HUN-REN-BME Research Group

MSc Thesis

All students undertake thesis work during their 3rd and 4th semester. The thesis consists of two-semesters long work within the scope of Master Thesis Project A (BMEGEPTNKDA) és a Master Thesis Project B (BMEGEPTNKDB). First, the student must choose a topic and a supervisor from the Department of Polymer Engineering. Students can find the contact information of topic announcers on the department web page in order to schedule a meeting. After this, the student must choose the subjects (called Diplomatervezés A (BMEGEPTMGDA) and Diplomatervezés B (BMEGEPTMGDB) in the Neptun System. The recommended period for choosing a topic is registration week–first study week of the semester. The student can also determine the topic before or early in the final semester of full-time studies, with a goal of completing the thesis the following spring or fall semester. The supervisor and consultant prepare an assignment sheet of the thesis in order to set tasks for the student’s thesis work. The tasks indicated in the assignment sheet are shared with the student. Meanwhile, the student should choose three subjects for the final examination from their curricula. The chosen subjects shall be indicated in the assignment sheet. Hereafter, the assignment sheet is handed to the Head of Department and Dean's office for approval. The student receives the assignment sheet and confirms it via signing it. The approved and signed assignment sheet is inserted in the printed version of the thesis. The student attaches the signed assignment sheet into their manuscript as page iii and iv and fill in the required information.

A thesis usually consists of a literature review, collecting information and independent engineering work, supervised and guided by the supervisor and perhaps other internal or external consultant(s). The student is responsible for maintaining regular contact with their supervisor and/or consultant(s), and to follow the progress and meeting plan.

At the end of ’Master Thesis Project B (BMEGEPTNKDB)’ subject, the student submits two printed copies of the final thesis approved by the supervisor. The full and completed thesis in both electronic and printed form should be submitted to the Department of Polymer Engineering until the end of 14th week of the semester. The thesis shall be defended in the Final Exam.
Both subjects end with a mark within the semester based on the joint decision of supervisor and/or consultant(s). The mark is based on the quality of the thesis (e.g. content and form, and how well the student has fulfilled the requirements in the thesis description) and the progress, originality of the work and the importance of the conclusions). If the student does not submit their thesis or does not satisfy at least 50% of the requirements specified in the thesis assignments, the mark for the “Final Project” subject shall be fail, regardless of the amount and quality of the work done. No resubmission is permitted within the late submission week without the supervisor’s knowledge.

Prior to the final exam, thesis work is reviewed by a reviewer. The reviewer prepares a written thesis review.

Final project template

Suggested thesis topics

1.	Nem folytonos szénszálak nedves rendezési technológiájának továbbfejlesztése
	Consultant: Dr. Czél Gergely, Dr. Tamás-Bényei Péter
	Az utóbbi évtizedekben drasztikus mértékben emelkedett a kompozit hulladék mennyisége, ami magával hozta az újrahasznosítási technológiák intenzív kutatását. Jelenleg a szénszálak visszanyerése tekinthető gazdaságosnak és ipari léptékben megoldottnak, mivel a kiváló tulajdonságú szálak mechanikai jellemzői csak kis mértékben romlanak a szálvisszanyerés során. A kutatás célja, a visszanyert rövid szálak minél magasabb szintű rendezésére alkalmas eljárás kifejlesztése, mivel az egymással párhuzamosan álló rövidebb szálak a folytonos szálstruktúrákkal összemérhető terhelhetőségűek. A rendezésnek és a kétdimenziós előgyártmány kiszerelésnek köszönhetően a visszanyert szálak értéke jelentősen növekedhet, és nagy teljesítményű kompozitok gyártására alkalmassá válhatnak. Feladatok: - Adalékanyagok hatásának elemzése a szálak kezelhetőségére a rendezési folyamat alatt, és szárítás után - A rendezett szálas minták száradási folyamatának, maradék nedvességtartalmának elemzése - A kialakított erősítő szerkezetben az elemi szálak, szálkötegek orientációjának vizsgálata - Mechanikai vizsgálatra alkalmas próbatestek gyártástechnológiájának kidolgozása, a rendezett szálas, hőre nem lágyuló minták minősítése

2.	Visszanyert folytonos szénszálak rendezettségének növelésére alkalmas módszer kifejlesztése
	Consultant: Dr. Czél Gergely, Dr. Tamás-Bényei Péter
	A pirolízis technológia alkalmas folytonos szálak visszanyerésére a reaktorba táplált kompozit hulladék darabok méretével megegyező hosszban. A folytonos szálak kiemelkedő erősítő hatásának megőrzése kulcsfontosságú az újrahasznosítási folyamat során, ha a cél teherviselésre alkalmas anyag gyártása. A visszanyert folytonos szálak azonban jellemzően véletlenszerű orientációval rendelkeznek ami nem teszi lehetővé tervezett rétegrendű lemezekben történő alkalmazásukat. A kutatás célja, hogy a hagyományos textiltechnológiák alapelveit felhasználva új módszert dolgozzunk ki a folytonos visszanyert szálak rendezettségének növelésére, illetve további felhasználásra alkalmas erősítő szerkezet kialakítására.

