„Půjde o experiment a simulaci výrobního procesu stavebnicové kostky. Použijeme vstřikovací stroj Babyplast, na němž za patnáct sekund vyrobíme dvě kostičky,“ říká Jiří Vaněk z Ústavu výrobního inženýrství Fakulty technologické Univerzity Tomáše Bati (UTB).

Tento stroj předvedla univerzita i během doprovodného programu na letošním filmovém festivalu ve Zlíně a zájem o něj byl ze strany dětí obrovský. „Na festivalu to pro nás byla další forma popularizace toho, co zde děláme. Stejně jako Noc vědců,“ říká Vaněk.

Jak taková výroba vypadá v praxi a jaký má smysl?
Výrobek jako kostička podléhá podobným principům jako například automobilové součástky. Při výrobě mohou vzniknout různé defekty, deformace a další problémy. Právě tohle ukážeme lidem, aby věděli, jak celý proces probíhá a jak se jej učí naši studenti. V rámci výuky simulujeme prostředí konstrukční kanceláře, kdy učitel je zadavatelem či zákazníkem a studenti v týmu realizují postup vedoucí k výrobě funkčních součástek. Přitom řeší jejich materiál, výrobu, ekonomické zhodnocení a další aspekty. Je to vyloženě praktická výuka. Doba, kdy studenti seděli většinu dne na přednášce a poslouchali, je dávno pryč. Provázanost s praxí je klíčová.

5 fotografií

Zažil jste podobné přednášky během svých studií i vy?
Do jisté míry ještě ano, i proto se k tomu dnes snažím přistupovat jinak. Nechci studenty odradit hned na úvod předmětu tím, že bych jim hrozil, že polovina z nich to neudělá. A hlavně se snažím co nejvíce výuku zatraktivnit.

Třeba zmíněným strojem na výrobu kostek?
Máme ho asi půl roku. Může patřit do výrobních hal a linek, kde se vyrábějí drobné díly například do automobilů. Chtěli jsme pro studenty něco, co si mohou sami „osahat“. Je to jedno z nejmenších podobných stolních zařízení na světě, dají se na něm vyrábět malé součástky v rámci mikrovstřikování, mikrokomponentů nebo prototypové výroby. Je mobilní, stačí jej zapojit do zásuvky a funguje. Pro výzkum je ideální jako názorná výuková pomůcka. A na Noci vědců zaujme i veřejnost.

Jak tento nápad vůbec vznikl?
Z propagačního oddělení UTB přišli s tím, že by bylo fajn něco podobného zkusit vyrobit. Začal jsem pak řešit design, velikost, funkci, podobu, barevnost a další vlastnosti dané kostky, stejně jako možnost sériové výroby. Na začátku vznikly první návrhy a náčrty, ze kterých jsem jako konstruktér vytvořil 3D model součástky, se kterým už bylo možné dále pracovat. Po dokončení tvaru kostičky a všech potřebných specifikací začala samotná konstrukce formy.

Co zahrnovala?
Návrh jednotlivých dílů, které určují tvar výrobku, a také systému, kterým je roztavený materiál veden do dutiny formy. Kromě toho bylo potřeba navrhnout chladicí kanálky, které udržují rovnoměrnou teplotu a efektivně odvádějí teplo během výroby. Důležitou částí byl také mechanismus, který zajistí bezpečné a zaručené vyjmutí hotového výrobku z formy. Při konstrukci jsme se zaměřili na minimalizaci spotřeby materiálu, maximalizaci efektivity a snížení rizika vzniku defektů a vad. Jakmile byly všechny tyto prvky navrženy, nechali jsme formu vyrobit, a po její montáži jsme zahájili testování, které přineslo první vyrobené kostičky.

Z čeho se stavebnicové kostky vyrábějí?
Z ABS termoplastu. Jde o všestranný termoplast vhodný pro většinu výrobních technologií, třeba i pro 3D tisk, hodí se svojí pevností a odolností. Jedná se o materiál, který lze opakovaně zpracovávat bez ztráty žádoucích vlastností. Je lehký, dobře odolává teplu i opotřebení a snadno se tvaruje. Díky těmto vlastnostem je široce využíván pro výrobu hraček, elektroniky, krytů a dalších spotřebních i technických výrobků.

