Laboratorij, oprema i aktivnost Zavoda

ZAVOD ZA STROJARSKE KONSTRUKCIJE

 

Aktivnosti Zavoda za strojarske konstrukcije obuhvaćaju cjelokupan proces razvoja i projektiranja proizvoda – od početnog koncepta do eksperimentalne verifikacije gotovih konstrukcija.

Na Zavodu se provodi dizajn konstrukcija primjenom CAD alata, proračun i analiza konstrukcija korištenjem analitičkih izraza i numeričkih metoda, ponajprije metodom konačnih elemenata, uz optimiranje konstrukcijskih rješenja. Eksperimentalne aktivnosti obuhvaćaju planiranje i provedbu ispitivanja na modelima i gotovim proizvodima, obradu eksperimentalnih podataka te usporedbu s numeričkim modelima.

Znanstveno‑istraživački rad Zavoda i suradnja s gospodarstvom usko su povezani te čine temelje za stalno unaprjeđenje nastavnog procesa. Rezultati istraživanja objavljuju se u znanstvenim i stručnim časopisima te zbornicima međunarodnih konferencija, a na Zavodu je izrađen veći broj završnih, diplomskih, specijalističkih radova i doktorskih disertacija.

Djelatnici Zavoda sudjeluju u rješavanju problema iz prakse u području projektiranja, proizvodnje i eksploatacije, kroz revizije proračuna i projekata, ekspertize loma i oštećenja konstrukcija, redizajn i idejni razvoj proizvoda te izradu stručnih elaborata i tehničkih mišljenja.

U sklopu Zavoda za strojarske konstrukcije, a za potrebe nastavnog procesa, znanstveno-istraživačke djelatnosti, odnosno suradnje s gospodarstvom, u funkciji su slijedeći laboratoriji:

• Laboratorij za strojarske konstrukcije
• Laboratorij za mehanička ispitivanja
• Laboratorij za konstruiranje, numeričko modeliranje i optimiranje konstrukcija

 

LABORATORIJ ZA STROJARSKE KONSTRUKCIJE

Ovaj laboratorij pruža sveobuhvatnu istraživačku i razvojnu podršku za inženjersku praksu, znanstveno istraživanje i industrijsku primjenu. Laboratorij za strojarske konstrukcije raspolaže naprednom opremom za aditivnu proizvodnju, brzo prototipiranje, 3D skeniranje, reverzibilni inženjering te preciznu CNC i lasersku obradu.

• QIDI TECH X-Max Large Size 3D Printer – industrijska FDM tiskarica sa zatvorenom radnom komorom i volumenom ispisa 300 × 250 × 300 mm. Opremljena dvama Direct Drive ekstrudorima s maksimalnom temperaturom mlaznice do 300 °C, omogućava ispis tehničkih materijala: PLA, ABS, PETG, nylon, polycarbonate (PC) i vlakna ojačana ugljikom (CF-reinforced filamenti). Grijana radna ploča i kontrolirani temperaturni uvjeti osiguravaju stabilnost ispisa zahtjevnih materijala. Automatsko niveliranje, nastavak nakon nestanka struje i WiFi nadzor čine je pouzdanom platformom za funkcionalne prototipove.
• Creality K2 Plus Combo – Profesionalna FDM platforma – velika FDM tiskarica s volumenom ispisa 350 × 350 × 350 mm, dizajnirana za zahtjevne industrijske projekte. Maksimalna brzina 600 mm/s i ubrzanje 30.000 mm/s² omogućavaju brz razvoj. Direct-drive ekstruder podržava raznoliki spektar materijala, s mogućnošću rada i s PA-CF (carbon-fiber poliamid) filamentima. Zatvorena komora s grijanjem do 60 °C, AI nadzor ispisa i CFS multicolor sustav (do 16 boja u jednom projektu) čine je idealom za serijski razvoj i kompleksne montaže.
• Resin 3D Tiskarnice – LCD tehnologija
• Anycubic Photon Mono X 6Ks – napredni LCD resin printer s 9,1-inčnim 6K monokromatskim ekranom za ultra-precizne detalje. Volumen ispisa 195,8×122,4×200 mm, brzina do 60 mm/h s dual-linear Z-vodilicama osiguravaju izuzetnu točnost. LightTurbo Matrix UV izvor svjetla i laserom gravirana aluminijska platforma omogućavaju ravnomjernu izloženost i dobru adheziju. Osobito pogodan za precizne minijature, medicinske modele, dental aplikacije i komponente s ultra-finim detaljima (< 0,1 mm).
• Anycubic Wash & Cure 3.0 – post-produkcijska 2-u-1 stanica za resin modele. Kapacitet 3 litre (pranje) i 4 litre (stvrdnjavanje). Flexicure Gooseneck UV tehnologija s 30.000 µW/cm² omogućava učinkovito stvrdnjavanje teško dostupnih područja. 10 LED dioda (405 nm) za ravnomjerno stvrdnjavanje, UV-blokirajući poklopac koji filtrira 99,9% UV zraka. Tih rad (< 65 dB) s jednostavnom touch kontrolom.
• Creality CR-Scan Raptor – prijenosni profesionalni industrijski 3D skener s hibridnom tehnologijom: kombinacija planog laserskog 7-linijskog skenera i NIR (strukturirano infracrveno svjetlo). Raspon od 5 × 5 × 5 mm do 2000 × 2000 × 2000 mm bez potrebe za sprejevima na crnim/metalnim površinama. Točnost 0,02 mm (plavi laser) i 0,1 mm (NIR). Brzina skeniranja 60 fps (laser) i 20 fps (NIR). 24-bitno full-color mapiranje s LED osvjetljenjem, anti-shake algoritmi (IMU), kompatibilnost s OBJ, STL, PLY formatima. Idealan za reverzni inženjering, kontrolu kvalitete i 3D dokumentaciju.
• CNC Glodalica TwoTrees TTC6050 s 500W Spindle Kit – svestrana CNC stanica s radnom površinom 600 × 500 × 100 mm. Robusna aluminijska konstrukcija s 500 W vretenom (12.000 rpm, moguća nadogradnja na 800 W) omogućava obradu drva, MDF-a, akrilnih ploča, aluminija, bakra, nehrđajućeg čelika i plastike. GRBL firmware kompatibilan s Fusion360, VCarve i drugim CAM softverima. CNC Vacuum Cleaner (Monster M1) dodatak skuplja čestice tijekom obrade. Precizne mehanike čini je pogodnom za detaljne radove i kompleksne oblike.
• Snapmaker Ray 20W – Laserski graver i rezanje – profesionalna laserska stanica s 20 W poluvodičkim laserom (450-460 nm) i radnom površinom 400 × 600 mm. Brzina do 500 mm/s s industrijskih linearnih vodilica omogućava precizno graviranje i rezanje. Sposobnost rezanja do 10 mm debljine kontrplaka u jednom prolazu. Air Assist tehnologija poboljšava kvalitetu reza. Laser Class 1 sertifikacija s zaštitnim pločama i senzorima vrata. Kompatibilan s Snapmaker Luban i LightBurn softverom.

