HUN-REN-BME Kutatócsoport

Dr. Kovács Norbert Krisztián

ADJUNKTUS, PROTOTÍPUS SZAKLABORATÓRIUM VEZETŐ

IRODA T.311.

TELEFON 06-1-463-2650

E-MAIL kovacsn@pt.bme.hu

Aktuális TDK ajánlatok

Melegpréselési technológia fejlesztése mikrostrukturált polimer szerkezetek kialakításához

Standard és nagy sebességű nyomtatás hatása az extrúzió alapú 3D nyomtatással készült termékjellemzőkre

Futó TDK témák

1.	Egyedi, 3D nyomtatással gyártható ízületi implantátum tervezése és fejlesztése
	A szakdolgozat célja egy nyeregízületi implantátum fejlesztésének vizsgálata, amely ötvözi az orvosi és mérnöki szempontokat a korszerű additív gyártástechnológiai megoldásokkal. A kutatás során különböző koncepciók kerülnek megalkotásra, kiemelve a tribológiai szempontból optimális fém-polimer kapcsolatok kialakítását. A gyakorlati vizsgálatok részeként különböző felületi mintázatú, 3D nyomtatással készült próbatestek tribológiai viselkedése kerül tesztelésre egy speciális kopásvizsgáló berendezéssel. A mérések célja, hogy az eltérő gyártástechnológiai paraméterek hatásait elemezve hozzájáruljanak a protézisek anyagtulajdonságainak optimalizálásához. Az eredmények alapján javaslatok készülnek a további fejlesztési irányokra, különös figyelmet fordítva a súrlódási és kopási tulajdonságok javítására. Végezzen részletes irodalomkutatást az artrózis műtéti megoldásairól, különös tekintettel a kézsebészetben alkalmazott nyeregízületi implantátumokra. Emellett vizsgálja az additív gyártástechnológiák (3D nyomtatás) orvostechnikai alkalmazási lehetőségeit. Orvosi és mérnöki szempontokat figyelembe véve készítsen követelményrendszert egy nyeregízületi implantátum fejlesztéséhez, majd dolgozzon ki különböző koncepciókat. Kiemelten vizsgálja a tribológiai szempontból ideális fém-polimer kapcsolat kialakítását. Készítsen 3D nyomtatással különböző felületi mintázatú próbatesteket a tribológiai viselkedés vizsgálatára, majd végezze el a szükséges méréseket és az eredmények értékelje. Az eredmények alapján javasoljon további fejlesztési irányokat.
	Ravasz Fanni Dalma

Megvalósult TDK témák

1.	Biopolimer blendek fejlesztése additív gyártástechnológiához
	Végezzen szakirodalmi kutatást az additív gyártástechnológiák témakörében, térjen ki extrúzió alapú technológiára és annak alkalmazási területen keresztüli ismertetésére. Végezzen széleskörű szakirodalmi áttekintést a biopolimerek és polimer blendek témakörében. Végezzen előkísérletet az elérhető biopolimer alapanyagok felhasználhatóságára vonatkozóan extrúzió alapú additív gyártástechnológiákkal. Az előkísérlet eredményeire támaszkodva készítsen bipolimer blendeket a megfelelő felhasználhatóságot szem előtt tartva. Végezzen mechanikai, optikai és morfológiai vizsgálatokat a kiinduló alapanyagokkal, illetve a blendelt alapanyagokkal. Az eredmények alapján tegyen javaslatot a továbblépésre.
	Bocsó Noémi, Németh Janka Blanka - 2024 TDK dicséret

2.	3D nyomtatott, folytonos szálerősített szikramentes tűzszerész kulcs tervezése topológiai optimalizációs módszerekkel
	1. Topológiai Optimalizációs módszereket használva tervezzen meg egy tűzszerészeti felhasználásra alkalmas szikramentes anyagból készült kulcsot a Markforged ökoszisztémában (Markfoged Mark II. nyomtató, Eiger szeletelőprogram): •Állítson fel követelményjegyzéket a terhelések és egyéb ergonómiai megfontolások alapján •Állítsa fel a probléma végeselemes modelljét és hozza létre az optimális befoglaló geometriát •Hozzon létre stratégiát az anizotróp tulajdonságokkal rendelkező szálerősítés és az azt befoglaló mátrixanyag optimális arányának és elhelyezésének meghatározására 2. Szimulációs módszerekkel validálja a modellt.
	Mezei Zsombor - 2024 TDK dicséret

3.	3D nyomtatott rövidszálas kompozitok rétegközi hegedése
	Halász Lajos Tibor - 2023 TDK 3. díj

4.	In-situ habképzéssel előállított biopolimer kompozitok additív gyártástechnológiája
	Lukács Norbert László - 2023 TDK 1. díj, GHK különdíj

5.	Növelt szálhosszú, 3D nyomtatott kompozitok tervezése és vizsgálata
	Lukács Norbert László - 2023 TDK 2. díj

6.	Faliszt töltés hatásának elemzése politejsav 3D nyomtatással történő feldolgozhatóságára.
	Kunsági Viktória - 2023 TDK 2. díj

7.	Besugárzás hatása epoxi-akrilát fotopolimer mechanikai és termikus tulajdonságaira.
	Irodalomkutatásában ismertesse röviden az ionos besugárzás működési elvét. Térjen ki továbbá röviden a PolyJet additív gyártástechnológia működésére. Végezzen anyagvizsgálatokat, amellyel meghatározza a különböző nagyságú dózissal besugárzott epoxi-akrilát minták fontosabb mechanikai és termikus tulajdonságait (pl: DSC, DMA Creep TTS). Mutassa be a besugárzási dózis nagyságának hatását a fontosabb mechanikai és termikus jellemzőkre, tegyen javaslatot arra, hogy a besugárzás hatását hogyan lehetne felhasználni azonos anyagból készülő prototípus fröccsöntő szerszámbetétek tulajdonságmódosítására.
	Oláh Gábor - 2022 TDK dicséret

