TUZA, M. Hodnocení rozměrové a tvarové přesnosti součástí vyrobených z plastu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.

Posudek vedoucího

Sedlák, Josef

Posuzovaná diplomová práce je zpracována v souladu se zadáním na velmi dobré úrovni. Práce se mimo jiné zabývá zejména hodnocením rozměrové a tvarové přesnosti zkušebních vzorků vyrobených extruzí a 3D tiskem ze zvolených plastů, jejichž povrch se připravil technologií frézování (s a bez procesní kapaliny) dle stanovených vstupních podmínek a zadaných parametrů. Práce je rozdělena na dvě části – teoretickou a praktickou. V teoretické části je provedena charakteristika technických plastů od historie až po současnost s možnostmi jejich aplikačního použití. Součástí teorie je také charakteristika výroby plastů pomocí technologie extruze a technologie 3D tisku. V navazující části se práce zabývá vybranými aditivními metodami 3D tisku, přes jejich využití, až po jejich třískové obrábění. Teoretická část práce je ukončena charakteristikou rozměrové a tvarové přesnosti od jednotlivých základních definic až po dosažitelné přesnosti pro základní technologie třískového obrábění. Praktická část práce se zabývá přípravou samotných vzorků, volbou řezných podmínek, vlastím měřením, vyhodnocením a porovnáním povrchů zkušebních vzorků vyrobených extruzí a 3D tiskem na základě nejčastěji hodnocených profilových a plošných parametrů. V této části práce je provedeno výsledné statistické zpracování naměřených dat včetně grafického porovnání aplikované technologie frézování (doplněné o vliv procesu chlazení) a vyhodnocení naměřených parametrů drsnosti povrchu (2D profil drsnosti, 3D textura povrchu). Součástí této praktické časti je rovněž hodnocení dvou zvolených rozměrů (vzdálenost a rovnoběžnost). Práce je ukončena zhodnocením dosažených výsledů, ve kterém jsou mezi sebou porovnány všechny testované zkušební vzorky s cílem získání výsledného pořadí (bodové hodnocení dle různých kritérií) a celkovým doporučením pro různá praktická využití. Samotná práce ukázala, jakou zásadní roli při hodnocení povrchů vzorků hrají různé vlivy a jak důležité je pro jejich komplexní popis zvolit dostatečné množství hodnotících parametrů. Diplomant získával potřebné informace a podklady při konzultacích na školním pracovišti, ale také na externí VaV organizaci, která se podílela na řešení uvedeného tématu. Získané informace maximálně zužitkoval v předložené práci. Po grafické stránce je práce zpracována na odpovídající úrovni. Podklady potřebné pro svoji práci diplomant čerpal z literárních, odborných, ale převážně z elektronických zdrojů, o které se také opírá. Při řešení diplomové práce postupoval diplomant správně. Prezentované výsledky jsou přesvědčivé a jsou přehledně uspořádány pomocí obrázků, tabulek a grafických závislostí. Práce je přehledná a srozumitelná. Z výše uvedených skutečností vyplývá, že diplomant splnil zadání v plném rozsahu, a proto doporučuji diplomovou práci k obhajobě.