 

LABORATORIJ ZA MEHANIČKA ISPITIVANJA

Ovaj laboratorij opremljen je vrhunskim sustavima za karakterizaciju materijala i analizu lomnog ponašanja komponenti, te je specijaliziran za numeričku i eksperimentalnu mehaniku loma. Oprema laboratorija u potpunosti je financirana sredstvima Europske unije kroz projekt:

„Kolaborativnim istraživanjima do povećanja razine razvoja nove inovativne metode ispitivanja lomne žilavosti koristeći prstenasti tip ispitnog uzorka (KIRIMI)“.

Projekt se provodi sukladno pravilima Poziva na dostavu projektnih prijedloga za dodjelu bespovratnih sredstava „Ciljana znanstvena istraživanja“ u okviru Nacionalnog plana oporavka i otpornosti 2021.-2026. Tijelo državne uprave nadležno za komponentu/pod-komponentu je Ministarstvo znanosti, obrazovanja i mladih. Provedbeno tijelo (PT) je Hrvatska zaklada za znanost (HRZZ).

Osnovni podaci o projektu:

Nositelj projekta: Sveučilište u Slavonskom Brodu
Partner: Basch-Mont d.o.o.
Ukupna vrijednost projekta: 1.406.174,48€
EU udio u financiranju projekta: 1.270.779,43€
Razdoblje provedbe projekta: 01.04.2024. – 30.06.2026.
Voditelj projekta i kontakt osoba: izv. prof. dr. sc. Darko Damjanović
Kontakt e-mail: ddamjanovic@unisb.hr, Kontakt telefon: +385 (0)35 493 427
Web adresa projekta: kirimi.unisb.hr, https://www.croris.hr/projekti/projekt/11479