8.	3D nyomtatáshoz használt filament gyártási paramétereinek vizsgálata reciklált anyagból
	Lengyel Zoltán - 2022 TDK 2. díj

9.	Rétegközi hegedés vizsgálata FFF típusú 3D nyomtatott termékeken
	Az additív gyártástechnológiák már az 1980-as évek óta léteznek, az azóta eltelt negyven év alatt pedig rohamos fejlődésen mentek keresztül. Kezdetben ezeket az eljárásokat prototípusok gyors és költséghatékony létrehozására használták, melyek egyedüli feladata az ötletek, koncepciók valós modellel történő szemléltetése volt. Manapság a technológia már végtermékek gyártására is alkalmas, így az ipar több területén is kihasználják a benne rejlő lehetőségeket, mint például az autóipar, a repüléstechnika, vagy az orvostechnika. Napjainkban a legnépszerűbb additív gyártástechnológia az ömledékrétegezés, röviden FFF (Fused Filament Fabrication), mely a többi additív gyártási eljáráshoz képesti egyszerű használhatósága és alacsony üzemeltetési költségei mellett elérhető árának köszönhetően már a háztartásokban is egyre elterjedtebb. TDK dolgozat keretében a hallgató feladata az FFF típusú berendezésekkel gyártott termék a rétegközi hegedésének vizsgálata és az azt befolyásoló tényezők feltárása.
	Kiss Bálint, Lukács Norbert - 2021 TDK 1. díj, OTDK I. díj

10.	Additív gyártástechnológiával készített, folytonos szállal erősített kompozitok elemzése
	A polimerek felhasználása az utóbbi évtizedekben egyre nagyobb népszerűségre tett szert, megjelenésük óta a szerkezeti elemek piacán is növekvő tendenciát mutat az igény rájuk, kedvező mechanikai és tömegben mutatott tulajdonságaik miatt. A polimer kompozitok világpiaci részesedése 2019-ben 89 milliárd USD volt. Felhasználása leginkább a magasan fejlett iparágakban, így az autóiparban, repüléstechnikai alkalmazásokban és az űrtechnikában jelentős. A kompozitok gyártására számos bevett technika létezik, azonban ezek jellemzően munkaigényes, nagy szaktudást és precizitást igénylő módszerek. Ennek áthidalására lehet egy remek lehetőség a jelenleg igen újnak mondható CCF (countinous carbon fiber) erősített FFF (fused filament fabrication) módszer, ami a 3D nyomtatás tervezési szabadságát ötvözi a kompozitokra jellemző kiváló mechanikai tulajdonságokkal. A TDK dolgozat keretébe a hallgató megismerkedhete FFF alapú hőre lágyuló kompozit gyártási technológiával, továbbá az így készítendő termékek tervezésével kapcsolatos alapokkal. A hallgató feladata egy olyan módszer kidolgozása, amely segítségével a szálfektetés pontos helye és módja szimulációval támogatott módon "pontosan" meghatározható.
	Szederkényi Bence Boldizsár - 2021 TDK 3. díj

11.	Több szabadságfokú FFF alapú 3D nyomtatási technológia fejlesztése
	Kiss Bálint - 2020 TDK dicséret

12.	FDM gyártástechnológiával készült poliamid mátrixú szénszálas kompozitok időfüggő mechanikai tulajdonságainak vizsgálata
	Kiss Zsolt - 2019 TDK dicséret

13.	FDM gyártástechnológiával előállított különböző típusú erősítőszálat tartalmazó kompozit szerkezetek összehasonlító elemzése
	Tóth Csenge - 2019 TDK 2. díj

14.	Indirekt üregnyomás mérési módszer feltételrendszerének kidolgozása
	Kovács Mátyás - 2019 TDK dicséret

15.	Protézis anyagok újszerű gyártástechnológiája
	Keszei Kitti - 2019 TDK 3. díj

16.	Felületi mikrostruktúrával rendelkező szerkezetek fröccsöntés-technológiájának fejlesztése mikrofluidikai alkalmazásokhoz
	A jelölt feladata, hogy tekintse át a termoplasztikus polimerek megmunkálási technológiáinak alkalmazhatóságát mikrométeres felbontású mikrofluidikai szerkezetek kialakításához. Vizsgálja meg, hogy a már meglévő technológiákban hogyan alkalmazhatók a MEMS rendszerek mikrométeres felbontású eljárásaival előállítható szilícium szerszámok. Vizsgálja meg a kialakított szerkezetek laterális és vertikális felbontását, alakhűségét, jellemezze a szerszámok tartósságát. A lehetséges szóba jövő, optikailag is elfogadható tulajdonságokkal rendelkező anyagok: COC, COP, PMMA... A szerszámok előállításához ismerje meg a mikromechanikai technológiák lehetőségeit, különös tekintettel a litográfiai és száraz marási technikákra. A vizsgálati módszerek közül biztonsággal és önállóan alkalmazza a SEM, illetve a felületi profilométeres technikákat. A jelölt legyen képes az angol nyelvű irodalom feldolgozására, illetve precíz és koncentrált laboratóriumi munkára félvezető tisztaságú térben.
	Garai Ilka - 2018 TDK 1. díj