Posudek oponenta

Dobrocký, David

Diplomant Bc. Marek Tuza zpracoval svoji diplomovou práci na téma „Hodnocení rozměrové a tvarové přesnosti součástí z plastů“. Předložená práce se zabývá hodnocením rozměrové přesnosti plastových součástí vyrobených s využitím technologie 3D tisku a extruze, spolu s hodnocením textury povrchu frézovaných ploch, které byly na těchto součástech zhotoveny. Rozsah diplomové práce je 73 stran. Práce je členěna na Úvod, 3 základní kapitoly a Závěr. Součástí práce je 68 obrázků, 17 tabulek a 21 příloh. Rozsah práce odpovídá běžným zvyklostem. V Úvodu diplomant analyzuje přednosti a nevýhody plastů v průmyslové výrobě, popisuje známé technologie výroby součástí z plastů a uvádí motivaci ke zpracování zvoleného tématu své práce. Dále definuje výběr materiálů pro svoji experimentální část a krátce zhodnocuje význam a využití předpokládaných dosažených výsledků. První kapitolou je rozbor zadání, ve kterém diplomant specifikuje způsob hodnocení rozměrů a textury povrchu plastových vzorků po frézování, popisuje použité materiály plastů a počet zvolených vzorků pro jednotlivé technologie výroby. Nakonec definuje hodnocené rozměry plastových vzorků a uvádí parametry, které využil pro hodnocení textury povrchu. Druhá kapitola obsahuje literární rešerši, ve které se diplomant zabývá charakteristikou plastů z hlediska historického a jejich rozdělení podle chování při vyšších teplotách. Dále zde popisuje technologii výroby plastů extruzí a s využitím 3D tisku. U technologie 3D tisku se zabývá i její historií a metodami, které popisuje, včetně uvedení jejich výhod a nevýhod. Diplomant se v této kapitole zabývá také problematikou třískového obrábění plastů, se zaměřením na jejich řezání a frézování. Hodnotí rozměrovou a tvarovou přesnost, definuje rozměr, geometrické tolerance a tvar, uvádí základní 2D parametry profilu drsnosti a 3D parametry plochy. V závěru kapitoly popisuje dosahované přesnosti různých metod obrábění. Ve třetí kapitole, která je kapitolou nejrozsáhlejší, diplomant popisuje proces experimentální části své diplomové práce z hlediska volby použitých materiálů, u kterých uvádí jejich základní vlastnosti a možnosti použití. Dále popisuje přístroje, zařízení a strojní vybavení použité k přípravě vzorků a provedení experimentálních měření. Diplomant rozebírá i postup výroby vzorků z hlediska jejich modelování a tištění s využitím 3D tiskárny. Součástí kapitoly jsou i výsledky měření rozměrů a hodnocení textury frézovaných ploch, které dokumentuje v tabulkách, grafech a obrázcích. Rozměrové změny diplomant porovnává z hlediska průměrných hodnot, odchylek a směrodatných odchylek zvolených plastů vyrobených 3D tiskem a extruzí. V případě hodnocení textury povrchu srovnává dosažené 2D parametry Ra a Rz a 3D parametry Sa a Sz frézovaných ploch, a to opět pro jednotlivé zvolené plasty vyrobené výše uvedenými technologiemi. V rámci porovnání výsledků diplomant zhodnocuje odchylky dosažených rozměrů, tzn., že provedl sečtení odchylky vzdálenosti a rovnoběžnosti. Dále zhodnocuje dosažené výsledky textury povrchu a popisuje vhodnost jednotlivých plastů a technologií jejich výroby. Celkové zhodnocení diplomant provedl s využitím bodového hodnocení jednotlivých plastů z hlediska výsledků z provedených měření. Na základě dosažených výsledků vyvozuje závěry týkající se vhodnosti využití jednotlivých plastů a použití chlazení při frézování. Nakonec třetí kapitoly diplomant zhodnocuje výsledky vzhledem k jejich praktickému využití a vyvozuje praktická doporučení pro průmyslovou praxi. V Závěru je uvedeno shrnutí experimentální části práce a uvedeny její nejvýznamnější výsledky. Seznam použitých zdrojů obsahuje celkem 96 referencí, ve kterých převažují internetové zdroje, dále se diplomant v menší míře opírá o zdroje literární a odborné články. V seznamu použitých zdrojů diplomant neuvádí ani jednu normu. Připomínky k práci: • diplomant