3.	Molecular modelling of self-healing carbon fibre-reinforced crosslinked polymer composites
	Consultant: Hantal György, Toldy Andrea
	A kutatás célja egy futó Lendület-pályázat keretén belül öngyógyító funkcióval rendelkező, szénszál-erősítésű, térhálós polimer mátrixú kompozit rendszerek molekuláris szintű modellezése és vizsgálata. A munka középpontjában a hőre lágyuló polimerrel módosított szál–mátrix határfelület szerepének feltárása áll, különös tekintettel az öngyógyulási mechanizmusok termomechanikai tulajdonságokra gyakorolt hatására. A kutatás molekuláris dinamikai szimulációkra épül, és közvetlenül kapcsolódik a Lendület-projekt keretében folyó, önjavító kompozit anyagok fejlesztését célzó alapkutatásokhoz. Feladatok: Készítsen átfogó irodalomkutatást a térhálós polimer mátrixú kompozitok károsodási mechanizmusairól (mátrixrepedés, delamináció, szál–mátrix adhézió gyengülése), valamint az ezek mérséklésére szolgáló öngyógyító megoldásokról. Az irodalomfeldolgozás terjedjen ki a hőre lágyuló fázist alkalmazó szálfelületi módosításokra, a térhálós és hőre lágyuló polimerek kölcsönhatásaira, valamint a molekuláris dinamikai szimulációk alkalmazására a térhálósodás, a fáziskeveredés és a mechanikai tulajdonságok előrejelzésében. Végezze el egy térhálós epoxigyanta-alapú polimer mátrix polimerizációjának molekuláris dinamikai szimulációját monomer–térhálósítószer rendszerekben, egy hasonló rendszerre optimalizált szimulációs protokoll paramétereinek finomhangolásával. Határozza meg az így előállított térhálós polimer alapvető termomechanikai tulajdonságait, különös tekintettel a rugalmas modulusokra és az üvegesedési átmeneti hőmérsékletre. Hozzon létre molekuláris kompozitmodelleket a térhálósítási szimulációk megismétlésével olyan monomer–térhálósítószer rendszerekben, amelyekhez különböző mennyiségben hőre lágyuló polimerrel bevont szénszálmodellek kerülnek hozzáadásra. A különböző (hőre lágyuló és térhálós) polimerkomponensek keveredési módjának és mértékének meghatározását követően számítsa ki az így létrehozott kompozit modellek rugalmas mechanikai tulajdonságait. A munka elvégzéséhez alapvető termodinamikai ismeretek, valamint a statisztikus mechanika és a molekuláris szimulációk alapjainak megértése szükséges. A feladatok megoldásához programozási alapismeretek (ideálisan Python nyelven) előnyt jelentenek.
	Further information

4.	Development of novel waste ground tire rubber based adsorbents for wastewater treatment applications
	Consultant: Dr. Kiss Lóránt, Dr. Mészáros László

5.	Development of mixtures containing waste ground tire rubber rubber, using ionizing radiation treatments
	Consultant: Dr. Kiss Lóránt, Dr. Mészáros László

6.	Systematic design of injection-molded wheels
	Consultant: Dr. Kovács József Gábor
	A diplomatéma célja egy fröccsöntött kerék szisztematikus tervezésének kidolgozása a tervezéselmélet alapelveire támaszkodva. A munka során a fröccsöntés technológiai szempontjait és a helyes tervezési elveket kell összehangolni, figyelembe véve a gyárthatóságot, a szerkezeti követelményeket és az anyagválasztást. A hallgatónak különböző tervezési variációkat kell kidolgoznia és elemeznie, hogy az optimalizált megoldás megfeleljen a funkcionális és esztétikai elvárásoknak is. A téma lehetőséget biztosít a mérnöki szimulációs eszközök és a kreatív tervezési módszerek alkalmazására.

7.	Analysis and qualification of injection molded wheels
	Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Bakonyi Péter, Dr. Kotrocz Krisztián
	A feladat célja egy átfogó módszer kidolgozása fröccsöntött kerekek minősítési eljárásához. A hallgató feladata egy mérőberendezés fejlesztése és tervezése, amely alkalmas a termékek mechanikai és geometriai paramétereinek precíz mérésére. A berendezés gyártásában is aktívan részt kell venni, biztosítva a tervezési elképzelések megvalósítását. A projekt zárásaként a fejlesztett eszközön végzett mérésekkel kell demonstrálni a termékminősítési eljárást, és értékelni a fröccsöntött kerekek megfelelőségét. A téma elméleti és gyakorlati ismereteket egyaránt igényel a gépészeti tervezés, mérés- és anyagtechnológia területén.