17.	Fröccsöntött és 3D nyomtatott kompozit szerkezetek vizsgálata
	Napjainkban a polimer termékek egyre nagyobb számban jelennek meg a biztonságilag kritikus és nagy terhelésnek kitett alkatrészek esetében is. Ennek eredményeként egyre nagyobb hangsúlyt kap a szál erősítésű kompozit anyagok felhasználása, amelyeknél a mechanikai tulajdonságok irányfüggése az alkalmazott erősítő anyagok irányultságával áll összefüggésben. Szálerősítésű kompozit anyagokat fröccsöntéssel is feldolgozhatunk, amely során a szálak orientációját alapvetően az áramlási viszonyok határozzák meg. Ezért sok esetben a mechanikai igénybevételből származó követelmények kielégítéséhez megnövelt falvastagságú termékeket szükséges gyártani. További problémát jelent az ömledék áramlásából fakadóan az áramlási frontok találkozása, amely eredményeként mechanikailag kritikus helyek alakulhatnak ki, valamint a technológia sajátosságából adódó szálrövidülés is nehézségeket okozhat. A szálas szerkezetek fröccsöntése során tapasztalt problémákra megoldást jelenthet az additív gyártástechnológia, amely 1987-es megjelenése óta 5 milliárd dolláros piaccá nőtte ki magát. Az AM technológiák jellemzője, hogy CAD állományból közvetlenül anyaghozzáadás útján rétegről-rétegre hozzuk létre a valós fizikai modellt. Kezdetben ezeket az eljárásokat csupán vizuális modellek valamint öntőformák előállítására használták, mára azonban az alapanyagok folyamatos fejlesztésének köszönhetően segítségükkel késztermékek is gyárthatók. Az additív gyártástechnológiák közül kiemelkedik az ömledékrétegezéses eljárás (FDM) a kedvező gép ár (bekerülési költség) és a költséghatékony üzemeltetés okán. Az FDM technológia működési elve, hogy a berendezés a szál formátumú hőre lágyuló polimert (filamentet) bevezeti az extruderfejbe, ott megolvasztja azt, majd egy szűk fúvókán sajtolja keresztül a modelltérbe, ahol összeheged az előző réteggel és megszilárdul. A hallgató feladata az FDM gyártástechnológiával előállított kompozit szerkezeteket vizsgálata. Cél a különböző nyomtatási paramétereknek a kész kompozit szerkezet tulajdonságaira gyakorolt hatásának feltárása, továbbá a fröccsöntött kompozitokon mért eredményekkel történő összehasonlítás.
	Tóth Csenge - 2018 TDK 2. díj

18.	Pontszerű terhelés vizsgálatára alkalmas mérőfeltét tervezése DMA berendezéshez
	A különböző anyagok vizsgálatára két leggyakrabban alkalmazott módszer a rövidtávú mechanikai tulajdonságok jellemzőit adja meg, ezek a szakító és a hárompontos hajlítóvizsgálatok. A polimerekre azonban már alacsony hőmérsékleten és kis terhelés mellett is jellemző, hogy állandó terhelés esetén a deformáció folyamatosan nő, ezért fontos számunkra a tartós tulajdonságok feltárása is. Ilyen tulajdonság az anyagok kúszása, amelyet általában húzó-, vagy hajlító igénybevételek mellett vizsgálnak. Kevésbé tanulmányozott a csavarásból, illetve nyomásból származó kúszás, amely utóbbi lehet felület-, vagy pontszerű [1]. Dolgozatomban a pontszerű terhelésre válaszul jelentkező kúszással foglalkozom. Célom, hogy ezen kevéssé tanulmányozott kúszási viselkedés hőmérsékletfüggő vizsgálatához, a mélységérzékeny benyomódás mérés (depth sensing indentation, DSI) elvét felhasználva [2-4], egy dinamikus mechanikai analizátor (DMA) berendezésben használható befogóegységet fejlesszek, gyártsak és a módszer használhatóságát bizonyítsam. A legyártott berendezés segítségével PolyJet eljárással nyomtatott fotopolimer próbatesteken (RGD720) végeztem a méréseket, amelyekhez Vickers-típusú mérőfejet alkalmaztam. A mérőfej által különböző nagyságú terhelőerők hatására hagyott lenyomatokat optikai mikroszkóppal vizsgálva, és a berendezés segítségével azok méreteit meghatározva bizonyítottam a fejlesztett mérőberendezés alkalmazhatóságát. Irodalom: [1] Szakács H., Varga Cs., Nagy R.: Polimerek méréstechnikája, Pannon Egyetem, Veszprém (2002) [2] Nagy P. M.: Viszkoelasztikus szerkezeti polimerek tömbi és felületi mechanikai tulajdonságainak vizsgálata benyomódási méréstechnikával, PhD értekezés, Eötvös Lóránd Tudományegyetem, Budapest (2007) [3] Gubicza J., Juhász A., Lendvai J.: A new method for hardness determination from depth sensing indentation test. Journal of Materials Research, 11 (1996) 2964-2967 [4] Seltzer R., Mai Y.-W.: Depth sensing indentation of linear viscoelastic-plastic solids: A simple method to determine creep compliance. Engineering Fracture Mechanics, 75 (2008) 4852-4862
	Kotrocz Luca - 2018 TDK 1. díj, Bodor Géza különdíj