v několika případech používá ne zcela vhodná vyjádření – na str. 9 „výhodou plastů oproti jiným látkám je jejich lehkost“ – vhodnější je použít „nízká hmotnost“, na str. 9 „Tvary vzorků byly měřeny na optickém měřícím přístroji“ – zde se nejedná o měření tvarů, ale o měření drsnosti (2D) a textury (3D) povrchu, na str. 11 „K jejich měření slouží 2D profil drsnosti a 3D textura povrchu“ – neslouží k měření, ale k hodnocení, na str. 12 „V druhé polovině 20. století“ – správně je „Ve druhé“, na str. 16 „První 3D tisk digitálních dat proběhl“ – digitální data nemohla být tištěna, na str. 17 „na kterém se vyladí všechny chyby“ – lepší by bylo „na kterém se odstraní všechny chyby“, na str. 24 „nároky na jakosti strojních součástí“ – má být „nároky na jakost“, i když dnes se používá termín kvalita, na str. 24 termín „odolnost proti korozi součástí“ – lépe zní „odolnost součástí proti korozi“, na str. 24 věta „Při výrobě součástí dochází k neočekávaným poškozením, čemuž se říká nedokonalost povrchu.“ – definice podle normy ČSN EN ISO 8785 popisuje nedokonalosti povrchu komplexněji, na str. 29 uvádí k hodnocení 3D textury povrchu, že se jedná o „komplexnější posouzení drsnosti povrchu“ – zde se nejedná o drsnost, ale plochu, takže ve větě by nemělo být slovo „drsnosti“, na str. 32 použil diplomant větu: „Pro tento výzkum byla z důvodu zaujmutí co nejširšího spektra čtenářů zvolena metoda 3D tisku FFF“ – tato metoda byla určitě zvolena z jiného, praktičtějšího důvodu, na str. 32 dále uvádí, že „Vzorky připravené 3D tiskem měly rozměry připravené rovnou k frézování“ – stačilo by napsat, že měly také přídavky na obrábění, na str. 33 při popisu použitých materiálů ve dvou případech používá spojení „viz tab. 4“ 2x ve větách za sebou, což působí rušivě, na str. 47 slovní spojení „kde není průvan“ – spíše „kde nepůsobí vlivy okolní atmosféry“, na str. 55 „druhým pravděpodobně nejpoužívanějším parametrem“ – slovo pravděpodobně je tam zbytečné, na str. 62 je v jedné větě 2x uvedeno zvratné zájmeno „se“; • zápis všech odkazů na literární zdroje je v celé práci v rozporu s normou ČSN ISO 690; • ve většině případů je zápis jednotek v rozporu s normou ČSN ISO 690; • diplomant v celé práci, pro hodnocení textury povrchu, používá výraz „tvarová přesnost“ (např. viz str. 10, str. 24, str. 27, str. 30), tento výraz je v technické praxi používán ve spojení s tolerancí tvaru (přímost, rovinnost, kruhovitost atd.), dále parametry pro hodnocení 2D profilu drsnosti (R – parametry) a 3D plochy (S – parametry) nazývá tvarovými parametry (celkem jich hodnotí 11) – tvarové parametry při hodnocení drsnosti existují, ale jsou pouze dva, a to Rda a Rdq, tyto ovšem diplomant ve své práci nepoužívá; • kvalita obr. 5 a obr. 6 by mohla být lepší; • na str. 21 v podkapitole 2.4 diplomant uvádí, že „Firmy stále více hledají zakázky na obrábění plastů, protože při jejich obrábění nevznikají tak velké síly.“ – menší opotřebení nástrojů nebude jediné hledisko. Dále píše, že „Obrábění má totiž nízké náklady“ – ve srovnání s jakou technologií?; • na str. 22, v podkapitole 2.4.2 Frézování plastů diplomant popisuje zcela nedůležité věci, které se problematice frézování plastů vůbec netýkají a zbytečně odvádějí pozornost od řešeného tématu, např. věta „Stroj je frézka, která může měnit rychlost otáček a posuvu.“ nebo „Nástroj je fréza, která má různý počet břitů.“, dále věta „Tyto frézky využívají např. studenti ve školních dílnách, aby pochopili základní principy obrábění a domácí kutilové nebo méně zdatní obráběči ve strojírenských podnicích“.; • na str. 24, v podkapitole 2.5 diplomant uvádí, že: „Tolerance rozměrů se udává pouze na funkční díly.“ Zde měl, předpokládám na mysli „funkční plochy“. Dále pokračuje větou: „Příliš přesná výroba nefunkčních dílů zbytečně zvyšuje náklady na výrobu.