Jedinečná soutěž AV Engineering Awards již třináctým rokem upozorňuje na výjimečné inženýrské počiny vytvářené v českých firmách a na tuzemských technických školách. Shodným rysem přihlášených prací byla letos jejich vysoká úroveň napříč kategoriemi.
Úkol odborné akademie je každým rokem těžší. Zatímco se „akademici“, z nichž větší část tvoří vrcholní manažeři nebo majitelé průmyslových firem a zbytek zástupci škol a odborných médií, o přestávkách tradičně baví o neutěšené situaci v oblasti technického vzdělávání, diskusní bloky, v nichž posuzují zapsané projekty, jsou naplněny dumání nad tím, jak z té různorodé směsky výborných nápadů a zajímavých řešení vybrat ta, jež skutečně vyčnívají nad ostatní a zaslouží si ocenit. Výsledek často bývá dílem kompromisu, někdy taky energických polemik, názorových střetů a opakovaných hlasování.
Ročník 2014, kdy vedle sebe v hodnotící akademii zasedli mimo jiné Igor Tichý, generální ředitel Koh-i-noor Mladá Vožice, Dušan Pop, technický ředitel Ammann Czech Republic, Vladimír Zikmund, výkonný ředitel ZKL – výzkum a vývoj, šéfredaktor časopisu Konstruktér Jan Homola a další, vyhodnocovala celkově 41 projektů hodných pozornosti.
Vzájemný konsenzus nakonec vedl k výběru vítězů v pěti hlavních kategoriích – vývoj výrobku s podporou softwaru Creo/Arbor-text/Mathcad/Windchill do dvou uživatelů, vývoj výrobku s toutéž výbavou nad tři uživatele, nováček začínající s těmito technologiemi, středoškolský projekt a univerzitní projekt. Vedle toho byly uděleny ceny návštěvníků portálu Aveng.cz a jedno zvláštní uznání. Detailní popis oceněných projektů přinášejí následující řádky.
Silniční tandemový válec řady ARX
Společnost Ammann původem ze Švýcarska je globálním dodavatelem asfaltových závodů a strojních zařízení pro silniční stavitelství. Projekt silničního tandemového válce řady ARX do soutěže AV Engineering Awards přihlásil konstruktér Václav Matuška z její dceřiné firmy Ammann Czech Republic.
Silniční tandemové válce ARX jsou stroje kloubové konstrukce, určené především pro hutnění asfaltových krytů vozovek. Omezeně je lze využít i k hutnění jiných materiálů. Cílem tohoto projektu bylo vyvinout novou řadu kloubových válců o hmotnosti 9 až 11 tun s novými motory splňujícími aktuální a budoucí emisní limity, s vysokou mírou unifikace dílů a skupin se souběžně vyvíjeným strojem páteřové konstrukce. Sjednocujícími prvky všech nově vyvíjených strojů ve společnosti je integrace univerzální kabiny a design ve stylu „Solid Power“.
Válce typu ARX se od současné osm let staré řady AVX výrazně odlišují. Jejich vzhled byl sjednocen s ostatními připravovanými stroji a použita byla tzv. univerzální kabina. Z těchto důvodů byla zvláště důležitá důkladná předprojektová příprava s ohledem na ostatní budoucí stroje společnosti a úzká spolupráce s externím designérem.
Pro válce řady ARX bylo nutné založit úplně nové projekty od první skici. Ve vysoké míře se využívalo skeletonové techniky včetně tzv. motion skeletonů pro rychlé řešení kinematiky a kolizí. Po rozdělení stroje na jednotlivé konstrukční uzly a skupiny bylo možné zvýšit konstrukční kapacitu včetně využití externích sil. Kabina byla poprvé vyvíjena kompletně externě, a to rakouským výrobcem a dodavatelem. Díky skeletonu rostla sestava stroje „sama“. Ve výkresové dokumentaci bylo maximálně vyžito pohledů ze zjednodušených reprezentací pro snížení chyb během výroby a montáže. Snížení výrobních nákladů je dosahováno použitím univerzálních dílů a sestav mezi různými stroji. Pro snížení vývojových nákladů firma standardně využívá při návrhu kritických uzlů integrovanou FEM analýzu. Katalogy pak zpracovává v softwaru Arbortext.