8.	Economy in injection molding, energy efficiency
	Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Csapó Maja
	A projekt célja egy mérési módszer kidolgozása, amely lehetővé teszi a fröccsöntési technológia és a hozzá kapcsolódó kiegészítő műveletek (például darálás, temperálás, robotizált műveletek) energiahatékonyságának pontos vizsgálatát. A hallgató feladata egy mérőrendszer összeállítása, amely valós üzemi környezetben alkalmazható. A projekt során esettanulmányokat készítünk, amelyek során megvizsgáljuk, hogy a technológiai paraméterek optimalizálásával elérhető-e a költségek minimális szintje azonos termékminőség mellett. A projekt eredményei hozzájárulhatnak a fenntarthatóbb és gazdaságosabb gyártási folyamatok kialakításához.

9.	Development hot embossing technology for microstructured polymer surfaces
	Consultant: Dr. Kovács Norbert Krisztián, Dr. Fürjes Péter
	Az olcsó polimer alapú mikrofluidikai rendszerek alkalmazása kritikus fontosságú a modern Point-of-Care diagnosztikai eszközök, mikroreaktorok elterjedésében. Ezen eszközök tervezése, megvalósítása a kísérleti, laboratóriumi szakaszból átlépett az ipari fejlesztés területére. Megjelent az igény az olcsó, eldobható, nagy volumenben előállítható polimer mikrofluidikai rendszerek gyártására. Ennek kézenfekvő megoldása a fröccsöntési, melegpréselési technológiák fejlesztése a megfelelő felbontás elérése érdekében. A jelölt feladata, hogy elemezze a termoplasztikus polimerek megmunkálási technológiáinak alkalmazhatóságát mikrométeres felbontású felületi morfológia kialakításához – különös tekintettel a melegpréselési eljárásra. Vizsgálja meg, hogy az alakadási technológiákban hogyan alkalmazhatók a mikrométeres felbontású mikromechanikai eljárásokkal előállítható szilícium szerszámok. Optimalizálja a megmunkálás során alkalmazott paraméterjellemzőket (pl. hőmérsékleti profil, nyomásprofil) a megfelelő laterális és vertikális felbontás elérése érdekében. Elemezze a kialakított szerkezetek morfológiáját pásztázó elektronmikroszkópiás és profilometriás módszerekkel.

10.	The impact of standard and high-speed printing on the product characteristics of extrusion-based 3D printing
	Consultant: Dr. Kovács Norbert Krisztián, Sztojanov Krisztián
	A hallgató feladata, a magyaroroszágon nagy népszerűségnek örvendő extrúzió alapú 3D nyomtatás technológiájával kapcsolatos mélyebb ismeretek megszerzése. Továbbá egy már működő berendezés átalakítás oly módon, hogy a meglévő keretrendszerhez igazodva a nyomtatási sebességet a jelnlegi 60 mm/s- ről 250 mm/s-re lehessen növelni. A feladathoz alapszintű elektronikai-mechatronikai ismeret előny, ugyan is több különböző vezérlés (firmware) tesztelését kell elvégezni. Háttér támogatást a gép gyártója (Craftunique Kft.) biztosít a teljes munka során.

11.	Development of biopolymer blend-based filaments for 3D printing purposes
	Consultant: Dr. Kovács Norbert Krisztián, Dr. Litauszki Katalin, Dr. Gere Dániel
	A klímaváltozás és a növekvő műanyagszennyezés hatására felmerül az igény alternatív alapanyagok alkalmazására. Ilyen lehetséges alternatív műanyag alapanyag a polihidroxi-alkanoátok (PHA-k) családja, amely nem csak megújuló erőforrás alapú, hanem biológiai úton lebontható is. Ez az alapanyagcsalád azonban jelenleg még több hátránnyal is rendelkezik, amelyek hátráltatják annak széles körű elterjedését. Az egyik ilyen hátráltató tényező, hogy alapvetően rideg tulajdonsággal rendelkezik. A kutatás-fejlesztési munka célja PHA alapú biológiai úton lebontható polimer alapanyagok keverékképzése és feldolgozási tulajdonságaik vizsgálata. Az feldolgozási eredmények alapján filament fejlesztése valósul meg 3D nyomtatási célokra. A dolgozat során előállított polimer keverékek 3D nyomtathatósága, tekercselhetősége és életciklus végi lebonthatósági vizsgálata történik.