“ Zde je opět chybná interpretace a diplomant pravděpodobně mínil „funkční díly“, protože i příliš přesná výroba funkčních dílů zvyšuje náklady na jejich výrobu.; • na str. 24 v podkapitole 2.5.1 jsou zbytečně podrobně popisovány používané způsoby tolerování rozměrů, tato část práce má charakter skript; • na str. 26 v podkapitole 2.5.2 se diplomant odvolává na normu ČSN 2768-2, ačkoliv ji v seznamu použitých zdrojů neuvádí; • na str. 28 diplomant popisuje parametr drsnosti Rz a uvádí: Jedná se o údaj, který zobrazuje střední hloubku drsnosti povrchu vztaženou k základní délce.“ Norma ČSN EN ISO 4287 parametr Rz popisuje jinak, a to jako součet výšky Zp nejvyššího výstupku profilu a hloubky Zv nejnižší prohlubně profilu v rozsahu základní délky.; • v podkapitole 3.3.2 (od str. 41), kde diplomant popisuje výrobu vzorků 3D tiskem, zcela zbytečně uvádí pasáže s popisem jednotlivých kroků při zhotovování modelů vzorků s využitím programu SolidWorks, včetně obrázků. Tento styl dále aplikuje i na popis samotného tištění dílů na 3D tiskárně, a to až do str. 47. Tato část v rozsahu téměř sedmi stran připomíná uživatelskou příručku a snižuje celkovou úroveň diplomové práce.; • na str. 48, v podkapitole 3.4 Třískové obrábění diplomant píše, že: „Opotřebení řezného nástroje při frézování nebylo bráno v potaz.“ Opotřebení nástroje při obrábění plastů je jedním z nejdůležitějších hledisek, pro obrábění plastů se doporučují vždy ostré (nabroušené) nástroje. Z jakého důvodu diplomant neřešil tuto skutečnost, když je jeho práce zaměřena mimo jiné na hodnocení textury povrchu po frézování a stav nástroje zde bude hrát důležitou roli?; • na str. 55 je věta: Při měření každé plochy si sonda nejprve vyhotovila pomyslnou síť 16 naměřených bodů na ploše“. Tato pomyslná síť byla vytvořena sondou automaticky nebo ji vytvořil někdo jiný? Není zde zcela správně vyjádřen postup měření rozměrů.; • na str. 59 diplomant popisuje texturu povrchu materiálu PA a PP (obr. 66 a obr. 67) k popisu uvedl, že: „Oproti tomu obr. 67 zobrazuje materiál PP frézovaný s chladící emulzí a vyrobený 3D tiskem, na jehož povrchu lze vidět velké nerovnosti“. Nerovnosti jsou vidět i na obr. 66, zde bych očekával podrobnější popis textury povrchu a hlubší úvahu nad rozdíly mezi oběma povrchy.; • na str. 60 v podkapitole 3.6 Porovnání výsledků diplomant uvádí: „U výsledných hodnot je však potřeba zohlednit fakt, že při měření záleží spíše na kvalifikovanosti a pečlivosti frézaře nežli na druhu obráběného materiálu.“ Tato věta je chybně interpretována a je zavádějící, měření neprováděl frézař, ale diplomant. Cílem diplomové práce bylo provést rešerši problematiky výroby plastů z hlediska používaných materiálů, technologií výroby, jejich obrábění a dosahovaných rozměrových přesností a kvality povrchu, dále stanovit změny rozměrů a kvality povrchu v závislosti na použitém materiálu, technologii jeho výroby a použití chlazení během obrábění a nakonec získat nové poznatky v oblasti vhodného návrhu materiálů pro výrobu součástí obráběním, včetně podmínek při obrábění plastů. Na základě dosažených výsledků lze konstatovat, že cíle stanovené zadáním diplomové práce byly splněny. Práce je po věcné, grafické a jazykové stránce zpracována na dobré úrovni. V práci se nacházejí výše uvedené formální nedostatky, které nesnižují celkovou úroveň diplomové práce. Úroveň práce je ovšem snížena použitím některých nevhodných pasáží, ve kterých diplomant popisuje věci zcela zbytečné a v práci tohoto typu nevhodné. Dále diplomant uvádí některé výrazy a slovní spojení, která nejsou v souladu s platnými normami a nejsou běžná pro použití v technických textech. Na druhou stranu lze vyzdvihnout rozsah provedených experimentů, zpracování a vyhodnocení získaných výsledků. Celkově lze konstatovat, že práce má vhodnou odbornou úroveň a dosažené výsledky mohou být použity pro další výzkum v této oblasti, případně v aplikačním využití v praxi. Diplomovou práci Bc. Marka Tuzy doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 140245