19.	Fröccsöntött termékek gyártásra szolgáló kis szériás szerszámok elemzése
	Zorics Richárd - 2018 TDK 2. díj

20.	Prototípus gyártószerszám fejlesztése autóipari felhasználásra
	A mai modern és felgyorsult világban már egyre több fejlesztési területen alkalmaznak műanyag alkatrészeket fémek helyett. Egy ilyen feldolgozási terület például az autóipar is. A műanyag, általában fröccsöntött eljárással készült termékek előnyei, hogy gyártási költségük olcsóbb, illetve az alkatrészek előállítása gyorsabb, mint maga a fém megmunkálása. Az így gyártott alkatrészeknek azonban teljesíteniük kell a korábbi fémekkel szemben előírt mechanikai tulajdonságokat, amelyeket a műanyagok esetében az alapanyagok tulajdonságaival tudnak megvalóstíani. Esetleges erősítő adalékanyagok hozzáadásával merevebb, deformációra és zsugorodásra kevésbé hajlamos darabok készíthetőek. Ezen felül lehetőség van új, és korszerűbb eljárások alkalmazására, főleg a prémium kategóriás autók tekintetében, amelyek az utasok kényelmét, komfortérzetét javítják, valamint esztétikai szempontból is fontosak, hiszen a vevők ezeket látják először, így jobban eladható termékeket készítenek (pl. bőrözött felület kialakítása fröccsöntés során, lakkozott réteg kialakítása a felületeken). A gépkocsik belső terének változatos kialakítása a mérnökök és a designerek számára nagyon sok egyedi lehetőséget biztosít, mind megvalósítási oldalról, mind pedig technológiai oldalról. Az anyag és a technológia megválasztása során figyelembe kell venni az adott legyártandó alkatrész funkcióját, külső megjelenésének igényét, biztonságos kivitelezését, valamint szem előtt kell tartani a gazdasági és környezetvédelmi szempontokat is. Fontos szempont az is, hogy ezeket az alkatrészeket a lehető leggyorsabban tesztelni lehessen, hogy a széria gyártásban ne fordulhassanak elő hibák. Ilyen tesztelési lehetőség a prototípusgyártás, illetve a prototípus szerszámozás, amellyel gyártáshelyes termékek is tesztelhetővé válnak. TDK munkámban célom egy autóipari tervezési és fejlesztési folyamat bemutatása, amely keretén belül egy műszerfalelem prototípusának modellezését, valamint ehhez a modellhez egy szilikonszerszám készítését végzem el. A modell mesterdarabját egy 3D nyomtatott darab fogja képezni. Munkám további célja egy olyan prototípus szerszám elkészítése, amelyet a későbbiekben alkalmazva olyan termékek állíthatóak elő, amelyek megközelítik a fröccsöntött termék minőségét, hiszen a szériagyártás előtt ilyen darabokon tesztelik a környező darabok egymáshoz illeszthetőségét, esetleges bepattanó kötések szilárdságát, lokátorok pozícióját, valamint a darabok egymáshoz viszonyított távolságát, az illesztési hézagokat.
	Horváth Balázs Marcell - 2017 TDK dicséret

21.	Ráfröccsöntési folyamat elemzése prototípus szerszám segítségével
	Szabó Bence - 2017 TDK 3. díj

22.	Több szabadságfokú, FDM alapú 3D nyomtató fejlesztése
	Az additív gyártástechnológiák, vagy hétköznapibb nevén a 3D nyomtatási technológiák térnyerése továbbra is töretlen. Napról napra jelennek meg újabb és újabb alkalmazások. Azonban a hagyományos 3D nyomtatók továbbra is rétegről-rétegre nyomtatnak 3 szabadságfok mentén. Ebből a működési módból kifolyólag a ma elérhető technológiák nem teszik lehetővé, hogy egy alkatrészt körbejárhassunk, és azt esetleg kiegészítsünk más anyagból készült részegységekkel. A TDK dolgozat célja ezért egy olyan több szabadságfokú rendszer megalkotása, amellyel a korábban bemutatott probléma orvosolható lenne.
	Knyihár Gábor - 2017 TDK dicséret

23.	Additív gyártástechnológiák pontossági osztályozhatóságának vizsgálata
	A hallgató feladata egy átfogó irodalomkutatás elvégzése az additív gyártástechnológiák körében. Kiemelten kezelve a különböző gyártástechnológiákkal elérhető pontosságot. A hallgató feladata továbbá egy olyan pontossági osztályozási rendszer kidolgozása, amellyel a különböző AM technológiák, a szakirodalmakban fellelhető módszereknél jobb osztályozást tesz lehetővé.
	Balázs Benjamin - 2016 TDK 2. díj

24.	Adalékanyagok hatása az FDM gyártástechnológiával nyomtatott biopolimer termékek tulajdonságaira
	Tari Gábor - 2016 TDK 1. díj, OTDK dícséret

25.	Additív gyártástechnológiával készült fröccsöntő szerszámok vizsgálata
	Kovács Dénes Zoltán - 2016 TDK dicséret

26.	SLS nyomtató tervezése
	Balla Gergely Bálint - 2016 TDK dicséret

27.	3D nyomtató áttervezése
	szakirodalmi áttekintés, konkurens termékelemzés koncepciók felépítése, azok elemzése végleges termék műszaki dokumentációja formatervezés
	Sík Luca - 2015 TDK 3. díj

28.	FDM technológiával gyártott kísérleti modellek anyagszerkezeti vizsgálatai
	Elek Gábor - 2015 TDK 1. díj

29.	Beton térkő világítását biztosító elektronikai elemek, térkőben történő elhelyezésének megvalósulása
	Kurta Ábel - 2013 TDK dicséret