12.	Designed for sustainability – the designing possibilities of 3D printed products
	Consultant: Dr. Kovács Norbert Krisztián, Dr. Litauszki Katalin, Dr. Gere Dániel
	Számítások szerint egy termék környezetre gyakorolt hatásának 80%-a már a tervezési fázisban meghatározásra kerül. Így nagyon nagy a felelősség és lehetőség a tervezési folyamat során a termékkel a környezetre gyakorolt hatások esetén. Bár elsődleges lépés a megelőzés, ezt követi a termék ismételt újra használatra tervezése (Design for Reuse), majd az anyagában történő újra hasznosításra tervezés (Design for Recycling), továbbá a komposztálhatóságra való tervezés (Design for Composting). Ebből is látszik, milyen fontos szerepet játszik az anyagválasztás, terméktervezés- és gyártás, a feldolgozási folyamat és az életciklus végi szcenáriók elemzése. A kutatás-fejlesztési munka célja, hogy a hallgató proaktívan, figyelembe véve a legmodernebb tervezési megfontolások széles palettáját (Design for X) válasszon alapanyagot, technológiát és térképezze fel az életciklus végi lehetőségeket, majd ezen elvárások figyelembevételével hozzon létre valós terméket. Vizsgálja és hasonlítsa össze a tervezett és elért tulajdonságokat különös tekintettel az életciklus végi lebonthatóságra és annak sebességére eltérő terméktulajdonságok esetén (pl: termék vastagsága, felület aránya, kialakított termékstruktúra, felületi érdesség).

13.	Development of renewable resource-based and biodegradable packaging foil
	Consultant: Dr. Litauszki Katalin
	A klímaváltozás, a fosszilis erőforrások kimerülése, továbbá a növekvő műanyagszennyezés hatására felmerül az igény alternatív alapanyagok alkalmazására. Hosszú távon, olyan alternatív anyagok jelentenék a megoldást, amelyek túlmutatnak a fosszilis-alapú és nem lebontható, azaz hagyományos műanyag alapanyagokon. Ilyen lehetséges alternatív alapanyag a polihidroxi-alkanoátok családja, amelyek olyan természetes eredetű poliészterek, melyeket a baktériumok energia- és szénraktározás céljából állítanak elő. A PHA-k így nemcsak megújuló erőforrásból származó alapanyagok, hanem biológiai úton is lebonthatók. Ez a kérdéskör különösen fontos a rövid élettartamú, csomagolási célú műanyag termékek esetében, amely jelenleg az éves szinten megtermelt műanyagok 40%-át jelenti.

14.	Development and analysis of polyhydroxyalkanoate-based blends
	Consultant: Dr. Litauszki Katalin
	A klímaváltozás és a növekvő műanyagszennyezés hatására felmerül az igény alternatív alapanyagok alkalmazására. Ilyen lehetséges alternatív műanyag alapanyag a polihidroxi-alkanoátok (PHA-k) családja, amely nem csak megújuló erőforrás alapú, hanem biológiai úton lebontható is. Ez az alapanyagcsalád azonban jelenleg még több hátránnyal is rendelkezik, amelyek hátráltatják annak széles körű elterjedését. Az egyik ilyen hátráltató tényező, hogy alapvetően rideg tulajdonsággal rendelkezik. A kutatás-fejlesztési munka célja PHA alapú biológiai úton lebontható polimer alapanyagok keverékképzése és ezen keverékek fizikai úton történő habképzése. A dolgozat során az ily módon előállított polimer keverékek és habjaik morfológiai, mechanikai jellemzésére kerül sor.

15.	Degradation and degradability testing of bioplastics
	Consultant: Dr. Litauszki Katalin

16.	Környezetbarát, elektromosan vezetőképes poliamid nyomtató filamentek kifejlesztése újrahasznosított szénszálak alkalmazásával
	Consultant: Dr. Mészáros László, Dr. Petrény Roland, Dr. Czél Gergely
	A kompozit hulladék növekvő mennyisége miatt egyre sürgetőbb a belőlük visszanyerhető, értékes erősítőszálak újrahasznosítása. A 3D nyomtatáshoz használható filamentek legújabb generációjával szemben elvárás, hogy olyan funkcionális tulajdonságokkal is rendelkezzen, mint például az elektromos vezetőképesség, aminek elektronikai eszközökben, elektromágneses árnyékolásban lehet fontos alkalmazási területe. A mátrixanyagokkal szemben műszaki alkalmazások esetén fontos követelmény a nagy szilárdság és szívósság, ezért a hagyományosan alkalmazott anyagok mellett terjed az olyan műszaki anyagok alkalmazása is mint a poliamid. Ugyanakkor a poliamid részben kristályos szerkezete miatt sokkal nagyobb mértékben zsugorodik, mint az amorf anyagok, ami a 3D nyomtatásra való alkalmasságát korlátozza, ugyanakkor körültekintő alapanyag választással és erősítő- illetve töltőanyagok alkalmazásával ez a zsugorodás csökkenthető. Ezek alapján a visszanyert szénszálak egyéb adalékokkal együtt történő alkalmazása egyszerre segítheti elő a poliamid nyomtathatóvá tételét, csökkentheti az anyag zsugorodását, vezetőképességet kölcsönözhet, annak ellenére, hogy a filament jelentős arányban másodnyersanyagot tartalmaz. A dolgozat célja egy olyan új, poliamid mátrixú, újrahasznosított szénszálakkal és nanorészecskékkel töltött, filament kifejlesztése, amely elektromosan vezetőképes és méretpontos termékek nyomtatásához alkalmazható.

