Zasloužená pozornost na přehlídce žákovských prací
Po kovidové pauze byla opět obnovena přehlídka žákovských prací Středoškolská technika - StreTech, kterou pořádá již po léta ČVUT Praha ve svých prostorách v Dejvicích (foto z letošní přehlídky). 1. června jsme prezentovali dvě práce našich absolventů. Obě vzbudily velkou pozornost pracovníků Fakulty strojní ČVUT Praha, zejména těch, jejichž oborem je konstruování.
Jednou z prací byla letošní maturitní práce s názvem Tvarová optimalizace ramena lopatového nakladače autora Josefa Zalabáka (třída 4STB), druhou pak loňská maturitní práce autorky Martiny Vojtové (loňská 4STB) s názvem Design madla sportovního luku.
Uvedené maturitní práce se zabývají tvarovou optimalizací, generativním navrhováním, pevnostními analýzami a analýzami tvarové stability (bezpečnosti proti zhroucení). Jedním z výstupů je i výtisk pořízený na 3D tiskárně. Tvarovou optimalizací nazýváme počítačovou metodu, kdy počítačový program na základě vstupních dat ubírá materiál součásti tam, kde je malé namáhání. Generativní navrhování jde dál. Není potřeba výchozí tvar, stačí zadat okrajové podmínky, tedy tvarové prvky, které je nutno zachovat, vazby s okolím a zatížení, případně místa, kam počítač nesmí umístit materiál, a výsledné tvary jsou dílem počítačového programu. Vznikají tak bizarní, tzv. bionické tvary součástí připomínající přírodní útvary. Návrhy včetně zmíněných analýz vycházejí z tzv. metody konečných prvků (numerická výpočtová metoda využívající schopnosti počítače provést nesmírné množství výpočtů v akceptovatelném čase).
Odborníky z ČVUT udivilo, že se někdo na úrovni střední školy vůbec zabývá těmito progresivními metodami navrhování, a říkali, že se s tím dosud nesetkali. Jejich zájemci o studium přicházejí, aniž by o této oblasti měli povědomí.
Uvedené práce značně přesahují rámec běžné výuky. Mohu k nim přiřadit ještě maturitní práci Anny Karbanové z roku 2019. Ta se zabývala principem Wankelova motoru s krouživým pístem, jehož současné využití je v napínacím zařízení bezpečnostního pásu automobilu, kdy se tento systém aktivuje při nárazu; využívá se rychlého roztočení rotoru pyropatronami. Autorka vygenerovala složitý tvar pracovního prostoru „wankelu“ pomocí modulu Dynamická simulace programu Autodesk Inventor Professional tak, že nechala píst, pohybující se planetovým pohybem, vykreslit trajektorii, která se stala základem pro modelování skříně.
Ve všech případech bylo využito softwaru, k němuž mají žáci běžně přístup. Jde o zmíněný Inventor, dále Autodesk Fusion 360 a Josef Zalabák použil pro statickou a kinematickou analýzu mechanismu starších mobilních aplikací, které pomocí emulátoru prostředí Android spustil v systému Windows 10.
Jsem rád, že jsem u toho byl jako vedoucí prací, a doufám, že nebyly první a poslední.
Na obrázcích jsou postery prezentované na přehlídce StreTech 2022.