30.	Alapanyag fejlesztése gépjármű akkumulátorházak fröccsöntéssel való előállításához
	A felgyorsult világunk lendületével a személygépjármű-gyártók is lépést kívánnak tartani, ezért új konstrukciókkal, fejlesztésekkel próbálják meg termékeiket a felhasználók számára különlegessé varázsolni. Azonban nem szabad a fejlesztéseket csupán a külső és a belső burkolati elemek korszerűsítésére korlátozni, ahhoz, hogy a gépjárművek gyorsabbak és környezetkímélőbbek legyenek, magához a gépjármű meghajtásához szükséges rendszert is fejleszteni kell. A nagy mennyiségű gépjármű üzemeltetése miatt szintén szükséges, hogy nagy darabszámban álljanak akkumulátorok a felhasználók rendelkezésére. Az eladási számok növekedése és a személyautók rohamos fejlődése együttesen eredményezte azoknak az akkumulátoroknak a gyártását, amelyek továbbra is képesek biztosítani korunk bonyolult elektronikai alkatrészekkel felszerelt járműveinek működését is. Az akkumulátorokat veszélyes rendszereknek tekinthetjük, ezért fontos, hogy a használatban és a használaton kívül lévő akkumulátorok semmilyen ideiglenes vagy maradandó kárt ne okozhassanak a környezetükben. Ezért TDK dolgozatom célja olyan optimális mechanikai és termikus tulajdonsággal rendelkező alapanyag kifejlesztése, amely fröccsöntéssel előállított személygépjárművek akkumulátorházainak gyártására alkalmas. Fontosnak tartom, hogy az akkumulátor egész életpályáját tudatosan alakítsuk ki. Ezért már a gyártáskor olyan összetételű alapanyagot kell létrehozni, amely az újrahasznosítása után – ugyanazt az anyagot a gyártáshoz ismételten felhasználva – nem okoz jelentős mértékű tulajdonságcsökkenést. Ezáltal is óvni környezetünket a veszélyes hulladék keletkezésétől. TDK dolgozatomban H104 homo polipropilén porhoz különböző mértékben adagoltam gócképzőket és additíveket (antioxidánsokat). A gócképzők hatékonyságát DSC és HDT mérésekkel, amíg az additívek hatékonyságát OTT, MFI mérésekkel vizsgáltam. A mérési eredmények alapján kiválasztottam a megfelelő additív és gócképző kombinációt. Ezt követően egy kísérlettervet (DOE) készí
	Kasza Dóra - 2012 TDK 2. díj

31.	Fröccsöntési szimulációk alkalmazása kisszériás szerszámkészítéshez
	A mai felgyorsult világban az ipar számára elengedhetetlen, hogy a megtervezett termékek minél előbb gyártásba kerüljenek. Ez kiemelten igaz a műanyagiparra, ezért egyre fontosabb szerepet kapnak a gyorsprototípus technológiák. Ezeknek a technológiáknak a segítségével ma már kisszériában termékeket gyártanak, valamint szerszámok, betétek készítésére is alkalmazzák. Mint minden más technológiának, úgy a gyorsprototípus szerszámozásnak is megvannak a maga pozitívumai és negatívumai. Előnye, hogy gyorsan, nagyon pontos szerszámok gyárthatók és csak a képzeletünk szab határt a megvalósítandó formának. Hátrányként meg kell említeni, hogy ha például polimerből készítünk gyors prototípusszerszámot, akkor ebben az esetben érdemes először szimulációkat végezni annak érdekében, hogy kiderüljön kibírja-e az adott terheléseket és igénybevételeket. Erre azért van szükség, mert ugyan egyre jobb tulajdonságú polimereket állítanak elő világszerte, de még nem tart ott a technika, hogy ezek a fémekkel megegyező tulajdonsággal rendelkezzenek. A hátrányok ellenére az a tendencia mutatkozik, hogy a jövőben az ilyen fajta szerszámgyártás kerül egyre jobban előtérbe. Munkám során speciális – vetemedés minősítésére szolgáló – próbatestek gyártására alkalmas, kétfészkes fröccsöntőszerszám cserélhető betéteinek fejlesztését végeztem. Első lépésként gyors prototípusgyártási technológiával, polimerből készült betétekbe fröccsöntöttem. A betéteket modelleztem és Autodesk Moldflow Insight program segítségével fröccsöntési szimulációkat végeztem. Az így számított eredményeket összehasonlítottam a valóságban mért adatokkal, amellyel a szimulációs lehetőségek prototípus szerszámozásban való alkalmazhatóságát vizsgáltam. Következő lépésben különböző szimulációs modellek segítségével vizsgáltam a hűtőcsatorna elhelyezésének, átmérőjének és felülettől mért távolságának a termékre gyakorolt hatását. Megállapításaim alapján kiválasztottam az optimális hűtőcsatornával rendelkező betétet, amely ezek után
	Lapincs Gábor - 2012 TDK 2. díj

32.	Temperált prototípus szerszámbetétek fejlesztése
	A Rapid Prototyping (RPT), azaz a rétegről rétegre, additív módon történő építkezés módszere manapság már egybeforrott a sokoldalú felhasználhatóság definíciójával. Ezen gyűjtőnévhez tartozó technológiákat felhasználva jött létre a Rapid Tooling (RT) módszere. Ez az eljárás segít egy minden szempontból szabadabb tervezési lehetőséget biztosítani a tervezőmérnököknek, amellyel a szerszámok kialakításának széles spektruma nyílik meg a mérnökök előtt, ezáltal lehetőséget ad elvonatkoztatni a megszokott tervezésbeli megkötésektől, konvencióktól, amelyek az eddigiekben a hagyományos szerszámgyártás peremfeltételeiből adódtak. Munkám során gyors szerszámozási eljárások felhasználásával, direkt szerszámbetétezési módszerek fröccsöntési technológiában való alkalmazhatóságát vizsgáltam. Többféle RPT eljárással szerszámbetét felek kerültek kialakításra, majd a gyártott szerszámbetétek összehasonlítását végeztem el. A fröccsöntési technológia során szerzett tapasztalatok alapján rámutattam az egyes technológiák sajátosságaira és az azokból eredő eltérések típusaira, például a betétek kopásának mértéke, deformációra, esetleges tönkremenetelére, nem megfelelő alkalmazhatóságára, illetve a fröccsöntött termékek geometriai megfelelőségének mértékére, például a nem egyenletes hőmérséklet eloszlásból származó vetemedési jelenségekre. Munkámban olyan prototípus szerszámbetéteket terveztem meg és gyártottam le, amelyek a Solid Freeform Fabrication (SFF) technológia adta – geometriai kötöttségektől mentes – lehetőségeket kihasználva a felületet jobban követő, pontosabb és hatékonyabb temperálási rendszereket valósítanak meg. Így a hűtőkörök a konvencionális kialakításától eltérő módon, a termék formáját jobban követő hűtőkör rendszer került kialakításra. Munkámban rámutattam az ilyen speciálisan kialakított prototípus szerszámbetétek előnyös és hátrányos tulajdonságaira. Alkalmazásukat összehasonlítottam a hagyományos hűtőköröket tartalmazó acél szerszámbetétek eredményeivel, amely ala
	Litauszki Katalin - 2012 TDK 3. díj