17.	Development of a retractable drive unit for composite boats
	Consultant: Dr. Mezey Zoltán Tamás, Marton Gergő Zsolt
	Nagy teljesítményű vitorlás hajókon különösen fontos a hajótest minimális ellenállása. Ugyanakkor egy beépített motor sokkal biztonságosabb hajtásmód, mint bármilyen külmotor - nagy hullámzásban is folyamatosan a víz alatt van a hajócsavar. A munka célja egy olyan felhúzható egység kifejlesztése, amellyel biztosítható, hogy felhúzott állapotban ne zavarja semmi az áramlást, leengedett állapotban pedig egy fix beépített motor biztonságát adja a kifejlesztett rendszer. Feladatok: 1. Végezzen irodalomkutatást a meghajtó motorokkal és beszerelésükkel kapcsolatban. 2. Készítsen különféle elvi megoldásokat egy univerzálisan használható felhúzható egységről, és értékelje azokat. 3. A kiválaszott megoldással kapcsolatban tárja fel a kritikus részleteket. Készítsen kísérlettervet, és végezze el a szükséges vizsgálatokat. 4. A mérési eredmények birtokában tervezze meg a felhúzható egységet.

18.	Periodikus, cellás struktúrák vizsgálata ízületi implantátumokhoz
	Consultant: Nemes-Károly István, Szebényi Gábor, Marton Gergő
	Készítsen irodalomkutatást periodikus, cellás struktúrák témában, különös gondot fordítva az ízületi implantátumok eseteire kitérve. Végezzen mechanikai vizsgálatokat periodikus cellás struktúrákon. Végezzen végeselemes szimulációkat periodikus, cellás struktúrákon és vesse össze a valós, mechanikai vizsgálatokkal.

19.	Investigation and modeling of structural and mechanical properties of thermoplastic matrix composites as a function of recycling cycles
	Consultant: Dr. Petrény Roland, Dr. Mészáros László
	A polimer mátrixú kompozit hulladékok közel felét a termoplasztikus mátrixú kompozitok teszik ki. Az egyszerű feldolgozhatóságuk, az alacsony sűrűséggel párosuló nagy szilárdságuk, vagy az olyan funkcionális tulajdonságuk, mint az igényeknek megfelelően változtatható hő- és elektromos vezetőképességük miatt a közeljövőben az ilyen kompozitokat a jövőben is egyre nagyobb volumenben fogja használni az ipar, ezért a belőlük származó hulladék kezelése egyre aktuálisabb feladat. Mivel ezeknek a kompozitoknak a környezetben meglehetősen hosszú a lebomlási ideje, az akkumulációjuk megelőzése elsősorban az élettartamuk növelésével lehetséges. Az anyagukban történő újrahasznosítási technológiák leggyakrabban értékcsökkenéssel járnak, így az élettartam növelésének fontos feltétele az, hogy az újrahasznosítás során a kompozitok szilárdsága ne csökkenjen számottevően. Az erősítőszálak elkerülhetetlen töredezése miatt ez elsősorban a szál-mátrix kapcsolat javításával valósítható meg, mivel így a töredezett, rövid szálak is a kritikus szálhossz fölött maradnak. A szál mátrix kapcsolat erősíthető különféle nanorészecskékkel, amelyek legfőbb előnye, hogy az ömledékes újrafeldolgozás során egyszerű adalékanyagként a kompozithoz adható, sőt, égésgátló adalékanyagként gyakran eleve megtalálhatók a polimerekben és kompozitokban. A dolgozat célja a polimer mátrixú szálakat és nanorészecskéket is tartalmazó kompozitok ömledékes újrafeldogozása során bekövetkező szerkezeti és mechanikai tulajdonságbeli változások feltárása és modellezése a várható életciklus előrejelezhetősége céljából.

20.	Design of an Automatic Spool Changer System for a 3D Printer Filament Production Line
	Consultant: Dr. Romhány Gábor
	A feladat olyan berendezés mechanikai részének megtervezése, amellyel automatikus cséveváltás valósítható meg 3D nyomtatóhoz való filament gyártósorán

