The objectives for this dissertation are to push forward the current state of knowledge in the area of machining fiber-reinforced plastic (FRP). The most common machining operation performed on these materials is drilling owing to the need for component assembly in mechanical pieces and structures. Among the defects caused by drilling, delamination appears as to be of the most critical and may occur at both the entrance and exit plane. A number of theoretical and experimental studies have been made to create an analytical model of delamination in composite laminates. In this dissertation, the critical thrust force (force which initiates the delamination) is predicted using linear elastic fracture mechanics - assuming Mode I. Delamination is investigated by studying the evolution of feed force and torque applied by the tool on the workpiece. A four components piezoelectric dynamometer KISTLER 9272 with special PC-software is used for measuring and evaluating of torque and cutting forces, when drilling two different composite materials: carbon/epoxy laminate fabricated by hand lay-up technique and glass/polyester composite made by pultrusion. Wear mechanisms and location of the wear on the tool are also investigated (with respect to cutting material). The tool wear is measured with help of a common workshop microscope and recorded with scanning electron microscope PHILIPS XL30. Drilling experiments are performed to give complex technical information (i.e. cutting conditions, tool geometry, tool wear and so on) which enables efficient machining of composite materials. Delamination-free drilling is given special emphasis in the experiments. Methods of statistical analysis (DOE) are used to determine which factors have the most influence on delamination.

Poměrně velké množství soukromých firem v České republice vyrábí lehká sportovní letadla. Značná část těchto letadel využívá kompozitní pružiny ve svých přistávacích zařízení. Tyto pružiny jsou buďto menší díly, absorbující energii (na příďové noze či ostruze), anebo jde celé pružnice hlavního podvozku. Všechny tyto pružiny sdílí základní charakteristiky: jsou vyrobeny převážně z jednosměrného kompozitu s významnou tloušťkou, hlavním druhem zatížení je ohybový moment a jsou očekávány velké deformace. Podobnou charakteristiku můžeme použít i při popisu hlavního nosníku křídla. Jak vypadá návrh a analýza takovýchto dílů? V zásadě jsou dvě možnosti. První z nich je poměrně jednoduchá analytická analýza, případně naprogramovaná v tabulkovém výpočetním prostředí. Nevýhody tohoto řešení jsou limitované možnosti výpočtu a jeho nízká flexibilita. Druhou možností je využít komerční konečno-prvkový systém pro analýzu, případně i pro optimalizaci. Pochopitelnou nevýhodou této možnosti je cena programu a obsluhy. Cílem této disertační práce je vytvořit program, jež nabídne třetí možnost, která umožní provádět zevrubnou analýzu řešených produktů bez nutnosti pořizovat nákladný software. Tento program zjednoduší a urychlí návrh a pevnostní kontrolu. Umožní uživateli rychle analyzovat více návrhových variant. Program dále bude zohledňovat specifika analyzovaných produktů (například velké deformace a lokální koncentrace napětí kolmo na vlákno). Z pohledu uživatele by program měl být jednoduchý na ovládání. Minimum množství vstupních dat a přehledné grafické rozhraní zajistí komfortní používání. Samostatně spustitelný program (bez instalace a bez podpůrného softwaru) zlepšuje rozšiřitelnost programu.

This master thesis focuses on modelling and simulation of impact tests of composite panels. Simulations and analysis were made by using Finite Element Method in software MSC Patran and Dytran. The first part of the thesis deals with describing the properties of composite panels during impact testing and other cases of impacts on composite structures. Next part deals with the used models and results from Dytran. These results are compared with experimental data from real low-velocity impact tests. Part of the thesis is devoted to impact on panels with the stacking sequences which is supposed to be used for design of air duct for airplane Aero L-39NG.

The diploma thesis is focused on 3D printing of composites parts. Thesis deals with methods of additive manufacturing and describes principle of selected 3D printing technologies. In addition to additive technologies, the theoretical part presents an overview of composite materials and methods of composite production. Then there are four concepts that lead to 3D printing of continuous fiber reinforced composites components. The final concept is selected according to multi-criteria analysis and then designed. Designed extruder allows 3D printing of composite materials. The principle of the function consists of fiber impregnation by matrix inside the heat chamber and then deposition of composite on printing platform. The extruder also consist of fiber cutting mechanism. The extruder's ability is verified by the experiment.