33.	Fém alapú kisszériás fröccsöntő szerszám fejlesztése
	TDK munkám során egy újfajta, eddig még nem alkalmazott eljárással gyártott szerszámbetétek tesztelését tűztem ki célul. Az eljárás során több lépcsőben állítjuk elő a fröccsöntő szerszámbetétet, amelynek végső fázisában homogén, tömör alumínium szerszámot kapunk. Munkám során vizsgáltam a betét geometriai megfelelőségét, az alapanyagának főbb anyagi paramétereit és végül a kisszériás termékgyártásban való alkalmazhatóságát.
	Suplicz András - 2010 TDK 1. díj, OTDK II. díj

34.	Eltérő utókezelések hatása a PolyJet technológiával készült termékek mechanikai tulajdonságaira
	A TDK dolgozatomban PolyJet technológiával előállított termékek mechanikai tulajdonságait vizsgáltuk. A tanszéken végzett korábbi kutatások azt mutatták, hogy a nyomtatást követően a termékek mechanikai tulajdonsága alacsonyabb az elérhetőnél (gyári adatlap), amely feltételezésünk szerint a nem megfelelő térhálósítás következménye. A darabokat ezért gyártást követően különböző utókezeléseknek (hőkezelés, UV és elektronbesugárzás) vetettük alá. Célunk a termék térhálósági fokának és így mechanikai tulajdonságának a növelését eredményező utókezelési folyamat kidolgozása.
	Bolemányi Tibor - 2010 TDK dicséret

35.	Objet technológiával előállított fröccsöntőszerszámok analízise és technológiai optimálása
	TDK dolgozatomban Objet eljárásra készülő fröccsöntőszerszám és szerszámbetétek vizsgálatát végeztem el. A vizsgálatokhoz megterveztem és legyártottam egy egyszerű lapka próbatest szerszámot (szerszámbetétet). Eltérő kezdeti szerszámhőmérsékletek alkalmazása mellett fröccsöntési kísérleteket végeztem, amely során mértem a betét hőmérsékletét, az elkészült lapka termékek tömegét és méretváltozását. Célom a technológia optimálása, amellyel a fröccsöntött termék tömege állandó értéken tartható a ciklusok folyamán.
	Raics Gyula - 2010 TDK 2. díj

36.	Polimer bőrredőmérő átfogó fejlesztése
	Munkámban célul tűztem ki egy olyan polimer bőrvastagság mérő kézi készülék átfogó fejlesztését, mely az egyik leggazdaságosabb nagysorozat gyártási módszerrel, fröccsöntéssel készül, könnyen használható, megfelelő pontosságú mérési eredményt ad, kielégíti az otthon használhatóság követelményeit és a lehető legolcsóbb alapanyagból készül. Céljaim megvalósítása során tanulmányoztam a különböző forgalomban lévő bőrvastagság mérésére használt eszközöket, azok követelményeit, hátterét és a munkám során előtérbe kerülő területek irodalmát, majd létrehoztam három, egymástól kisebb-nagyobb mértékben eltérő modellt, melyek fejlesztése során felhasználtam a legkorszerűbb tervező és végeselemes méretező szoftvereket. Igénybe vettem továbbá a világ egyik legkorszerűbb és legdinamikusabban fejlődő prototípusgyártási módszerét a három modell prototípusának elkészítésénél. A prototípusok segítségével tesztelhetővé vált a használhatóság, felszínre kerültek a modellek hibái. A hiányosságok pótlásával és a három változat előnyös tulajdonságainak keresztezésével elkészült egy új modell, melyhez elkészült az első egy tucat anyag- és gyártáshelyes termék fröccsöntésére alkalmas szerszám.
	Király Anett - 2009 TDK 3. díj

37.	PolyJet technológiával előállított fröccsöntő szerszámbetét hőtani vizsgálata
	A fröccsöntés a műanyagipar egyik legfontosabb alakadási eljárása. Nagy előnye, hogy termelékeny, jól automatizálható, ami a hatékonyságot csak tovább növeli. A fröccsöntés alapelve, hogy a polimer ömledéket, – amely az olvadáspont fölé melegítve viszkózusan folyós állapotban van, – nagy sebességgel, szűk beömlő nyíláson át zárt szerszámba juttatják. Ebben a zárt szerszámban a nagy nyomás alatt kihűlő polimerből alakul ki a tetszőlegesen bonyolult formájú (3D) alkatrész, gyakorlatilag hulladékmentesen, nagy méretpontossággal [1, 2]. A fröccsöntési technológia legfontosabb eleme a fröccsöntő szerszám. Ez az eszköz adja azt a zárt üreget, amelyben megtörténik az ömledék nagy nyomás alatti alakadása. A fröccsöntő szerszám tehát nagy szilárdságú, sokféle mozgó elemet is tartalmazható, nyitható és igen pontos illesztéssel zárható üreges berendezés. Mivel a termék előállítása során nagy erők lépnek fel (belső nyomás, záróerő), ezért általában kellően nagy szilárdságú acélt alkalmaznak fröccsöntő szerszámként. A termelékenység, és a jobb termékminőség érdekében a szerszámokat hűteni, illetve temperálni kell. A hűtés hőmérsékletkülönbség révén lejátszódó folyamat, amely során a kívánt közeg (szilárd, folyadék vagy gáz) hőmérséklete lecsökken. A fröccsöntési ciklus leghosszabb része köztudottan a hűtés, így ennek megfelelő kézbentartása elengedhetetlen feltétele a gazdaságos gyártásnak [3, 4]. A végtermékkel anyagában megegyező prototípusok gyártására manapság a már említett nagyszilárdságú acélok helyett gyors prototípusgyártással (RPT) készített szerszámokat illetve szerszámbetéteket alkalmaznak [5-8]. TDK munkám során egy PolyJet technológiával elkészített szerszámbetét hőtani vizsgálatát tűztem ki célul. Feladatomban vizsgáltam a PolyJet betét fröccsöntés közbeni hőmérséklet változását egy és több ciklus esetén. Kifejlesztettem egy olyan mérési összeállítást, amelynek az eredményeit felhasználva a későbbi szimulációs vizsgálat hőtani modelljének felülvizsgálatát el lehet végezni. Meghatároztam továbbá a későbbi szimulációs vizsgálatokhoz szükséges hőtani paramétereket, úgymint a hővezetési tényezőt és fajhőt.
	Suplicz András - 2009 TDK 1. díj

