3DP Lab

Kdo jsme?

Jsme výzkumná skupina zabývající se 3D tiskem se zaměřením na FDM/FFF (Fused Deposition Modeling/Fused Filament Fabrication) a SLA (Stereolitografie) technologie, jejich využití v elektrotechnice a vývojem nových materiálů pro 3D tisk.

Petr Veselý je vedoucím výzkumné skupiny. Má na starosti rozvoj pracoviště 3D tisku a koordinaci pracovních úkolů v rámci skupiny. V letech 2018-2021 byl hlavním řešitelem navázaných SGS projektů. Zabývá se materiálovou diagnostikou (mechanické zkoušky, termické/termomechanické zkoušky, elektrické zkoušky, mikroskopie a analýza povrchů).

Denis Froš se zabývá výzkumem nových materiálů a jejich elektrickými vlastnostmi. V roce 2022 převzal pozici hlavního řešitele navázaného SGS projektu.

Karel Dušek zajišťuje mentoring výzkumné skupiny a komunikaci s průmyslovými partnery.

Markéta Klimtová se věnuje elektrickým a mechanickým vlastnostem tištěných struktur, jejich zrychlenou degradací a analýzám pomocí termomechanického analyzátoru (TMA) a konfokální mikroskopie.

Iva Králová se zabývá elektrickými a mechanickými vlastnostmi tištěných struktur, jejich zrychlenou degradací a analýzami pomocí konfokální a elektronové mikroskopie.

Dominik Pilnaj se zaměřuje na chemické analýzy pomocí GC-MS (např. unikající látky během 3D tisku) a výzkum vodivých fotocitlivých pryskyřic pro stereolitografii.

Jaroslav Minář se zaměřuje na chemické analýzy pomocí GC-MS a dále charakterizací pryskyřic pro SLA tisk.

Jonáš Uřičář se věnuje výzkumu vodivých fotocitlivých pryskyřic pro stereolitografii a vývojem nového typu tiskárny kombinující SLA a FDM technologii. Spolupracuje na chemických analýzách pomocí GC-MS.

Tomáš Tichý je původním zakladatelem výzkumné skupiny. Aktuálně se věnuje simulacím (nejen) v oblasti 3D tisku pomocí metody konečných prvků (FEM). V koronavirovém období se zasloužil o vývoj tištěných ochranných masek, za které dostal ocenění rektora ČVUT.

Jan Zemen se zabývá simulacemi 3D tisku pomocí metody konečných prvků (FEM).

Ondřej Šefl je externí člen výzkumné skupiny (aktuálně působí na univerzitě ETH ve švýcarském Curychu), se kterým spolupracujeme v oblasti vysokonapěťového zkušebnictví a aplikací technologie 3D tisku pro výrobu vysokonapěťových prvků.

Josef Sedláček se zabývá charakterizací materiálů a struktur z hlediska dielektrických vlastností. Spolupracuje na smluvním výzkumu pro průmyslové partnery.

Jakým výzkumem se zabýváme?

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

K čemu to je?

3D tisk, neboli aditivní technologie, je perspektivní a rychle rozvíjející se odvětví, které spočívá v postupném nanášení materiálu po vrstvách. Nachází využití v široké škále odvětví, včetně elektrotechnického. Výstupní objekty tak musí splňovat požadavky na elektrické (izolační odpor, elektrická vodivost, dielektrická pevnost), termomechanické i na mechanické vlastnosti. Zároveň pro konkrétnější použití v elektrotechnice vznikají přidáním příměsí do existujících materiálů (např. C, TiO2) nové typy materiálů (vodivé, materiály se zvýšenou permitivitou, aj.), u kterých se potřebují opět ověřit jejich vlastnosti a chování.

Na čem aktuálně pracujeme?

  • Měření a analýza těkavých látek uvolňujících se během tisku polymerních materiálů
  • Keramické kompozity (PETG + TiO2)
  • Vývoj tištěné vysokonapěťové průchodky (kombinace čistého a vodivého polymeru – „sendvičové“ struktury)
  • Konstrukce nové tiskárny (tisk z kapalné fáze pomocí klasické FDM tiskárny)
  • Vývoj elektricky vodivých pryskyřic pro stereolitografii
  • Degradace tištěných struktur vlivem klimatických podmínek

Kdo financuje náš výzkum?

  • 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

  • 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

  • Bortel, R.; Dušek, K.; Hospodka, J.; Bušek, D.; Veselý, P. Ruční dávkovač pastovitých látek. Czechia. Patent CZ 308725. 2021-02-17
  • Tichý, T.; Šefl O; Veselý P.; Dušek K. Návod na domácí výrobu a bezpečné použití 3D tištěné ochranné masky (ODKAZ)