21.	Investigation of short fiber distribution in recycled carbon fiber reinforced 3D printed thermoplastic polymer composites
	Consultant: Sántha Péter, Dr. Tamás-Bényei Péter
	A jelenleg rendelkezésre álló újrahasznosítási technológiák [1] már lehetővé teszik az erősítőanyagok bizonyos szintű visszanyerését a kompozit hulladékokból. A reciklált szálak újrafelhasználásával megvalósítható a körforgásos anyaghasználat a kompozit iparban, aminek köszönhetően az ökológiai lábnyom mérete mellett az alapanyagárak csökkenthetők és így új alkalmazási területek is elérhetővé válnak. Az újrahasznosított rövid szénszálak felhasználhatók additív gyártástechnológiákban [2], a szálerősítésnek köszönhetően növelhető a késztermékek minősége. A késztermékek minősítésénél alapvetően szükséges a gyártás során létrejövő mezo és makro szerkezet mélyebb elemzése. A vizsgálatok során feltérképezhetők az erősítőszálak orientáció eloszlása (FOD), szálhossz eloszlás (FLD), a termékben létrejött üregek mérete és eloszlása, ezek mind nagymértékben befolyásolják a termék szilárdsági jellemzőit. Feladat részletezése: 1. Végezzen átfogó irodalomkutatást az additív gyártástechnológiák (AM) körében, kiemelve az ömledékrétegzés technológiáját (FFF), azon belül is a szálerősített rendszereket. Fektessen hangsúlyt az FFF technológiák jelentőségére és korlátaira. Tekintse át a szénszál újrahasznosítási technológiák jelenlegi állását. 2. Gyűjtse össze a nyomtatott struktúrák vizsgálati módszereit. Ismertesse a szálorientáció eloszlás (FOD), a szálhossz eloszlás (FLD) és az üregtartalom meghatározásának lehetőségeit. 3. Az irodalomkutatás alapján készítsen kísérlettervet újrahasznosított szénszállal erősített termoplasztikus kompozitok vizsgálatára. Végezze el a nyomtatott termékek gyártását és a minták előkészítését. Végezzen minősítő vizsgálatokat a feldolgozott alapanyagon és a készterméken. 4. Végezze el a termékek minőségének vizsgálatát, fektessen nagy hangsúlyt a kialakult szálorientáció vizsgálatára. Vizsgálja a mechanikai tulajdonságok nyomtatási irány függését. [1] Zhang J., Chevali V.S., Wang H., Wang Ch-H.: Current status of carbon fibre and carbon fibre composites recycling. Composites Part B: Engineering, 193 (2020) https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2020.108053 [2] Adeniran O., Cong W., Aremu A.: Material design factors in the additive manufacturing of Carbon Fiber Reinforced Plastic Composites: A state-of-the-art review. Advances in Industrial and Manufacturing Engineering, 5, 100100, ISSN 2666-9129 (2022) https://doi.org/10.1016/j.aime.2022.100100

22.	Felületi bevonatok hatásának vizsgálata T-RTM eljárással készített poliamid kompozitok tulajdonságaira
	Consultant: Dr. Suplicz András, Széplaki Péter
	A kutatási téma célja, hogy az újszerű T-RTM eljárásban (hőre lágyuló gyantainfúzió) rejlő előnyöket feltárjuk és kiaknázzuk. Ilyen előny például, hogy a kis viszkozitású monomerrel kis nyomás mellett át tudjuk itatni az erősítőszövetet, majd poliamid 6 mátrixú kompozitokat készíteni belőle. Az in-situ polimerizációval előállított hőre lágyuló mátrix új lehetőségeket nyit a kompozittechnológia területén, hiszen így az alapanyag a hagyományos kompozitokkal szemben újrafeldolgozható és "javítható" lesz. Jelen dolgozat célja, hogy az eddigiekben elkészített kompozit termékek tulajdonságait módosítsuk egy különleges felületi réteg alkalmazásával mindemellett megtartva az újrafeldolgozhatóságot.

23.	Részlegesen károsodott poliamid kompozitok gyógyíthatósága
	Consultant: Dr. Suplicz András, Széplaki Péter
	A diplomaterv során részlegesen károsodott, folyamatosan erősített poliamid-alapú kompozitok gyógyíthatósága kerül vizsgálatra. A hőre lágyuló termoplasztikus kompozitok mátrixának megömlesztésével lehetővé válik, hogy bizonyos szintű hibákat javítani lehessen a kompozit szerkezetben. Ennek érdekében tervezett hibával rendelkező, folyamatos szálerősítésű kompozitok kerülnek előállításra, amelyek a gyógyíthatósági kísérletek modelljeként szolgálnak. A kutatásban értékelésre kerül, hogy ultrahangos hegesztési és préselési eljárások alkalmazásával milyen javíthatósági fok érhető el. A kísérletek során elemzésre kerül a hő és nyomás hatására bekövetkező szerkezeti változás, az anyag integritásának helyreállítási mértéke, valamint a javítás utáni mechanikai tulajdonságok.

24.	Development of adaptive mesh refinement algorithm for injection moulding simulation
	Consultant: Dr. Szabó Ferenc
	A feladat célja olyan algoritmus fejlesztése, amely a korábban futtatott szimulációk eredményeire támaszkodva végez módosításokat a végeselemes hálón a szimulációk pontosságának fokozására.