38.	A technológiai paraméterek hatása az RPT szerszámba fröccsöntött termékek méretpontosságára
	A mai egyre élesedő és globalizálódó gazdasági világban a termék piacra jutási idejének csökkentése elengedhetetlen feltétele a nyereséges üzletnek. A gyors prototípusgyártás (Rapid Prototyping / RPT), azaz az anyaghozzáadás útján rétegről-rétegre építkező technológia, 90-es évek eleji megjelenése nagyban hozzájárult ennek a törekvésnek az előmozdításához. Ezeket a technológiákat nem csak tervezési fázisban alkalmazhatjuk sikerrel, hanem funkcionális modellek elkészítésére is kiválóan alkalmasak, amellyel a termék működés közbeni vizsgálata, ellenőrzése is megvalósítható. Az utóbbi években azonban egyre nagyobb igény mutatkozik arra, hogy a fejlesztési fázis során legyártásra kerülő prototípusok ne csak anyagukban (production intent material), hanem gyártástechnológiájukban is megegyezzenek a végleges termékkel. Ebben nyújt nagy segítséget a gyors szerszámozás technológiája, amely során RPT eszközöket felhasználva hozzuk létre a kívánt alakadó szerszámot többnyire kis szériás termékgyártáshoz [1-4]. A gyors szerszámozást szakirodalmak alapvetően két fő csoportra bontják, az indirekt és a direkt szerszámgyártásra. Az indirekt úton készített szerszámok elkészítéséhez első lépésben egy ősmintát hozunk létre, ami segítségével gyártják le a kész szerszámot. Ma a gyors szerszámozás leggyorsabban fejlődő ágának a közvetlen szerszámozás tekinthető, ugyanis itt közvetlenül a szerszámot állítjuk elő RPT technológiával, így a gyártás idejét lényegesen lerövidítjük. Ehhez a módszerhez sorolható a sztereolitográfiával (SLA) készítet gyantaszerszám, a szelektív lézer-szinterezéssel (SLS) készített fémporos szerszám, a térbeli nyomtatott (3DP) kerámiaporos szerszám stb. [4-6]. TDK munkám során arra a kérdésre kerestem a választ, hogy egy PolyJet technológiával [7] közvetlenül legyártott fröccsöntő szerszámbetétben milyen gépbeállítási paraméterekkel tudok optimális terméket gyártani. Az optimum megkereséséhez az utónyomás mértékét és annak idejét változtattam. Az így elkészített termékeken zsugorodási és vetemedési vizsgálatokat, valamint tömegméréseket végeztem. Referenciakén ugyanezeket a műveleteket hagyományos eljárással készített acél és alumínium szerszámbetéteken is végrehajtottam.
	Suplicz András - 2009 TDK dicséret

39.	Tároló doboz szimulációs és prototípus alapú fejlesztése
	Egy fröccsöntött polimer termék tervezőjének szerszám, termék és anyag oldalról is értenie kell a tervezéshez, hiszen ma is komoly problémát jelent a termék minél egyszerűbb, gyorsabb, olcsóbb gyártása, lejárt életciklusa utáni újrafelhasználása. Manapság még inkább előtérbe kerül a környezettudatos tervezés, fejlesztés, a rendelkezésre álló javakkal való minél hatékonyabb gazdálkodás. Dolgozatom elkészítése során arra törekedtem, hogy e szempontoknak minél inkább megfeleljek. Munkámat a megfelelő alapanyag kiválasztásával kezdtem, az egyik legelterjedtebb biológiailag lebomló anyagot, a politejsavat (PLA) választottam. Vizsgáltam azon mechanika tulajdonságait, melyek a termék tervezéséhez szükségesek. A szakító- és hajlító vizsgálatokat az általam legyártott próbatesteken végeztem. A kapott eredmények kiértékelése után a termék méretezése, geometriai tervezése következett. Az így kapott 3D-s modellek gyárthatóságát fröccsöntési szimulációval vizsgáltam, amennyiben szükséges volt a geometrián módosítottam, különös tekintettel a filmzsanérra. Az optimális geometria megtalálása után szerszámot terveztem, melyet RT technológiával elkészítettünk és a terméket legyártottuk. A több féle geometriát a gyakorlatban is összehasonlítva, elemezve kiválasztottam az adott feladatra legmegfelelőbbet, figyelembe véve a nagy darabszámban történő gyárthatóságot.
	Ludvig Balázs Attila - 2009 TDK 2. díj

