Detail předmětu

3D digitální technologie a CAD

FSI-RS1Ak. rok: 2021/2022

Předmět seznamuje studenty s moderními digitálními technologiemi a postupy používanými v procesu vývoje a konstrukce výrobku. Výuka je kromě zaměření na strojírenské CAD systémy unikátně rozšířena také o oblasti rapid prototyping, 3D digitalizace, virtuální realita a reverse engineering. Studenti tak získají komplexní přehled o technologickém portfoliu v návrhové, předvýrobní a výrobní fázi životního cyklu součásti. Výuka je postavena na špičkovém technologickém zázemí fakulty a na praktických úlohách z praxe.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav konstruování (ÚK)

Výsledky učení předmětu

Studenti získají komplexní přehled o možnostech využití 3D digitálních technologí v procesu vývoje a konstrukce.

Prerekvizity

Základní vědomosti z oblasti konstrukce strojních součástí a uzlů.
Znalost ovládání počítače.
Znalost metody konečných prvků.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení jsou zaměřena na praktické zvládnutí 3D optických digitalizačních metod a pokročilé modelování v CAD softwarech.

Způsob a kritéria hodnocení

Zápočet bude udělen v případě, kdy student bude pravidelně docházet do výuky, vypracuje příklad v CAD softwaru a odevzdá semestrální projekt. Výsledná známka ze zkoušky je kombinací hodnocení testu pokrývajícího látku probíranou na přednáškách a semestrálního projektu.
Student odevzdá na konci semestru vypracovaný semestrální projekt: 3D digitální model, report z analýzy deformací.
Vše pouze digitálně.

Učební cíle

Cílem předmětu je teoretické i praktické seznámí studentů s principy počítačové podpory konstruování a virtuálního navrhování. Výuka zahrnuje technologie 3D digitalizace, reversního inženýrství, rapid prototypingu a direct digital manufacturingu.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Výuka ve cvičeních je povinná, kontrolu účasti provádí vyučující. Forma nahrazení výuky zameškané z vážných důvodů a ve zcela výjimečných případech je řešena individuálně s vyučujícím. Tolerují se maximálně 2 omluvené absence bez náhrady.

Základní literatura

MURRAY, J.D; VANRYPER W. Ecyklopedie grafických formátů – druhé vydání. 2. vyd. Brno: Computer Press, 1997. 917 s. ISBN 80-7226-033-2.
GEBHARDT, Andreas, Julia KESSLER a Laura THURN. 3D printing: understanding additive manufacturing. 2nd edition. Munich: Cincinnati: Hanser Publishers ; Hanser Publications, 2019, xvi, 204 stran : ilustrace ; 24 cm. ISBN 978-1-56990-702-3. (EN)
GIBSON, I., D. W. ROSEN a B. STUCKER. Additive Manufacturing Technologies: Rapid Prototyping to Direct Digital Manufacturing. Boston, MA: Springer US, 2010. ISBN 9781441911193. (EN)
Kraus, Karl. Photogrammetry, Geometry from Images. Berlin : Walter de Gruyter GmbH & Co. KG, 10785 Berlin, Germany., 2007. 978-3-11-019007-6.
McMahon, Ch., Browne, J. CAD/CAM – principles, practice and manufacturing management. 2.vyd. Harlow: Pearson Edication Limited. 1998. 643s. ISBN 0-2001-17819-2
Noorani, Rafiq. Rapid Prototyping: Principles and Applications. Hoboken, New Jersey : John Wiley & Sons, 2006. ISBN-13: 978-0471730019.
SALOMON, D. Computer Graphics and Geometric Modeling. Springer, 1999. 833 s. ISBN 0-387-98682-0
Venuvinod, K., P. and Ma, W. RAPID PROTOTYPING: Laser-based and Other Technologies. Norwell : Kluwer Academic Publishers, 2004. p. 389. 1-4020-75 77-4.
Wohlers Report 2012. [PDF] Fort Collins : s.n., 2012. Annual Worldwide Progress Report. ISBN: 0-9754429-8-8.

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program N-IMB-P magisterský navazující

    specializace IME , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný
    specializace BIO , 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program N-MET-P magisterský navazující 1 ročník, letní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Aneta Zatočilová, Ph.D.
Ing. David Košťál, Ph.D.
doc. Ing. Daniel Koutný, Ph.D.
Ing. David Škaroupka, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do CAD, historie, rozdělení, pojmy, PLM
2. Reprezentace těles, křivky, plochy
3. Částicové systémy, fraktály, grafické formáty
4. Datové formáty - STEP, X_B, SAT, VRML, STL, X3D, OBJ a další
5. 3D digitalizace (přehled technologií, optické skenery, kontaktní skenery, full body skenery, faciální skenery)
6. Zpracování point cloudu - polygonální data (systém ATOS, reverzní inženýrství, Tebis, Rapidform), voxelová data
7. Kontrola kvality
8. Nekonvenční technologie - 3D tisk plastů
9. Nekonvenční technologie - 3D tisk kovů
10. Topologická optimalizace
11. Zobrazování prostorových dat, kustomizace CAD modelu
12. Algoritmické modelování a generativní design
13. Integrace digitálních modelů s reálným světem, virtuální realita

Cvičení s počítačovou podporou

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jakub Hurník, Ph.D.
Ing. Ondřej Vaverka

Osnova

1. Zadání úlohy k zápočtu, rozdělení do skupin, úvod do problému (společně)
2. Autodesk Inventor – modelování dílů
3. Autodesk Inventor – modelování dílů
4. Autodesk Inventor – modelování sestav
5. Autodesk Inventor – modelování sestav
6. Fotogrammetrické měření (po skupinách v laboratoři) – deformace
7. Fotogrammetrické měření (po skupinách v laboratoři) – deformace
8. 3D digitalizace – geometrie (po skupinách v laboratoři)
9. 3D digitalizace – geometrie (po skupinách v laboratoři)
10. Softwarové zpracování ATOS (společně)
11. Softwarové zpracování Tritop (společně)
12. Samostatné řešení zadaného projektu pod dohledem lektora (společně na učebně)
13. Zápočet a předtermín

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz