Zdokonalit obráběcí nástroje pro titanové slitiny a kompozitní materiály. Vytvořit ložiska či pístní kroužky s nižším třením, které sníží spotřebu oleje a paliva u aut. To jsou některé z cílů, které si v rámci pětiletého projektu ve spolupráci s významnými českými strojírenskými firmami klade tým profesora Tomáše Polcara z katedry řídicí techniky Fakulty elektrotechnické ČVUT. Získal grant Operačního programu Výzkum, vývoj a vzdělávání Evropské unie v hodnotě 99 milionů korun.
Česká republika je jedním z evropských leaderů v implementaci a průmyslové aplikaci moderních povrchových úprav, a to zejména v oblastech obrábění, automobilového průmyslu a biomedicíny. Projekt profesora Tomáše Polcara s názvem Nové nanostruktury pro inženýrské aplikace umožněné kombinací moderních technologií a pokročilých simulací může tuto českou pozici ještě upevnit. V čem projekt spočívá a co je jeho cílem?
Lepší frézy, pístní kroužky a optika
„Chceme vyvinout superpovlak, který významně sníží tření,“ vysvětluje profesor Polcar. „Díky tomu by mohly vzniknout mnohem efektivnější obráběcí nástroje, třeba frézy a vrtáky pro zpracování tvrdých titanových slitin a kompozitů. Jiný typ povlaku sníží tření v motoru a prodlouží jeho životnost. V některých aplikacích, jako jsou ložiska, pak zcela eliminuje mazivo. Další oblastí je optika a biomedicína – výsledkem mohou být například extrémně černé a otěruvzdorné komponenty optických zařízení.“
Slibným adeptem na takový speciální povrch je nanostruktura postupně uvolňující pevné mazivo, jejíž přesnou podobu je teprve třeba objevit. Projekt při vývoji počítá s kombinaci dvou postupů – využití počítačových simulací, které naleznou optimální strukturu nanovrstvy, a přípravu vrstev nedávno komerčně zpřístupněnou technologií magnetronového naprašování (HiPIMS), která v oboru představuje revoluci a umožňuje mnohem efektivněji navrhovat nové povrchy.
Extrémně úspěšná Skupina pokročilých materiálů na FEL ČVUT
Projekt budou na ČVUT řešit dvě pracoviště – Skupina pokročilých materiálů (AMG), která je součástí katedry řídicí techniky Fakulty elektrotechnické, a Výzkumné centrum pro strojírenskou výrobní techniku a technologii (RCMT) na Fakultě strojní. Důležitá je účast strojírenských firem HOFMEISTER s.r.o. a Piston Rings Komárov s.r.o., díky níž budou vyvinuté povrchy mít okamžitý dopad na průmysl. Projekt má podporu i dalších podniků z ČR a Německa.
Získání grantu v hodnotě 99 milionů korun není jediným úspěchem Skupiny pokročilých materiálů. Členové skupiny publikovali v posledních třech letech 60 impaktovaných článků ve špičkových vědeckých časopisech a v roce 2017 se AMG díky úspěchům v národních a mezinárodních grantových soutěžích početně zdvojnásobila, takže se nyní skládá z jednoho profesora, tří odborných asistentů, deseti postdoktorandů a čtyř doktorandů. Profesor Tomáš Polcar z katedry řídicí techniky je v současné době řešitelem několika dalších projektů – vede projekt EU Marie Curie ITN s rozpočtem 3,5 milionů eur, participuje na prestižním projektu EU FET OPEN (H2020) v hodnotě 2,7 milionů eur, zabývajícím se revolučním vývojem termodynamicky stabilních slitin, a vede projekt zkoumající nové slitiny pro jadernou energetiku, který financuje GAČR.
Samostatná Fakulta elektrotechnická ČVUT vznikla v roce 1950. V dnešní době se skládá ze 17 kateder umístěných ve dvou budovách: v rámci hlavního kampusu ČVUT v Dejvicích a v naší historické budově na Karlově náměstí. Fakulta elektrotechnická poskytuje prvotřídní vzdělání v oblasti elektrotechniky a informatiky, elektroniky, telekomunikací, automatického řízení, kybernetiky a počítačového inženýrství. Fakulta se dlouhodobě řadí mezi prvních pět výzkumných institucí v České republice. Produkuje přibližně 30 % výzkumných výsledků celého ČVUT a má navázanou rozsáhlou vědeckou spolupráci se špičkovými světovými univerzitami i výzkumnými ústavy. Od roku 1950 Fakulta elektrotechnická vydala cca 30 000 diplomů, které byly vždy vysoce hodnoceny jako doklad prvotřídního vzdělání.