Středopodlažní tramvajový podvozek „Komfort plus 1524“
Konstruktér Robert Zemánek se zabývá strojírenskou projekcí a konstrukcí v oboru kolejových vozidel. Do soutěže přihlásil projekt, obnášející zpracování kompletní výkresové dokumentace pro výrobu tramvajového podvozku na objednávku ruského zákazníka. Jeho cílem bylo vyhovět požadavku klienta na dodání poměrně složité sestavy v časově náročném termínu několika málo měsíců.
Výjimečná je zde stavebnicovost podvozku, umožňující rychlé odvození alternativní konstrukční varianty podle potřeby z normálního na široký rozchod. Konstruktér při práci v PTC Creo ocenil neustálé zkracování času nutného pro vývoj výrobku při minimalistickém personálním obsazení.
Dětská autosedačka Aton Q
Studio Koncern se zabývá navrhováním designu a vývojem výrobků především pro zahraniční firmy. Na trhu je třináct let a za design dostalo již mnoho mezinárodních cen. Pravidelně své práce vystavuje v zahraničí. Studio specializované na průmyslový design, poskytuje širší podporu při vývoji výrobků, která začíná už rešerší v daném oboru, přes zadání k vývoji a spolupráci s marketingovým oddělením klienta. Při zadání nového projektu studio nedostává od konstrukční kanceláře klienta kompletní zadání výrobku, ale naopak konstrukce následuje limity dané designem. Autosedačka Cybex Aton Q patří do skupiny 0+, tzn. pro novorozence až pro děti do zhruba osmnácti měsíců. Tato sedačka získala v roce 2014 mezinárodní cenu za design Red Dot Award. Cílem bylo vytvořit „nejlepší produkt na trhu“ s maximálním důrazem na bezpečnost a kvalitní design.
Nový je systém ochrany proti bočnímu nárazu L.S.P., který se od předchozího projektu liší konstrukcí – jedná se o teleskopický systém z hliníkových profilů. U tohoto výrobku byla klíčovým parametrem i váha, proto se spolupracovalo se specializovanou konstrukční kanceláří na optimalizaci váhy výrobku při zachování parametrů pevnosti.
V designovém studiu na projektu pracuje jeden inženýr, který pro svou práci stejně jako zákazník používá konstrukční software Pro/Engineer. To firmě umožňuje rychlou komunikaci s konstrukční kanceláří zákazníka, takže má rychlou zpětnou vazbu v průběhu celého vývoje. Dalším faktorem zrychlení vývoje jsou 3D tisky designových modelů prováděné interně.
Běžný vývoj výrobku, jako je oceněná autosedačka Anton Q, trvá od zadání po uvedení na trh zhruba dva až tři roky. Studio Koncern díky moderním technologiím a procesům, které využívá, rychlé zpětné vazbě a reálným zkouškám modelů, bylo schopno tento čas zkrátit na méně než polovinu.
Konstrukční řešení podvozku se všesměrovými koly
Bakalář Matěj Gala studuje katedru robotechniky na VŠB – TU v Ostravě. Do soutěže přihlásil svoji diplomovou práci, v níž se věnoval konstrukčnímu řešení a realizaci všesměrového podvozku v jeho optimální koncepci, včetně otestování jízdních vlastností.
Při konstrukčním řešení byly použity aplikace Creo Parametric 2.0 a Mathcad 14, jejichž propojení umožnilo vytvořit metodiku pro návrh svěrného spojení s proříznutým nábojem, kdy návrhový výpočet v Mathcadu spolupracuje s Creem a na základě výpočtu je generována součást, která je dále testována pevnostní analýzou. Produktem spojení je realizovaná a fungující součást na podvozku. Jako velký přínos systému Creo vidí Matěj Gala schopnosti ověřovat kinematické a dynamické účinky ve 3D modelu. Spojení s výpočtovým softwarem Mathcad ze systému Creo činí velice užitečného pomocníka při návrzích a realizaci strojních součástí. Díky financování z vysokoškolského grantu mohl student projekt realizovat a ověřit praktickými zkouškami na vyrobeném podvozku.
