Projekt Dowina
Názov projektu: Výskum a vývoj inovovaného produktu - akustickej gitary
Kód projektu: 313022W068
Kód ŽoNFP: NFP313020W068
Operačný program: 311000 - Operačný program integrovaná infraštruktúra
Spolufinancovaný z: Európsky fond regionálneho rozvoja
Prioritná os: 313020 - Podpora výskumu, vývoja a inovácií v Bratislavskom kraji
Konkrétny cieľ: 313020031 - 2.2.2 Rast výskumno-vývojových a inovačných kapacít v priemysle a službách v Bratislavskom kraji
Realizácia: 01.07.2020 - 01.05.2023
Popis projektu
Spoločnosť DOWINA s.r.o. sa venuje výrobe a distribúcii hudobných nástrojov s výhradnou špecializáciou na strunové hudobné nástroje. Od roku 2014 spoločnosť spustila prevádzku výroby akustických gitár v malých sériách v priestoroch polyfunkčnej budovy. Cieľom realizácie výskumno-vývojových aktivít je systematicky sledovať vplyv vlastností dreva na úžitkové a zvukové vlastnosti vyrábaných akustických gitár a hydrotermickým zušľachťovaním dreva zvýšiť jeho rozmerovú stabilitu a zvukové vlastnosti. V spolupráci s partnerom STU v Bratislave realizovať nevyhnutné čiastkové výskumy s využitím laboratórneho vybavenia, podmienok a znalostí. Naplnenie - vývoj jednoúčelových strojov a unikátnych technologických procesov a identifikácia príčin rozptylu kvalitatívnych hraníc umožní systematicky a pravidelne zavádzať inovatívne zlepšenia výrobku s maximálnou kvalitou a vysokou pridanou hodnotou. Hlavné aktivity projektu Priemyselný výskum a Experimentálny vývoj prispejú realizáciou svojich podaktivít k dosiahnutiu inovácie produktu, čím sa naplnia plánované hodnoty merateľných ukazovateľov. Hlavnými merateľnými ukazovateľmi sú . Výsledkom inovácie bude produkt - prototyp akustickej gitary s unikátnymi vlastnosťami presahujúcimi porovnateľné produkty na EU trhu – mimoriadna kvalitatívna úroveň zvuku, inovatívny prototyp konštrukcie krku gitary, výnimočná odolnosť voči rôznym klimatickým podmienkam interiéru v priebehu roka, vynikajúca úroveň spracovania detailov, povrchovej úpravy ako aj použitého materiálu. Ďalšie merateľné ukazovatele: počet podnikov, ktoré dostávajú granty / podporu s cieľom predstaviť výrobky, ktoré sú pre firmu/trh nové – 1, počet podnikov spolupracujúcich s výskumnými inštitúciami resp. výskumných inštitúcii spolupracujúcich s podnikmi – 1 a počet podporených výskumných inštitúcií – 2.
01. Názov úlohy: |
Skúška praskania vzoriek vplyvom teploty sušenia |
1. Teoretický rozbor úlohy
Pri váhovej (gravimetrickej) metóde zisťovania vlhkosti dreva podľa STN 490103, resp. STN 490143 (STN EN 322) sú vzorky dreva sušené pri teplote 103°C. Táto teplota môže u niektorých drevín a neštandardných rozmeroch (ako odporúčaných v norme) spôsobiť výrazný vlhkostný spád v dreve. Vlhkostný spád, t.j. nerovnomerné rozloženie vlhkosti v rôznych miestach sušeného dreva v dôsledku zosychania, môže po prekročení medze pevnosti spôsobiť praskanie dreva na čelách vzoriek. Znížením teploty je možné dosiahnuť jemnejší sušiaci režim, pri ktorom sa vlhkosť z vnútra vzorky „stíha“ difúziou dostať na jej okraje (spravidla čelné plochy = priečny rez) skôr ako dôjde ku kritickému vlhkostnému spádu. Znížená teplota sušenia neovplyvní presnosť výsledkov merania, ale môže spôsobiť dlhší čas sušenia na dosiahnutie absolútne suchého stavu vzoriek.
2. Cieľ úlohy, očakávané výstupy
Cieľom úlohy je overiť či pri dostupných vzorkách drevín dochádza pri dodržaní postupov podľa normy ku praskaniu materiálu. Praskliny môžu ovplyvniť presnosť merania vlhkosti vlhkomermi po sušení a tým skresliť až znehodnotiť výsledky uvedenej podaktivity. Zároveň sa prasklinou znehodnotí samotný materiál a nie je možné ho ďalej využiť v ďalších súvisiacich úlohách.
Očakávaným výstupom je tabuľka s odporúčanými bezpečnými teplotami sušenia pre konkrétne vzorky rôznej druhovej a rozmerovej skladby.