25.	Finite element analysis of the failure behaviour of composites
	Consultant: Dr. Szebényi Gábor, Marton Gergő Zsolt

26.	Investigation of hybrid composite energy-absorbing structures
	Consultant: Szederkényi Bence, Kovács Norbert Krisztián, Czigány Tibor
	A Végezzen irodalomkutatást a következő területeken: 1. Energiaelnyelési képesség maximalizálása, kiemelten foglalkozva a cellás rendszerekkel, illetve a hibrid rendszerek (cellás 3D nyomtatott kompozit, héjszerű hagyományos kompozit és hab fázisok) komponenseinek kompatibilitásával. 2. Az energiaelnyelő struktúrák fő jellegzetességei és mérőszámai, kiemelten foglalkozva a zárt cellás habok energiaelnyelő képességével. 3. A 3D nyomtatott cellás rendszerű kompozitok és habosított rendszerek előállításának letőségei. 4. Az energialenyelési szempontból kedvező, kompozitokban megjelenő tönkremeneteli mechanizmusok, és jellemző mikromechanikai jelenségek. 5. Hibrid kompozit energialenyelő struktúrák tervezési irányelvei. B 1. Tervezzen és gyártson hibrid kompozit erősítőstruktúrákat, amelyben a cellás belső szerkezetet hagyományos kompozit héjjal és/vagy habos fázissal kombinálja. 2. Végezzen méréseket a hibrid rendszer energiaelnyelő képességére (SEA) vonatkozóan és minősítse azokat az irodalomban megtalálható értékek, illetve a különválasztott fázisok teljesítménye alapján. Méréseit egészítse ki morfológiai vizsgálatokkal is. 3. Vonjon le következtetést a mikrostruktúra viselkedésére vonatkozóan. Adjon javaslatot a struktúra energiaelnyelő képességének javítására.

27.	Development of inherently flame retarded imine type vitrimers designed for recycling
	Consultant: Dr. Toldy Andrea, Kovács Zsófia, Dr. Pomázi Ákos, Poór Dániel istván
	Csatlakozz az MTA–BME Fenntartható Polimerek Kutatócsoporthoz, ahol újrahasznosításra tervezett vitrimer kompozitok kutatásával foglalkozunk! Téged keresünk, ha: rendelkezel BSc-végzettséggel (pl. gépészmérnök, vegyészmérnök), van legalább középszintű angol nyelvtudásod, elhivatott és precíz vagy, polimeres labortapasztalatod előnyt jelent. Amit nyújtunk: innovatív és aktuális kutatási téma, korszerű anyagtudományi módszerek megismerése, részvételi lehetőség TDK-konferencián, ösztöndíjpályázati támogatás, gyakornoki vagy demonstrátori pozíció lehetősége.
	Further information

28.	Development and testing of flexible shock absorbing structures produced by additive manufacturing
	Consultant: Dr. Tomin Márton, Széplaki Péter
	A feladat célja az in-situ habosodó TPU filamentek 3D nyomtatása során a nyomtatási paraméterek (hőmérséklet, sebesség) és a fúvóka tulajdonságainak (alapanyag, átmérő) cellaszerkezetre gyakorolt hatásának vizsgálata. Emellett cél különböző topológiájú, dinamikus igénybevételre fejlesztett szerkezetek előállítása és mechanikai tulajdonságaik elemzése.

29.	The effect of nozzle diameter on the foaming and mechanical properties of in-situ foamed 3D printed structures
	Consultant: Dr. Tomin Márton, Kunsági Viktória
	Végezzen szakirodalomkutatást az in-situ habosodó filamentek 3D nyomtatási alkalmazásáról. Mutassa be a nyomtatási paraméterek hatását a habosodás mértékére és a nyomtatott szerkezetek tulajdonságaira. Készítsen PLA alapú habosított próbatesteket különböző fúvókaátmérőkkel és rétegparaméterekkel. Vizsgálja a kialakult cellaszerkezetet pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) felvételek segítségével. Különböző térfogatáram-beállítások mellett nyomtatott mintákon vizsgálja meg a fúvókaátmérő hatását a rétegek közötti adhézióra és a mechanikai tulajdonságokra.

30.	Cellular Structure Characterization of 3D Printed Foam Structures Based on Acoustic Emission Testing
	Consultant: Dr. Tomin Márton, Marton Gergő Zsolt, Kunsági Viktória
	Végezzen szakirodalomkutatást az akusztikus emisszióval támogatott mechanikai vizsgálatok területén. Mutassa be, hogyan alkalmazták eddig ezt a módszert különböző porózus vagy kompozit anyagok tönkremeneteli folyamatainak vizsgálatára, és volt-e példa a szerkezeti jellemzők indirekt meghatározására. Állítson elő in-situ habosodó filamentből készült habosított szerkezeteket 3D nyomtatási technológiával. Végezzen mechanikai vizsgálatokat akusztikus emissziós jelfeldolgozással kiegészítve. Határozza meg a cellaszerkezeti jellemzőket pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) felvételek alapján, és vizsgálja meg, hogy kimutatható-e korreláció a mikroszerkezeti jellemzők és az akusztikus emissziós jelek között.