Studentská formule TU Brno Racing
Ve velké světové konkurenci se tým studentů Fakulty strojní VUT v Brně již po čtvrté účastní mezinárodních závodů v soutěži Formula Student na okruzích v Německu, Česku a Maďarsku. Zajímavostí letošní sezony je vytvoření „aero“ týmu, který zařídil kompletní řešení aerodynamiky pro monopost čtvrté generace Dragon 4. Zařazení nových aerodynamických prvků by teoreticky mělo přinést i vyšší váhu, ale vzhledem k tomu, že ostatní subřešitelské týmy, jež mají na starosti podvozek, rám, motor a elektroniku, pracovaly ve fázi vývoje také velmi tvrdě, podařilo se celkovou hmotnost formule celkovou váhu o téměř patnáct procent snížit.
Díky spojení VUT v Brně se společností AV Engineering tým TU Brno Racing od svých počátků používá aplikace Creo i Mathcad. S projektem pomáhá také výrobce těchto systémů PTC, který dodává pro tým TU Brno Racing licence zdarma. V letošním roce podepsala firma AV Engineering smlouvu přímo s týmem, který tak může využívat její konfigurační soubory. Mimo to tým využívá i možností školení.
Rozsah aktivit, které členové TU Brno Racing vývoji formule věnují, zaslouží obdiv. Také z tohoto důvodu mu věnuje podporu i redakce časopisu Konstuktér, jehož logo se hrdě vozí na předním spoileru formule. Podrobný článek o konstrukci čtvrté generace této formule jste si mohli přečíst v minulém vydání našeho magazínu.
Model pohonné jednotky motocyklu Jawa 50/21
Automobilka Škoda Auto provozuje soukromé strojírenské učiliště, které patří k největším v České republice. Vychovává odborníky ve strojírenských a elektrotechnických oborech, nově též v oboru průmyslový logistik, v němž se učí také Jakub Sedlář, autor modelu pohonné jednotky Jawa 50/21.
K jeho zpracování se dostal v souvislosti s rekonstruováním skutečného motoru, který se ve volném čase pokouší renovovat, případně vylepšit. Postupným odměřováním reálných součástí tak vznikl kompletní 3D model včetně takových detailů, jako jsou tvary zubů ozubených kol řízené vypočtenými tvořícími křivkami.
Jakub Sedlář měl dva cíle – osvojit si používání softwaru Creo a vedle toho získat lepší představu o fungování zkoumaného agregátu, jehož inovace by mohla být snazší, pokud existuje prostorový počítačový model.
Pakliže obecně žehráme na nedostatek studentů oddaných technice, v případě Jakuba Sedláře je potřeba vyzdvihnout, že se věnuje ekonomickému oboru, kde ani 3D software není vůbec vyučován. Ovládání systému Creo se začal věnovat z vlastního zájmu, pročež za tímto účelem absolvoval nepovinný předmět, k čemuž uvádí: „Moje vstupní znalosti na počátku projektu byly na úrovni modelování kvádru nebo jednoduchého hřídele. Program Creo mi umožnil samostudiem s minimálním přispěním pedagogů školy vymodelovat relativně složité součásti a složit je do sestavy během několika týdnů.“ Nabyté zkušenosti tohoto talentovaného studenta přiměly k přehodnocení studovaného oboru, na nějž by rád navázal nástupem na vysokou školu v oboru ryzího strojírenství.
Připravil Jan Homola s využitím podkladů poskytnutých autory projektů přihlášených do soutěže.
Obrazový doprovod zprostředkovala společnost AV Engineering.