3. Postup riešenia úlohy
Vzorky budú sušené podľa normy pri 103°C a po dosiahnutí absolútne suchého stavu sa zaznamenajú prípadné vzniknuté praskliny (fotografie + slovný opis). Ak sa praskliny objavia, opakovať experiment sušením rovnakej rozmerovej a druhovej skladby vzoriek pri teplote zníženej o 10°C (t.j. 93°C). Postup opakovať až kým sa neobjavia žiadne viditeľné praskliny.
vzorky
laboratórne sušiarne
02. Názov úlohy: |
Porovnanie vlhkosti meranej gravimetricky a vlhkomermi |
1. Teoretický rozbor úlohy
Úloha rieši problematiku nepresného merania obsahu vlhkosti v dreve okamžitým meraním prostredníctvom špeciálnych nedeštruktívnych dielektrických (kapacitných) vlhkomerov. Ich presnosť je závislá od druhu, vlastností, štruktúry a rozmerov meraného dreva. Z toho dôvodu majú dielektrické vlhkomery možnosť nastavenia vstupných parametrov - hustoty meranej dreviny a hrúbky materiálu. Výrobca posudzovaných vlhkomerov Logica-HS uvádza, že najpresnejšie výsledky možno dosiahnuť pri vlhkostiach dreva od 10 do 30%. Pri meraní dreva s vlhkosťou pod 10% s nízkou hustotou môže podľa výrobcu vzniknúť chyba až 5% v závislosti od druhu dreva. Takáto nepresnosť je v produkcii hudobných nástrojov neakceptovateľná. Gravimetrická metóda je jednou z najpresnejších metód zisťovania vlhkosti dreva pri relatívne nízkej náročnosti a tiež je nedeštruktívnou metódou. Napriek týmto nevýhodám je táto metóda merania vlhkosti jediná vhodná in situ metóda na nedeštruktívne sledovanie vlhkostnej kvality materiálu pred a vo výrobnom procese.
2. Cieľ úlohy, očakávané výstupy
Cieľom úlohy je porovnať namerané výsledky z dostupných vlhkomerov s výsledkami gravimetrickej metódy a určiť chybovosť merania pre vzorky rôznych druhov drevín a rôznych rozmerov. Očakávaným výstupom by mal byť rozdiel vlhkostí zisťovaných oboma metódami pre každú meranú vzorku dreva. Až následne bude určený interval spoľahlivosti a zvolená najvhodnejšia štatistická metóda vyhodnotenia, prípadne doplnenie výskumu.
3. Postup riešenia úlohy
Označené vzorky budú odvážené a odmerané ich rozmery pre určenie hustoty. Podľa zistenej hustoty a hrúbky sa nastavia vstupné parametre na vlhkomeroch (interval hustoty a hrúbka vzorky) a odmeria sa nimi vlhkosť v súlade s odporúčaním výrobcov podľa návodov. Vzorky budú pri meraní podložené blokom polystyrénu. Následne budú vzorky sušené podľa normy pri 103°C a po dosiahnutí absolútne suchého stavu sa zistí hmotnosť vzorky v absolútne suchom stave. Po doplnení do tabuľky bude z hmotností vypočítaná zistená vlhkosť.
vzorky
detail vzorky
03. Názov úlohy: |
Napäťovo-deformačné diagramy pri skúške pevnosti dreva v ťahu kolmo na vlákna |
1. Teoretický rozbor úlohy
Úloha rieši problematiku pevnosti v ťahu jednotlivých drevín pre zabezpečenie kvality materiálu pred a vo výrobnom procese.
2. Cieľ úlohy, očakávané výstupy
Cieľom úlohy je zistiť skutočné pevnosti jednotlivých druhov drevín pre použitie na výrobu hudobných nástrojov. Následne bude možné zvoliť vhodný druh dreviny na konkrétne použitie v časti hudobného nástroja.
3. Postup riešenia úlohy
Označené vzorky budú umiestňované do trhacieho stroja a bude zisťovaná pevnosť vzoriek v ťahu. Tomuto bol aj prispôsobený trhací stroj a jeho čeľuste. Vzorky sú rozmerov a tvarom prispôsobené tak, aby vyhovovali norme.
04. Názov úlohy: |
Modul pružnosti dreva v statickom ohybe |
1. Teoretický rozbor úlohy
Podstatou skúšky je zistenie plného priehybu skúšobného telesa v oblasti úmernosti silovo-deformačného diagramu pri zaťažovaní telesa troj-bodovým ohybom a výpočet modulu pružnosti ktorý tomuto zodpovedá. [1]. Gitarový krk je namáhaný tlakom za ohybu, ktorý je spôsobený excentricitou tlakovej sily od napnutých strún. Pre kvalitatívne zhodnotenie vlastností krkového materiálu je modul pružnosti jedným zo základných ukazovateľov. Vzhľadom k tomu, že materiál na hotovej gitare je namáhaný v pružnej oblasti možno predpokladať koreláciu medzi modulom pružnosti a deformáciou finálneho výrobku.
2. Cieľ úlohy, očakávané výstupy
Cieľom úlohy je zistiť statický modul pružnosti drevín používaných ako krkový materiál na gitary. V rámci toho aj zhodnotiť vplyv používaných vlepených výstuh na odolnosť takto vytvoreného kompozitu. Výstupom je tabuľka s hodnotami nameranej sily a priehybu, z ktorých sa postupne určia moduly pružnosti jednotlivých materiálov bez výstuh a s nimi.
3. Postup riešenia úlohy
Zmeria sa osová vzdialenosť podpier s presnosťou na milimetre. Vzhľadom k prierezu materiálu (b x h ≈ 83 x 23 mm) musí byť vzdialenosť podpier 420 mm aby sa tak minimalizoval vplyv šmykových deformácií. Pri uvedenom pomere h/l0 je tento vplyv približne 1% z celkového priehybu v strede rozpätia.
Na skúšobnom telese sa zmerajú priečne rozmery v strede rozpätia s presnosťou 0,1mm, každý sa zmeria na oboch stranách a ďalej sa uvažujeme aritmetický priemer.
Skúšobné teleso sa uloží na podpery prípravku a zaťažuje sa konštantnou rýchlosťou rastu napätia, alebo konštantnej rýchlosti pohybu zaťažujúceho tŕňa tak, aby maximálne hodnoty boli dosiahnuté za 2 až 5 minút.