Ključ laboratorijske infrastrukture čini servo-hidraulička dinamička kidalica MTS Landmark 370.25 (250 kN) koja omogućuje širok spektar statičkih, dinamičkih i zamornih ispitivanja, uključujući ispitivanja loma poput CTOD-a, J-integrala i zamorne propagacije pukotine. Uz nju, elektromehanička statička kidalica MTS Exceed E45 (100 kN) pruža visoku preciznost pri vlačnim, tlačnim, savojnim kao i drugim standardiziranim ispitivanjima. Laboratorij raspolaže i naprednim optičkim 3D sustavom za digitalnu korelaciju slike – ZEISS ARAMIS Adjustable 12M 3D – koji omogućuje beskontaktno mjerenje pomaka i deformacija u realnom vremenu, te služi kao ključan alat za validaciju numeričkih FEM modela i detaljnu analizu mehanike loma. Dodatnu specijaliziranu opremu čini automatizirani robotski sustav MRX X-Raybot HFX120 za nerazorno mjerenje zaostalih naprezanja difrakcijom X zraka, primjenjiv u laboratorijskim i terenskim uvjetima. Laboratorij posjeduje i više mjernih pojačala (Quantum MX840A, MX410, MX1615B te HBM MGCplus ABx22A, od kojih je mjerno pojačalo MX1615B financirano iz projekta KIRIMI) za visokoprecizna tenzometarska mjerenja na različitim konstrukcijama, ispitnim uzorcima i materijalima. Za potrebe numeričkog modeliranja i simulacija, laboratorij koristi radnu stanicu DELL Precision 7960 opremljenu komercijalnom verzijom softvera Simulia Abaqus i Sigma Rohr2, čime je osiguran visok kapacitet za statičke i  nelinearne analize, simulacije loma i multifizikalne proračune. Zahvaljujući kombinaciji eksperimentalnih i numeričkih kapaciteta, laboratorij nudi usluge ispitivanja materijala, analize naprezanja i deformacija, karakterizacije loma, ispitivanja zaostalih naprezanja, validacije numeričkih modela, kao i stručna tehnička savjetovanja za industriju i istraživačke projekte. U nastavku su prikazane osnovne specifikacije raspoložive opreme.

Servo-hidraulička dinamička kidalica nazivne sile 250 kN:

• MTS Landmark 370.25 (250 kN)
• MTS Landmark 370.25 je univerzalna servo-hidraulička kidalica koja se koristi za statička i dinamička ispitivanja materijala i komponenti. Neke od mogućnosti:
  • Vlačno ispitivanje za određivanje čvrstoće, modula elastičnosti, granice razvlačenja i istezanja.
  • Tlačno ispitivanje za analizu ponašanja materijala pod tlakom.
  • Savojno ispitivanje za procjenu duktilnosti i karakterizaciju mehaničkih svojstava pri savijanju (savijanje u 3 i 4 točke).
  • Niskociklički i visokociklički zamor za ispitivanje trajnosti materijala.
  • Dinamička ispitivanja komponenti.
  • Određivanje lomne žilavosti (CTOD, J-integral) i analiza loma.
  • Zamorna propagacija pukotine.
  • Uz dodatne čeljusti, pribor i prihvate, moguće se prilagoditi svim vrstama ispitivanja.

Elektro-mehanička statička kidalica nazivne sile 100 kN

• MTS Exceed E45 (100 kN)
• MTS Exceed E45 je elektromehanička univerzalna kidalica koja se koristi za statička ispitivanja materijala i komponenti. Neke od mogućnosti:
  • Vlačno ispitivanje za određivanje čvrstoće, modula elastičnosti, granice razvlačenja i istezanja.
  • Tlačno ispitivanje za analizu ponašanja materijala pod tlakom.
  • Savojno ispitivanje za procjenu duktilnosti i karakterizaciju mehaničkih svojstava pri savijanju (savijanje u 3 i 4 točke).
  • Uz dodatne čeljusti, pribor i prihvate, moguće se prilagoditi svim vrstama ispitivanja.

3D optički sustav za digitalnu korelaciju slike (DIC)

• ZEISS ARAMIS Adjustable base 12M 3D
• Zeiss Aramis Adjustable 12M 3D je optički sustav za digitalnu korelaciju slike (DIC) koji omogućuje beskontaktno mjerenje pomaka, deformacija i brzina na površini uzorka. U kombinaciji s MTS Landmark i Exceed omogućuje:
  • 3D mjerenje deformacija tijekom vlačnih, tlačnih, savojnih i zamornih ispitivanja.
  • Praćenje lokalnih naprezanja i pukotina u realnom vremenu, idealno za istraživanja u mehanici loma (CTOD, J-integral).
  • Validaciju numeričkih modela usporedbom eksperimentalnih polja deformacija i pomaka.
  • Zbog mogućnosti prilagodbe kamera, te uz dodatne kalibracijske objekte, mjerenja moguća i na malim i velikim mjernim volumenima.

Automatizirani sustav za mjerenje zaostalih naprezanja u laboratoriju i na terenu

• MRX X-Raybot HFX120
  • Automatizirani sustav za bezkontaktno i nerazorno mjerenje zaostalih naprezanja difrakcijom X-zraka. Sastoji se od 6-osne robotske ruke, X-ray detektora, X-ray cijevi, laboratorijskog radnog stola, uređaja za elektropoliranje te pripadajućih softverskih rješenja. Sustav je sukladan standardima NF EN ISO 12100, NF C74-100, NF EN 15305.