Co dalšího na stroji děláte?
Například zkušební tělíska pro vyhodnocování mechanických vlastností materiálů. U nových a modifikovaných materiálů bývá problém s jejich dostupností z hlediska množství. Nechceme je vyplýtvat na velká tělíska a zbytečně dělat výrobu na velkém stroji. Z propagačního oddělení univerzity také přišel nápad na výrobu klíčenek a dalších předmětů s logem UTB.

Jak fungoval drsnoměr a tloušťkoměr? Zlínský vědec představí retro přístroje

Využíváte přitom i umělou inteligenci, jak je dnes stále větším zvykem?
Při konstrukci a simulaci zatím ne, spoléháme na nástroje, které jsou komerčně dostupné a používají se u nadnárodních společností. Ale AI je na vzestupu a možná jde o otázku času. Já ji využívám pro shromažďování informací. Je ovšem nechytatelná, nejde u ní věřit úplně všemu. Občas se chová jako student u tabule, který něco neví, ale za každou cenu chce něco říct. (směje se)

Jak jste se vůbec dostal na vědeckou dráhu?
Můj otec je konstruktér, takže jsem tuhle oblast měl odmala v krvi. Chodil jsem na strojní průmyslovku v Uherském Hradišti a pak se dozvěděl, že ve Zlíně je jedna fakulta, která je do hloubky zaměřená na technologie a materiály. Bylo to pro mě atraktivní a říkal jsem si, že zkusím aspoň bakaláře. Místní prostředí a kolektiv lidí mě ale tak nadchly, že jsem nakonec absolvoval bakalářské, magisterské i doktorandské studium. A teď jsem čerstvě zaměstnanec. Tehdy se mi zalíbilo i moderní prostředí nově postavené budovy Fakulty technologické u autobusového nádraží. Brzy se navíc budeme stěhovat naproti do nových prostorů v budově U1, kde budeme mít nejmodernější vybavení.

Vstřikovací lis na kostičky vyrobené na ústavu výrobního inženýrství fakulty Technologické z Univerzity Tomáše Bati ve Zlíně. (září 2024)

Co vás na práci nejvíc baví?
Propojenost s praxí. Spolupracujeme s průmyslem a výsledky naší práce jsou doslova hmatatelné. Vidíme je na autech, letadlech či jinde. Neděláme žádnou abstrakci, ale konkrétní věci s praktickým přesahem, které lze aplikovat.

Navíc fungujete ve strojírensky zaměřeném Zlínském kraji, že?
Ano, naši studenti mají stoprocentní uplatnění v oboru. Když jezdíme do firem, říkají nám, že kdybychom měli dvakrát více inženýrů, zaměstnají je všechny. Od příštího akademického roku navíc budeme mít obor s novým názvem Strojírenství a výrobní technologie, který nahradí dosavadní obor Procesní inženýrství. Bude ušitý přímo na míru tomu, co pak lze uplatnit v praxi.

Nedostatek technicky vzdělaných odborníků je v kraji velké téma. Co by podle vás pomohlo?
Asi neřeknu nic nového, ale pokud se budeme soustředit na vědu, výzkum a inovace, nebudeme už vnímáni jako levná montovna Evropy. Vysokoškolské studium má ve Zlíně velký potenciál, který zdaleka není naplněný. Potřebujeme co nejvíc absolventů, aby se kraj stal více konkurenceschopným. Ale tito absolventi tady také musí chtít zůstat, což se často neděje a dochází k jejich odlivu. Je to komplexní záležitost, ale pro budoucnost Zlína a UTB je velmi důležitá. Může pomoci také rozšiřování oborů jako například zmíněné Strojírenství a výrobní technologie, díky čemuž sem přitáhneme mladé talentované lidi, kteří třeba dají Zlínu přednost před Prahou, Brnem a dalšími městy.