Udržitelnost na fakultě strojní

Vodík je příležitost pro celá odvětví. I díky nám. Už 75 let vzděláváme odborníky se širokým uplatněním a ve výuce se kromě jiného zaměřujeme i na technologie vedoucí k udržitelné budoucnosti. Nová řešení znamenají šanci. A pro udržitelnost to platí obzvlášť.

Co děláme

  • Učíme o udržitelném rozvoji. Náš Michal Šimon se spolu se studenty věnuje snižování uhlíkové stopy produktů. Analyzují výrobní procesy a ukazují firmám, jak snížit produkci uhlíku. 
  • Děláme osvětu o jaderné energii. Náš Jan Zdebor organizuje Jaderné dny, které přibližují jadernou energii veřejnosti a vyvracejí mýty o jejím využívání. Jádro a plyn jsou totiž od roku 2021 považovány za udržitelné zdroje energie.
  • Zabýváme se využíváním vodíkových technologií. Naše Ludmila Kučerová stojí v čele mezinárodního týmu expertů z Česka, Slovenska a Japonska, který se věnuje vývoji materiálu pro skladování vodíku. 
  • Zaměřujeme se na aditivní technologie. Naše výzkumné centrum RTI loni získalo sedm patentů, přičemž za pěti z nich stojí Ivana a Miroslav Zetkovi. Tyto inovace snižují spotřebu materiálu, prodlužují životnost nástrojů a minimalizují odpad.
  • Vyvíjíme speciální obráběcí nástroje. Například nástroj s unikátním systémem chlazení. Ten zvyšuje efektivitu obrábění dílů v leteckém i energetickém průmyslu a snižuje odpad vznikající v průběhu výroby.
  • Sledujeme invazivní druh sršně asijské v České republice, která ohrožuje naši přírodu. Na 3D tiskárně s využitím moderních technologií aditivní výroby vyrábíme pasti z rozložitelného plastu pro zachycení hmyzu.
  • Přinášíme na trh práce odborníky. Mezi nimi je náš absolvent Jiří Lopata, jednatel STREICHER Plzeň, jejíž vakuová zařízení se využívají ve vesmírném a polovodičovém průmyslu, při povlakování fotovoltaických panelů a ve výzkumu termonukleární fúze, čímž přispívají k udržitelné energetice.

Co plánujeme

Osobnosti

Profesorka Ludmila Kučerová

vedoucí katedry materiálu a strojírenské metalurgie, strojařka – Fakulta strojní

Ludmila Kučerová se specializuje na udržitelnou vodíkovou technologii jako zdroj čisté energie. Vede mezinárodní týmy expertů z Česka, Slovenska, Německa a Japonska, které vyvíjejí materiály pro skladování vodíku.

Připravuje budoucí inženýry v oborech materiálového inženýrství a výrobních technologií, kromě toho pracuje jako vedoucí laboratoře metalografie v Regionálním technologickém institutu (RTI).

Přečtěte si víc.

Docentka Ivana Zetková

vedoucí Laboratoře kovové aditivní výroby, strojařka – Fakulta strojní

Ivana Zetková se zaměřuje na zdokonalení procesu kovového 3D tisku s cílem znovu využít odpadní materiál. Tím se používá jen potřebné množství materiálu a vyrábějí se odlehčené produkty, což mimo jiné přispívá i k udržitelnosti.

Připravuje budoucí strojní inženýry v předmětech specializovaných na obrábění, aditivní technologie a zabezpečování kvality. Pracuje také jako vedoucí Laboratoře kovové aditivní výroby v Regionálním technologickém institutu (RTI). Spolu s manželem, profesorem Miroslavem Zetkem, stojí za pěti ze sedmi patentů, které RTI v roce 2023 obdrželo.

Přečtěte si víc.

Doktor Zdeněk Chval

vedoucí katedry konstruování strojů – Fakulta strojní ZČU

Specializuje se na inovativní využití aditivních technologií 3D tisku plastů a recyklaci nevyužitého materiálu. S pomocí 3D tiskárny dochází ke spékání práškového materiálu do finálních produktů, přičemž nespečený materiál je ze 70 procent znovu využitelný. Metoda 3D tisku tak umožňuje recyklovat většinu použitého materiálu a minimalizovat ekologickou stopu.  

Je vedoucím katedry konstruování strojů, kde připravuje do praxe budoucí konstruktéry. Současně působí v Regionálním technologickém institutu (RTI), výzkumném centru Fakulty strojní, jako vedoucí Laboratoře virtuálního prototypingu. Zaměřuje se na výzkum aditivních technologií 3D tisku plastů, které kombinuje s tradiční technologií vstřikování plastů. Jeho cílem je propojit tyto dvě technologie pro efektivní využití v průmyslových aplikacích.

Přečtěte si víc.

Chcete vědět víc?

Víc o našich plánech

Nový bakalářský studijní program Environmentální inženýrství a technologie

Studenti se zaměří na moderní trendy konstruování s ohledem na udržitelnost a recyklaci, ale i související znalosti z oblasti energetiky a managementu. Tak jako Nikola Bednářová, která se těmto tématům v rámci svého doktorského studia na Fakultě strojní věnuje už nyní.