31.	Development of special injection moulding technology using numerical analysis
	Consultant: Dr. Zink Béla, Hajagos Szabolcs
	A hidrogéncellák kiváló alternatívát nyújtanak az energiatermelésben a hagyományos fosszilis energiát felhasználó energiatermelőkkel szemben, mind a hétköznapi, mind az ipari életben. A hidrogéncellák egyik fő egysége a bipoláris lemez. Hagyományosan ezek grafitból vagy valamilyen fémötvözetből készülnek, azonban ma már elterjedőben van az erősen töltött polimer kompozit alapanyagú bipoláris lemez is. Ezek előnye a korrózióállóság, könnyű és energiahatékony feldolgozás és a kis sűrűség. Azonban ezeknek a gyártástechnológiája és alkatrésztervezési irányelvei fejlesztésre szorulnak a nagy töltőanyagtartalom miatt. A diplomamunka célja az erősen töltött polimer kompozit bipoláris lemez gyártástechnológiájának és kialakításának fejlesztése numerikus számítások segítségével. Diplomaterv A - Végezzen irodalomkutatást a speciális fröccsöntési technológiák témakörében, és ezeknek a technológiáknak a numerikus modellezésének lehetőségeiről, feltételeiről és korlátjairól. - Mutassa be egy kiválasztott technológia esetében a szerszám és termék geometriai követelményeit és a technológia numerikus modellezési lehetőségeit. Részletesen térjen ki a peremfeltételek és az anyagparaméterek meghatározására, illetve a számítási eredmények pontosságára. - Végezzen előkísérleteket, amelyekkel meghatározhatók a legfontosabb peremfeltételek, modellezési és anyagparaméterek. Diplomaterv B - Készítsen numerikus modelleket és végezze el a számításokat a kiválasztott speciális fröccsöntési technológiára. - Hasonlítsa össze a valós fröccsöntési kísérletek és a számított eredményeket, határozza meg a fontosabb eltéréseket, ezeknek a lehetséges okait és módosítsa a modelleket. - A módosított modellekkel számolt eredményeket értékelje ki és tegyen javaslatokat az esetleges modellfejlesztésekre, alkatrészmódosításokra és a technológiai paraméterek meghatározására.

Futó diplomamunka témáink

32.	Ecological footprint of injection molding technology
	Student: Szabó Mátyás
	Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Csapó Maja
	A projekt célja a fröccsöntött termékek ökológiai lábnyomának vizsgálata, különös tekintettel a gyártási folyamatokra és anyaghasználatra. A hallgatók irodalomkutatást végeznek a témában, megismerkednek a számítási modellekkel és az életciklus-elemzés (LCA) módszerével. A megszerzett elméleti tudás alapján egy valós termék gyártásán keresztül végeznek esettanulmányt, ahol elemzik a termék teljes életciklusának környezeti hatásait, valamint az energiahatékonyságot és javaslatokat fogalmaznak meg a gazdaságosság és az ökológiai lábnyom csökkentésére.

33.	Investigation of the multiple recycling of flame-retardant, carbon fiber reinforced polyamide 6 composites
	Student: Kajner Enikő
	Consultant: Dr. Kovács Zsófia, Csvila Péter, Dr. Toldy Andrea
	Napjainkban egyre nagyobb az igény a hőre lágyuló mátrixú, hosszú szállal erősített kompozit anyagok alkalmazására. A szerves polimer mátrixok éghetősége ugyanakkor szükségessé teszi ezen kompozitok égésgátlását. A kutatás célja égésgátló bevonattal ellátott, szénszállal erősített poliamid 6 (PA6) kompozitok égésgátlási tulajdonságainak vizsgálata, valamint a kompozitok többszöri mechanikai újrahasznosíthatóságának elemzése, különös tekintettel az éghetőségi jellemzők változására az egymást követő újrahasznosítási ciklusok során. 1. Végezzen átfogó irodalomkutatást az ε-kaprolaktám alapú PA6 rendszerek égésgátlásának területén. Térjen ki a szénszállal erősített PA6 kompozitokra, valamint azok mechanikai és többszöri újrahasznosítási lehetőségeire. Az irodalmi adatok alapján tegyen javaslatot egy olyan égésgátolt rendszerre, amely alkalmas ismételt újrahasznosításra. 2. Állítson elő szénszállal erősített PA6 kompozitokat, majd alakítson ki a kompozitok felületén égésgátló bevonatot. Vizsgálja a referencia, illetve az égésgátló bevonattal ellátott kompozitok éghetőségi tulajdonságait és vezetőképességét. 3. A kompozitok többszöri mechanikai újrahasznosítását követően készítsen próbatesteket éghetőségi vizsgálatokhoz. Hasonlítsa össze az egyes újrahasznosítási ciklusokon átesett minták éghetőségi tulajdonságait az eredeti, nem újrahasznosított minták jellemzőivel.