3DP Lab

Jakým výzkumem se zabýváme?

• 3D tisk pomocí FDM (Fused Deposition Modeling)
• 3D tisk pomocí stereolitografie
• Aplikace 3D tisku v elektrotechnice
• Materiálový výzkum
  • Měření dielektrických vlastností (rezistivita, permitivita, ztrátový činitel)
  • Zkoušky elektrické pevnosti
  • Mechanické zkoušky
  • Termické zkoušky (TMA, DTA-TGA)
  • GCMS (materiálové analýzy)
  • Klimatické zkoušky (teplo, vlhko, šoky, UV záření)
  • Analýza povrchu (optická, konfokální a elektronová mikroskopie)
• Příprava a výzkum nových, kompozitních materiálů
  • Keramické materiály
  • Elektricky vodivé materiály

K čemu to je?

3D tisk, který spadá pod aditivní technologie, je perspektivní a rychle rozvíjející se odvětví, které spočívá v postupném nanášení materiálu po vrstvách. Nachází využití v široké škále odvětví, včetně elektrotechniky. Tištěné díly zde musí splňovat požadavky na elektrické (izolační odpor, elektrická vodivost, dielektrická pevnost), termomechanické i na mechanické vlastnosti, podle konkrétní aplikace. Zároveň pro speciální použití v elektrotechnice vznikají přidáním příměsí do existujících materiálů (např. kovových, uhlíkových nebo keramických částic) nové typy kompozitních materiálů (elektricky vodivé, materiály se zvýšenou permitivitou, aj.). V rámci výzkumné skupiny tyto materiály vyvíjíme a testujeme.

Na čem aktuálně pracujeme?

• Ekologická výroba desek plošných spojů z recyklovaných polymerů
• Keramické kompozity (s aplikací pro tištěné kondezátory, piezoelektrické prvky, harvestory energie, chladiče, substráty pro výkonovou elektroniku)
• Pokročilé struktury polymer-kov – pokovování 3D tištěných dílů
• Vývoj tištěné vysokonapěťové průchodky (kombinace čistého a vodivého polymeru – „sendvičové“ struktury)
• Konstrukce nového typu tiskárny (tisk z kapalné fáze pomocí modifikované FDM tiskárny)
• Elektricky vodivé kompozitní materiály pro 3D tisk
• Degradace tištěných struktur vlivem klimatických podmínek

Kdo financuje náš výzkum?

• 2024-2026 Udržitelná elektronická montáž s využitím plastového odpadu (SELECT), Technologická agentura ČR, 7. veřejná soutěž programu Prostředí pro život, č. g. SS07020107
• 2024-2026 3D tisk v elektronice: pokročilé materiály a struktury, Studentská grantová soutěž ČVUT, č. g. SGS24/137/OHK3/3T/13
• 2023 Výzkum a vývoj materiálů pro 3D tisk se zaměřením na elektrotechnické aplikace, Studentská grantová soutěž ČVUT, č. g. SGS23/059/OHK3/1T/13
• 2022 Analýza materiálů pro aditivní výrobu a jejich využití v elektrotechnice, Studentská grantová soutěž ČVUT, č. g. SGS22/054/OHK3/1T/13
• 2022 Inovativní úlohy a inovace forem výuky na FEL: Pracoviště pro aditivní výrobu, Rozvojové projekty akademických pracovníků a studentů (RPAPS) 2022
• 2021 Možnosti využití 3D tisku v elektrotechnice, Studentská grantová soutěž ČVUT, č. g. SGS21/060/OHK3/1T/13
• 2020 Aditivní výroba v oblasti elektrotechniky, Studentská grantová soutěž ČVUT, č. g. SGS20/060/OHK3/1T/13
• 2019 Studium vlastností materiálů pro 3D tisk, Studentská grantová soutěž ČVUT, č. g. SGS19/062/OHK3/1T/13
• 2018-2019 InovaFOND – Ruční dávkovač pastovitých látek, Technologická agentura ČR, veřejná soutěž GAMA 2, č. g. TG02010033
• 2018 Studium vlastností objektů vytištěných na 3D tiskárně, Studentská grantová soutěž ČVUT, č. g. SGS18/072/OHK3/1T/13

S kým spolupracujeme?

Publikační výsledky

• Veselý P.; Froš D.; Hudec T.; Sedláček J.; Ctibor P.; Dušek K. Dielectric spectroscopy of PETG/TiO₂ composite intended for 3D printing. Virtual and Physical Prototyping. 2023, 18(1), ISSN 1745-2759.
• Minář, J.; Pilnaj, D.; Uřičář, J.; Veselý, P.; Dušek, K. Application of solid-phase microextraction arrows for characterizing volatile organic compounds from 3D printing of acrylonitrile-styrene-acrylate filament. Journal of Chromatography A. 2023, 1705 ISSN 0021-9673.
• Veselý, P.; Zdráhal, J.; Králová, I.; Klimtová, M.; Froš, D. Solderless Component Assembly: Novel Ecological Approach to Electronics Production. In: 2023 46th International Spring Seminar on Electronics Technology (ISSE). New York: IEEE Press, 2023. ISSN 2161-2536. ISBN 979-8-3503-3484-5.
• Froš, D.; Veselý, P. Thermomechanical Assessment of Novel Composites Intended for Fused Deposition Modeling. In: 2022 45th International Spring Seminar on Electronics Technology (ISSE). New York: IEEE Press, 2022. p. 1-8. ISSN 2161-2528. ISBN 978-1-6654-6590-8.
• Tichý, T.; Šefl, O.; Veselý, P.; Dušek, K.; Bušek, D. Mathematical Modelling of Temperature Distribution in Selected Parts of FFF Printer during 3D Printing Process. Polymers. 2021, 13(23), ISSN 2073-4360.
• Klimtová, M.; Veselý, P. Evaluation of Anisotropy of Additively Manufactured Structures. In: 2021 44th International Spring Seminar on Electronics Technology (ISSE). New York: IEEE Press, 2021. p. 1-6. ISSN 2161-2528. ISBN 978-1-6654-1477-7.
• Minář, J.; Půlpán, J.; Veselý, P.; Šefl, O.; Dušek, K. Electrical Properties of Photopolymers for 3D Printing. In: 2021 44th International Spring Seminar on Electronics Technology (ISSE). New York: IEEE Press, 2021. p. 1-5. ISSN 2161-2528. ISBN 978-1-6654-1477-7.
• Veselý, P.; Minář, J.; Pražanová, A.; Šefl, O.; Dušek, K. Novel Electrical Insulation Materials – Mechanical Performance of 3D Printed Polylactic Acid. In: 2020 International Conference on Diagnostics in Electrical Engineering (Diagnostika). Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., 2020. ISBN 978-1-7281-5879-2.
• Šefl, O.; Veselý, P.; Minář, J.; Dušek, K. Novel Electrical Insulation Materials – Photodegradation Endurance of 3D Printed Polylactic Acid. In: 2020 International Conference on Diagnostics in Electrical Engineering (Diagnostika). Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., 2020. ISBN 978-1-7281-5879-2.
• Tichý, T.; Šefl, O.; Veselý, P.; Cápal, T. Application Possibilities of Fused Filament Fabrication Technology for High-Voltage and Medium-Voltage Insulation Systems. In: 2019 42nd International Spring Seminar on Electronics Technology (ISSE). New York: IEEE Press, 2019. ISBN 978-1-7281-1874-1.
• Veselý, P.; Tichý, T.; Šefl, O.; Horynová, E. Evaluation of dielectric properties of 3D printed objects based on printing resolution. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018, 461(1), ISSN 1757-899X.

Jiné výsledky