Projekty o využívání vodíkových technologií

V dubnu 2024 jsme zahájili tříletý projekt Hydromun, který má vytvořit platformu pro univerzity a výzkumné organizace zaměřené na vodíkové technologie v česko-bavorském regionu. Univerzity budou analyzovat data z elektrolyzéru a výroby vodíku a vytvoří modely a studie, které představí malým a středním podnikům na workshopech a konferencích.

Zkoumáme také nanomateriály, které se aktivují slunečním zářením a rozkládají nebezpečné látky, jako jsou zbytky pesticidů a antibiotik. Tyto materiály se využívají k čištění odpadních vod a v dentálních materiálech. Dále vyvíjíme nanostrukturované materiály citlivé na detekci vodíku, které jsou potřeba pro vodíkové technologie.

Podpora výroby šetrné k životnímu prostředí

Zaměřujeme se na inovativní využití aditivních technologií a recyklaci nevyužitého materiálu. Při 3D tisku se práškový materiál spéká do hotových produktů, přičemž až 70 % nespečeného materiálu lze znovu využít. Tímto způsobem můžeme minimalizovat ekologickou stopu.

Pracujeme také na recyklaci kompozitních materiálů a nahrazujeme skelná vlákna přírodními, jako je len. Efektivní recyklace snižuje odpad, šetří přírodní zdroje a snižuje emise skleníkových plynů. Přírodní vlákna jsou obnovitelná, biologicky odbouratelná a jejich výroba má menší energetické nároky a emise než syntetická vlákna.

Víc o profesorce Ludmile Kučerové

  • Ve svém výzkumu se Ludmila Kučerová zaměřuje na kovové materiály vyrobené tradičními metodami i aditivní výrobou. Je autorkou několika publikací v prestižních časopisech a aktuálně se soustředí na materiály pro vodíkové technologie, včetně skladování a transportu vodíku.
  • Vede dva mezinárodní projekty, které se zabývají vývojem nových kovových a kompozitních materiálů pro skladování vodíku ve formě hydridů kovů. Tyto materiály mají výhody, jako je nízký tlak a vysoká hustota skladování.
  • Ludmila Kučerová se také zapojí do nového mezinárodního projektu Clear Energy Transition Partnership v oblasti skladování vodíku s partnery z Polska, Německa, Francie a Švédska. V roce 2023 se účastnila české energetické vodíkové mise v Japonsku, kde prezentovala výzkum Fakulty strojní zástupcům japonských univerzit a firem. Spolupráce probíhá napříč laboratořemi a zahrnuje i studenty katedry materiálu a strojírenské metalurgie.

Víc o docentce Ivaně Zetkové

  • Jedním z patentů Ivany Zetkové a Miroslava Zetka je inovativní systém nanášení kovového prášku pro 3D tisk, který využívá dva elementy s různou tuhostí. Tento systém umožňuje automatickou výměnu nanášečů během tisku na základě vibrací a zajišťuje plynulý proces a udržení mechanických vlastností výrobku, čímž šetří materiál a náklady.
  • Zetková také pracuje na metodě tisku bez podpor, která využívá jen potřebné množství materiálu, čímž výrazně snižuje odpad a je šetrnější k životnímu prostředí. Tyto unikátní výsledky jsou dílem celého týmu zkušených odborníků i perspektivních studentů, nadšených pro hledání nových inovativních řešení, které Ivana Zetková vede jako školitelka. 
  • V roce 2024 se podílela na projektu v rámci programu Prostředí pro život Technologické agentury ČR zaměřeném na snížení ekologické zátěže spojené s odpadem z 3D tisku. Projekt se soustředí na přeměnu odpadního prášku na nové výrobky, což podpoří cirkulární ekonomiku, sníží náklady a minimalizuje dopady na životní prostředí včetně vodních zdrojů, ovzduší či půdy.

Víc o doktoru Zdeňku Chvalovi

  • V roce 2023 získal tým vedený Zdeňkem Chvalem patent na modulární vstřikovací formy, které umožňují integraci 3D tištěných částí. Tento inovativní přístup zrychluje celý proces od návrhu až po vytvoření funkčního prototypu.
  • Podílí se i na projektu Výpočtová a experimentální podpora technologie 3D tisku, který se zaměřuje na inovace v oblasti 3D tisku plastových komponent. Tyto komponenty jsou navrženy tak, aby odolávaly cyklickému zatěžování a extrémním teplotám.
  • Zdeněk Chval se svým týmem stojí také za výrobou pastí z rozložitelného plastu na zachycení sršně asijské, které slouží k monitoringu výskytu tohoto invazivního druhu v České republice. Pasti vznikají na 3D tiskárně s využitím moderních technologií aditivní výroby. Klíčová je analýza vlivu různých vlastností pasti na funkčnost zařízení – posuzuje se například velikost vstupních a výstupních otvorů, volba biomateriálu, barva či povrchová úprava.