizácia materiálu bude zahŕňať skúšky pevnosti a húževnatosti, analýzu správania pri rôznych teplotách pomocou DMA (dynamická mechanická analýza), ako aj stanovenie prechodových teplôt a tepelnej stability pomocou termických analytických metód (DSC, TGA). Vyhodnotená bude aj mikroštruktúra materiálu pomocou SEM s cieľom posúdiť rovnomernosť rozloženia plnív a kvalitu spojenia medzi matricou a výstužou.
Výsledky práce podporia vývoj a aplikáciu kompozitného ASA materiálu vhodného pre aditívnu výrobu zaťažovaných komponentov v exoskeletových systémoch záchranných zložiek, s dôrazom na pevnosť, odolnosť voči vonkajším vplyvom, nízku hmotnosť a tvarovú stabilitu.
Téma (11): Experimentálne meranie a výskum vnútro balistických javov v reálnom čase neinvazívnym spôsobom s využitím materiálových vlastností
Školiteľ: doc. Ing. Jozef Majerík, PhD., EUR ING
Školiteľ špecialista: RNDr. Peter Fabo, PhD., prof. Ing. Igor Barényi, PhD., EUR ING, Ing. František Petráš (externý školiteľ špecialista)
Študijný odbor: Strojárstvo
Študijný program: Strojárske technológie a materiály
Forma štúdia: externé štúdium
Téma nie je vhodná pre riešenie viacerými uchádzačmi:
Anotácia:
Interná balistika, ako jeden z vedných odborov v oblasti balistiky, kde je známa aj prechodová, vonkajšia a terminálna balistika, na rozdiel od vymenovaných aktuálne nie je schopná vo svojej experimentálnej oblasti zbierať informácie o priebehu tlaku, tepla a rýchlosti strely priamo na hlavni, použitom strelive v reálnom čase a neinvazívnym spôsobom. Uvedené deje majú výrazný vplyv jednak na materiál hlavne, ale aj na povrchové vrstvy vo vnútri hlavne vyrobené technológiou hlbokého vŕtania a pridruženými dokončovacími metódami. Zároveň priamo ovplyvňujú aj celý výsledok streľby. Analýza a vyhodnotenie týchto dejov sa vykonávajú primárne separátnym spôsobom, kde strelivo je posudzované v tlakomerných hlavniach za pomoci piezoelektrických ventilov a testované hlavne sú primárne kontrolované na báze defektoskopických metód alebo simuláciou tlakov. V danom odvetví sa najviac využíva teoretická časť, ako výpočet tlakov, teploty prachových plynov, alebo výpočet rýchlosti strely. Používané sú primárne empirické metódy výpočtu, overovanie je nepriame a to cez meranie úsťovej rýchlosti strely a následného letu strely, alebo jej dopadom ako požadovaný cieľ. Priame meranie v reálnom čase uvedených veličín nie je praktizované pre svoju komplikovanosť a ohľad je braný hlavne na bezpečnosť takéhoto energetického stroja, čo je určované najmä povolenými hraničnými hodnotami uvedených veličín. Cieľom dizertačnej prace je návrh, výroba a montáž experimentálneho zariadenia s príslušnými vyhodnocovacími metódami, ktoré budú merať a vyhodnocovať všetky tri uvedené veličiny, a zároveň aj prehĺbenie vedomostnej základne o vnútornej balistike a aplikovaného výskumu k presnejším dátam, ktoré môžu priamo ovplyvniť prevádzkovú bezpečnosť, dizajnovú optimalizáciu ale hlavne potvrdiť alebo pozmeniť hodnotenie používaných materiálov hlavní a technológií ich výroby. Je možné potvrdiť, že materiálová časť je kľúčová najmä pre vnútornú balistiku.