40.	Szelepfedél áttervezése és szimulációs felülvizsgálata
	A kutatásom témája a Knorr-Bremse Fékrendszerek Kft. által gyártott szelepfedél áttervezése, valamint az elkészült modell fröccsöntési szimulációs vizsgálata volt. A Közúti Járműdivízió által gyártott fékrendszeri egységben egy alumínium alkarész, polimer termékre való kiváltását tűzte ki céljául a vállalat költségcsökkentési és tömegcsökkentési megfontolásokból. A tervezés a korábbi alumínium egységből indult, amely korlátként meghatározta a befoglaló méreteket és a csatlakozási pontokat. A tervezésnél fontos szempont volt a meglévő termékkel való csereszabatosság, így mind geometriai, mind mechanika szempontból figyelembe kellett venni a korábbi termék jellemzőit. Ennek érdekében folyamatos prototípusgyártási ellenőrzéseken ment végig a termék ezáltal 17 lépésben került kialakításra a közel végleges geometria. Ennek segítésére több különböző prototípusgyártási technológia is igénybe lett véve, mind geometriai, mind mechanikai ellenőrzések céljából. Az előzetes prototípusok és mechanikai szimulációs tesztek alapján kiválasztott terméken fröccsöntési szimulációs vizsgálatokat, illetve gyártáshelyességi ellenőrzéseket hajtottunk végre. A fröccsöntési szimulációkkal célunk volt a gyártástechnológiai hibák kizárása, valamint a gyártási paraméterek optimálása. A szimulációs eredmények alapján elkészült kísérleti szerszámban történt gyártások ellenőrzésére ismételt szimulációkat hajtottunk végre, amellyel verifikáltuk a szimulációk helyességét. Végezetül kísérletet tettünk egy olyan kísérleti szerszám legyártására, amely a korábban alkalmazottaknál olcsóbban és gyorsabban állítható elő és mégis alkalmas néhány termék valós fröccsöntéssel történő előállítására. Dolgozatomban bemutatom ezeknek a folyamatoknak a lépéseit és az elért eredményeket is.
	Seres Viktor - 2009 TDK 2. díj, OTDK II. díj

41.	Vízihoki korong tervezése és kisszériás gyártása
	Az ember életében az újabb és újabb megoldások keresését szintén egy új ötlet generálja. Esetünkben egy, a hazánkban kevésbé ismert, Európa nyugati országaiban és a tengerentúlon ugyanakkor rendkívül közkedvelt sport, a vízihoki elengedhetetlen játékkellékének továbbfejlesztése juttatott el a gyors szerszámozási technológiák ezen felhasználási célra történő továbbfejlesztéséhez. A dolgozatban ismertetendő és a gyakorlatban legyártott termék egy 80 mm átmérőjű, 30 mm magas korong, melynek 2 mm vastag polimer héja alatt egy 1,2 kg tömegű ólom mag bújik meg. A korong igen nagy koptató igénybevételnek van kitéve a játék közben, mialatt a játékosok az úszómedence alján tolják-, lövik azt az ellenfél kapuja felé. A dolgozat a tervezési és gyártási folyamat teljes spektrumát lefedi, kezdve a termékkel szemben támasztott követelményeknek megfelelő anyagválasztáson át a fém mag RT technológiával készített szerszám formaüregében történő pozícionálásáig, a polimer héj mag köré történő öntéséig. Láthatjuk a gyártáshoz szükséges szerszámok (öntőkokilla, zömítő szerszám, szilikon szerszám, fröccsszerszám) tervezésének és gyártásának menetét. Ismertetésre kerül az alkalmazott szerszámokban- és a hagyományos fröccsszerszámban gyártott termékek tulajdonságainak összevetése. A dolgozatból emellett megtudjuk, hogy az így előállított termék minőségi tulajdonságai jóval kedvezőbb irányba változtak a már meglévő termékek tulajdonságaival szemben, így igazolva a munka megkezdésekor kitűzött cél elérését.
	Takács Gábor - 2009 TDK dicséret

42.	Gyors szerszámozás alkalmazása lebomló polimer alapú koponyaimplantátumok gyártásában és fejlesztésében
	A koponyaimplantátumok használata egészen az ókorig nyúlik vissza. Az akkor elterjedt, és azóta is jelentős számban használt fémimplantátumokkal kapcsolatban azonban számos nehézség merült fel a csonttól eltérő fizikai, kémiai és mechanikai tulajdonságaik miatt. Az utóbbi évtizedek azonban új lehetőségeket nyitottak meg, jelentős előrelépést hoztak mind az orvosi képalkotásban mind a számítógéppel vezérelt kis szériás gyártásban. Ezeket, valamint a szövetépítésnél feltárt anyagtudományi eredményeket próbálja ötvözni e téma, a cél pedig egy újszerű, "egyénre szabott" termék és technológia fejlesztése lenne.
	Szenti Alexandra - 2009 TDK 2. díj

43.	Fröccsöntő szerszámbetétek fejlesztése rapid tooling eszközökkel
	Suplicz András - 2008 TDK 3. díj

44.	3D nyomtatási technológia közvetlen felhasználásával készített fröccsöntő szerszámbetét fejlesztése és mechanikai tesztelése
	Czupi Bálint - 2008 TDK dicséret

45.	Újszerű fröccsöntő szerszámbetétek termikus és mechanikai vizsgálata
	A TDK dolgozatomban 3D nyomtatási technológiával előállított próbatestek szükséges utókezelési technológiájának fejlesztésével foglalkozom. Célom egy olyan utókezelési módszer kidolgozása, amellyel a fent említett technológia alkalmassá tehető kis sorozatgyártásra alkalmas fröccsöntő szerszámbetét előállítására.
	Fuchs Árpád - 2008 TDK dicséret

46.	3D-s nyomtatással készített modellek gyantafelvevő képességének vizsgálata
	Győrbíró Gábor - 2007 TDK dicséret

47.	RPT termékek utókezelésének vizsgálata a légáteresztő képesség meghatározásával
	Kmetty Ákos - 2007 TDK 3. díj

48.	Gyors prototípusgyártás és szerszámozás a terméktervezésben
	Robák Réka - 2007 TDK 2. díj