Mjerna pojačala za tenzometarska mjerenja

• QuantumX MX840AQuantumX MX410Quantum MX1615BHBM-MGCplus ABx22A
• QuantumX MX840A je 8 kanalno mjerno pojačalo s 24-bitnim A/D konverterima. Svaki kanal podržava petnaest različitih tipova pretvornika. Uređaj raspolaže s 8 internih pojačala, a omogućava precizna mjerenja signala elektrootpornih mjernih traka. Frekvencija prikupljanja podataka je 19200 Hz po kanalu.
• QuantumX MX410 pojačalo ima četiri pojedinačno konfigurabilna ulaza, svaki električno izoliran i svaki s analognim izlazom. Digitalizacija se provodi s visokom rezolucijom od 24 bita, dok brzina uzorkovanja do 96 kHz po kanalu omogućuje mjerenje dinamičkih veličina visokom kvalitetom mjerenja.
• Quantum MX1615B za spajanje tenzometarskih traka u punoj, pola ili četvrtinskoj mostnoj konfiguraciji. Napajanje mosta: DC ili nosiva frekvencija s 1200 Hz. Integrirani završni otpornik za četvrtinski most od 120 i 350 Ohm. Brzina podataka: max. 20 kS/s, TEDS podrška.
• HBM-MGCplus ABx22A mjerno pojačalo ima ukupno 24 mjerna kanala klase točnosti 0,05. Broj mjernih kanala je 2×8 za mjerenje punim, polu i četvrt mostom za eletrootporne mjerne trake. Mjerno pojačalo je namijenjeno za mjerenje: deformacija, naprezanja, sila, pomaka, brzina, ubrzanja, tlaka, i sl. Mjerenja mogu biti statička ili vremenski promjenjiva.

Radna stanica vrhunskih performansi opremljena komercijalnom verzijom softvera Abaqus i Rohr2

• DELL Precision 7960 Tower Workstation
  • Konfiguracija radne stanice: Intel® Xeon® w7-3565X (82.5MB Cache, 32 jezgre, 64 threads, frekvencija 2.5GHz to 4.8GHz Turbo 335W) 512 GB, DDR5, 4800 MT/s, RDIMM, ECC, Nvidia RTX 2000 Ada, 16 GB GDDR6.
• Komercijalni softveri raspoloživi na radnoj stanici:
  • SIMULIA Abaqus
  • Sigma Rohr2

Više informacija na:

fondovieu.gov.hr

mzom.gov.hr/

Financira Europska unija – NextGenerationEU

Sadržaj internetske stranice isključiva je odgovornost Sveučilišta u Slavonskom Brodu.

Izneseni stavovi i mišljenja samo su autorova i ne odražavaju nužno službena stajališta Europske unije ili Europske komisije. Ni Europska unija ni Europska komisija ne mogu se smatrati odgovornima za njih.

 

LABORATORIJ ZA KONSTRUIRANJE, NUMERIČKO MODELIRANJE I OPTIMIRANJE KONSTRUKCIJA

Osnovna namjena laboratorija za konstruiranje, numeričko modeliranje i optimiranje konstrukcija jest edukacija studenata stručnog, sveučilišnog i doktorskog studija u području konstruiranja, oblikovanja i računalnog proračuna konstrukcija.

Laboratorij se također koristi za izradu diplomskih i doktorskih radova, provođenje znanstveno-istraživačkog rada te stručno usavršavanje i provedbu specijaliziranih tečajeva namijenjenih polaznicima iz gospodarstva. Laboratorij površine približno 30 m² smješten je u zgradi I Strojarskog fakulteta u Slavonskom Brodu, Trg Ivane Brlić-Mažuranić 2, pri Zavodu za strojarske konstrukcije.

Raspolaže s 21 mrežno povezanim računalom odgovarajućih performansi za zahtjevne numeričke proračune.

Računala su opremljena suvremenim softverom za 3D računalno konstruiranje, izradu 2D tehničke dokumentacije te proračun i optimiranje konstrukcija primjenom metode konačnih elemenata.

Na raspolaganju su komercijalne verzije programskih paketa, koje omogućuju proračune čeličnih konstrukcija i spojeva prema važećim normama, kao i detaljne numeričke analize složenog konstrukcijskog ponašanja.

Osim u nastavne i istraživačke svrhe, oprema laboratorija koristi se i u projektima suradnje s gospodarskim subjektima, uključujući razvoj i optimiranje proizvoda, izradu stručnih elaborata i ekspertiza te pružanje konzultantskih usluga.

Usluge obuhvaćaju proračune čvrstoće, oblikovanje i optimiranje mehaničkih konstrukcija, primjenu modela tehno-ekonomskog vrednovanja, numeričke simulacije ponašanja konstrukcija te stručnu podršku u izradi i provjeri tehničke dokumentacije.