Laboratórium
Anyagvizsgáló
Extrúziós
Fröccsöntés
Keverő
Kompozit
Metrológia
Mikroszkópia és morfológia
Mintaelőkészítő és nano
Prototípus
Reológia
Szimulációs
Munkatársak
Önéletrajz | Kutatási terület | Publikációk | Oktatott tárgyak | Témaajánlatok
TDK témák | Diploma témák | Szakdolgozat témák | PhD témák
Országos Doktori Tanács személyi adatlap
Aktuális PhD téma ajánlatok
| 1. | 3D-nyomtatott polimer szerkezeti elemek fejlesztése ízületi protézisekhez |
A kutatás célja az additív gyártásban rejlő tervezési és gyártástechnológiai lehetőségek alkalmazása polimer alapú ízületi implantátumok fejlesztésében. A munka középpontjában olyan 3D nyomtatott, biokompatibilis szerkezetek és csúszófelületek kialakítása áll, amelyek kedvezőbb tribológiai viselkedést, csökkentett súrlódást és kopást, valamint növelt élettartamot biztosíthatnak. A kutatás során különböző orvostechnikai célra alkalmas alapanyagok feldolgozhatóságát, a nyomtatási stratégiák, felületi textúrák és szerkezeti kialakítások hatását vizsgálják mechanikai, morfológiai és egy- illetve többtengelyű kopásvizsgálatokkal. Az eredmények hozzájárulhatnak egyedi, terhelésre optimalizált, hosszabb élettartamú 3D nyomtatott ízületi implantátumok tervezési és gyártási folyamatának megalapozásához. The aim of the research is to exploit the design and manufacturing freedom offered by additive manufacturing for the development of polymer-based joint implants. The work focuses on the creation of 3D-printed biocompatible structures and sliding surfaces that may provide improved tribological performance, reduced friction and wear, and extended implant lifetime. The research investigates the processability of medical-grade polymer materials, as well as the effects of printing strategies, surface texturing, and structural design on mechanical, morphological, and tribological properties through uni- and multi-axial wear testing. The expected outcome is to support the design and manufacturing of customized, load-optimized 3D-printed joint implants with increased service life. |
| 2. | Extrúzió alapú additív gyártással előállított kompozit szendvicsszerkezetek fejlesztése és vizsgálata |
| Az additív gyártástechnológiák, különösen az extrúzió alapú 3D nyomtatás, egyre nagyobb szerepet kapnak a könnyű, egyedi és funkcionálisan optimalizált szerkezetek előállításában. A polimer kompozitok 3D nyomtatása lehetőséget biztosít az erősítőszálak terhelésirányhoz igazított elrendezésére, valamint a szerkezet mechanikai viselkedésének célzott szabályozására. A kutatás célja olyan új, hőre lágyuló mátrixú, szívós kompozit szendvicsszerkezetek fejlesztése, amelyek maganyaga a nyomtatási folyamat során habosodik. A munka során habosítható, rövid és hosszú erősítőszálakat tartalmazó nyomtatószálak fejlesztése, valamint az ezekből előállított szerkezetek mechanikai, morfológiai és mikroszkópi vizsgálata történik. A kutatás kiemelten vizsgálja az energiaelnyelő képességet, a tönkremeneteli módokat és azok technológiai paraméterektől való függését. A várható tudományos eredmény a 3D nyomtatott kompozit szendvicsszerkezetek károsodási folyamatainak mélyebb megértése, az anyagszerkezeti okok feltárása, valamint a tönkremenetelt leíró analitikus modell fejlesztése. Additive manufacturing technologies, especially extrusion-based 3D printing, are increasingly important for producing lightweight, customized, and functionally optimized structures. The 3D printing of polymer composites enables the alignment of reinforcing fibres with the main loading directions and allows the mechanical behaviour of the structure to be tailored. The aim of the research is to develop novel tough thermoplastic composite sandwich structures in which the core material foams during the printing process. The work includes the development of foamable filaments containing short and continuous reinforcing fibres, followed by the mechanical, morphological, and microscopic characterization of the printed structures. Special attention will be paid to energy absorption capability, failure modes, and the influence of technological parameters on damage evolution. The expected scientific outcome is a deeper understanding of the damage mechanisms of 3D-printed composite sandwich structures, the material-structure-level explanation of failure processes, and the development of an analytical model capable of describing their mechanical behaviour and failure. |
Futó PhD témák
| 1. | Tervezhető erősítőstruktúrával rendelkező termoplasztikus kompozitok elemzése és kombinált gyártástechnológiájának fejlesztése |
| Előzmények: Napjainkban a polimer termékek egyre nagyobb mértékben jelennek meg a nagy terhelésnek kitett alkatrészek körében, ami a szálerősített kompozit anyagok részarányának a növekedésében is tetten érhető. Az additív gyártástechnológiák (3D nyomtatás) egyre szélesebb körű elterjedése olyan lehetőségeket teremtett, amelynek segítségével a polimer termékek alkalmazási céljának megfelelő erősítő szerkezet a termékgyártás során, tervezhető módon, illeszthető az alkatrész megfelelő részébe. A kutatás célja: Tervezhető erősítő struktúrával rendelkező 3D nyomtatott kompozitok fejlesztése. A létrehozott kompozit szerkezetek tönkremenetelének vizsgálata, a tönkremenetelek anyagszerkezeti szintű magyarázata. Várható tudományos eredmények: 3D nyomtatással készült hőre lágyuló polimer kompozit szerkezetében kialakuló rétegenként eltérő orientációs viszonyainak a termék morfológiai és mechanikai tulajdonságokra, valamint a tönkremenetelre gyakorolt hatásának a feltárása. | |
| Rácz Imre, 2026- |
| 2. | Szálfektetési stratégia fejlesztése és optimalizációja additív technológiával gyártott szálerősített kompozitok tervezésében |
| Szederkényi Bence, 2022- |
Megvalósult PhD témák
| 1. | Additív eljárással készült hőre lágyuló polimer kompozitok szerkezeti elemzése és analitikus modellezése |
| Az additív gyártástechnológiák 1987-es megjelenésük óta jelentős fejlődésen mentek keresztül, különösen a műszaki alkalmazások terén. Az egyik legfontosabb terület a műanyagok mechanikai tulajdonságainak javítása szálerősítéssel. Az extrudálás alapú technológiák lehetővé teszik rövid és folytonos szálerősítésű kompozitok előállítását, amelyek könnyű, nagy szilárdságú szerkezetek létrehozására alkalmasak. A 3D nyomtatott kompozitok többszintű szerkezete (elemi szál, rétegek) különböző mikroszerkezeti jellemzőkkel rendelkezik, amelyek befolyásolják a szilárdságot, különösen az építési (z) irányban. A klasszikus kompozitelméletek (például a klasszikus lemezelmélet) alkalmasnak bizonyultak a teherbírás durva becslésére. Azonban az elméletek peremfeltételei, mint például a rétegek közötti tökéletes kapcsolat, jellemzően nem teljesülnek a 3D nyomtatott szerkezetek esetében. A doktori értekezés célja ezért, olyan modellezési módszerek kidolgozása, amelyek figyelembe veszik a 3D nyomtatott kompozitok mikroszerkezeti sajátosságait és így lehetővé teszik a mechanikai tulajdonságok pontosabb előrejelzését. | |
| Tóth Csenge, 2020-2024, védés: 2024 |
© 2014 BME Polimertechnika Tanszék - Készítette: Dr. Romhány Gábor