Pracoviště
Laboratoř mechanických zkoušek
)
Vedoucí:
Prof. Ing. Svatava Konvičková, CSc.Pracovníci:
technický vedoucí: Ing. Radek Sedláček, Ph.D.
manager kvality: Ing. Jana Vondrová
Popis:
Laboratoř mechanických zkoušek (LMZ) je pracoviště umístěné na Českém vysokém učení technickém v Praze, Fakultě strojní a je součástí Ústavu mechaniky, biomechaniky a mechatroniky. Laboratoř byla vybudována v rámci grantového projektu MŠMT ČR "Laboratoř biomechaniky člověka" a výzkumného záměru "Transdisciplinární výzkum v oblasti biomedicínského inženýrství".
Laboratoř je vybavena špičkovým testovacím systémem MTS 858.2 Mini Bionix, který je specifický tím, že je schopen provozovat současně zatěžování osovou silou a momentem síly. U osové síly je rozsah systému 0 až 25 kN, u momentu síly 0 až 100 Nm. V roce 2006 navíc tento systém prošel celkovou modernizací a rozšířením. Nyní je zcela unikátně vybaven speciálním simulátorem, který umožňuje zatěžování s 8 stupni volnosti (3 posuvy + 5 rotací). Tento simulátor je ojedinělý v celé Evropě. Svojí konstrukcí je primárně určen k náročnému testování páteře. Úpravou konfigurace je však možno simulátor používat i k jiným experimentům.
Testovací systém je vybaven rozmanitým příslušenstvím umožňujícím realizaci různých experimentů. Pro měření velmi malých sil je systém vybaven speciálními velmi citlivými siloměry od firmy MTS s měřicími rozsahy +- 50/100/250/500 N a +- 10 N. Pro hodnocení délkové roztažnosti laboratoř používá extenzometr s pracovními rozsahy +- 0,4/4 mm. Pro měření příčné deformace je laboratoř vybavena diametrálním extenzometrem s pracovním rozsahem +- 1mm pro vzorky o průměru 3,6 až 13 mm. Pro vyhodnocování signálů z tenzometrů je k řídicí jednotce MTS připojena dynamická ústředna M1000, která umožňuje synchronizovaný sběr dat ze šesti měřicích kanálů společně s ostatními daty z testovacího systému. K pozorování zkušebních položek je používán stereomikroskop NIKON SMZ 1500 umožňující kvalitní prozkoumání povrchů, lomových ploch i struktury testovaných vzorků. Pro záznam a zpracování obrazu pozorovatelného v mikroskopu je laboratoř vybavena digitálním fotoaparátem NIKON COOLPIX E995, digitální kamerou NIKON DN100 a vyhodnocovacím softwarem LUCIA NET. Digitální kameru lze také využít ve spojení se speciální mikrosondou VOLPI, s jejímž využitím lze provádět mikroskopické sledování a vyhodnocování šíření trhlin v materiálu při cyklickém zatěžování.
LMZ je zkušební laboratoř č. 1379 akreditovaná Českým institutem pro akreditaci, o.p.s. a splňuje požadavky mezinárodní normy ČSN EN ISO/IEC 17025 (viz. Osvědčení o akreditaci). Pravidelný dozor nad dodržováním akreditačních kritérií prováděný akreditačním orgánem vede k neustálému rozvoji systému řízení kvality, zvyšování jakosti služeb a růstu dovedností personálu. Pozornost je také zaměřena na neustálé sledování technického rozvoje vybavenosti laboratoře.
LMZ je jedinou laboratoří v České republice, která má akreditovány zkušební postupy pro mechanické testování a hodnocení keramických materiálů používaných pro výrobu chirurgických implantátů. LMZ má 5 akreditovaných zkušebních postupů (viz. Příloha k osvědčení).
)
)
V rámci neakreditovaných zkoušek se v laboratoři provádí testování biomateriálů a implantátů, které jsou buď nově vyvíjeny a tudíž pro ně ještě nejsou stanoveny normy se zkušebními postupy, nebo pro ně byly normy nově vydány a probíhá jejich zapracování. Jako příklad lze uvést C-C kompozitní materiály (testování mechanických vlastností) a UHMWPE (zkoušení otěru) nebo meziobratlové rozpěrky a mitrální náhrady. Další skupinou zkoušek je testování biologických materiálů a stanovování jejich mechanických vlastností, např. tahové zkoušky oční rohovky nebo tepenné stěny, ohybové zkoušky osteoporotických krysích femurů, tlakové zkoušky chrupavky atd. Dále pak je prováděno testování klasických kovových materiálů při statickém i dynamickém zatěžování. Samostatnou skupinou je provádění kalibrací nově vyvíjených přístrojů a přípravků, sloužících například k snímání silových účinků nebo hodnocení vlastností materiálů.
Laboratoř mechanických zkoušek se neustále modernizuje a rozšiřuje novým zařízením a měřidly, které zvyšují její uplatnění nejenom při spolupráci s ostatními institucemi ve výzkumné činnosti, ale i v komerční sféře. V budoucnu lze využít příležitosti akreditovat ještě další zkušební postupy, které by rozšířily nabízené služby LMZ na českém i evropském trhu.
Projekty v realizaci:
- Experimentální měření pohyblivosti páteře a vliv operačních technik na její stabilitu
- Vývoj nového typu totální náhrady meziobratlového kloubu
- Mechanické vlastnosti osteoporotických kostí
- Experimentální hodnocení odolnosti proti otěru
- Výzkum kompozitních materiálů pro aplikaci v medicíně
- Vývoj měřícího zařízení pro stanovení tvrdosti kloubní chrupavky v klinické praxi