Additív gyártástechnológiával gyártott 3D erősítő struktúrájú vázszerkezet inzertként történő alkalmazásának elemzése fröccsöntött polimer kompozitokban

Pályázat összefoglalója

Napjainkban a polimer termékek egyre nagyobb számban jelennek meg a biztonságilag kritikus és nagy terhelésnek kitett alkatrészek esetében is. Ennek eredményeként egyre nagyobb hangsúly helyeződik a szál erősítésű kompozit anyagok felhasználására, 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. Gyakran szükséges erősítő bordák beépítése is, amelyek alapanyag, súly és költség többletet okoznak. További problémát jelent az ömledék áramlásából fakadóan az áramlási frontok találkozása, amely során mechanikailag kritikus helyek alakulhatnak ki, valamint a technológia sajátosságából adódó szálrövidülés. A projekt célja olyan komplex tervezési módszertan kidolgozása, amelynek segítségével a fröccsöntött termékekben a terheléseknek megfelelő erősítő szerkezet külön lépésben, 3D nyomtatással hozható létre. Ennek előnye, hogy az erősítőszerkezet jellemzői (orientáció, száltartalom stb.) az áramlási viszonyoktól függetleníthetők és az igénybevételtől függően akár pontról pontra változtathatók. Az eljárás további előnye, hogy a szálrövidülés is nagymértékben redukálható, ezáltal növelve a szálerősítés hatékonyságát, továbbá az anyagában történő újrahasznosítás lehetőségét. További cél a kifejlesztett eljárás alkalmazása és kiterjesztése olyan biopolimerekre is, mint a napjainkban a kutatások fókuszában lévő Politejsav (PLA).

Pályázat eredményei

Pályázat támogatásával megjelent közlemények

1. 
   Petrovics N., Kirchkeszner Cs., Patkó A., Tábi T., Magyar N., Kovácsné Székely I., Szabó B. S., Nyiri Z., Eke Zs.: Effect of crystallinity on the migration of plastic additives from polylactic acid-based food contact plastics. Food Packaging and Shelf Life, 36, 101054/1-101054/ (2023) 10.1016/j.fpsl.2023.101054 IF=8.749 D1
2. 
   Krizsma Sz., Suplicz A.: Analysis of the applicability and state monitoring of material extrusion–printed acrylonitrile butadiene styrene injection mould inserts with different infill levels. Materials Today Communications, 35, 106294/1-106294/ (2023) https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.106294 IF=3.662 Q3
3. 
   Krizsma Sz., Suplicz A.: Prototípus fröccsöntő szerszámok üzem közbeni állapotfelügyelete és termékminőség vizsgálata. in 'XXXI. Nemzetközi Gépészeti Konferencia Temesvár, Románia. 2023.04.17-2023.04.30.,323-328 (2023)
4. 
   Tábi T.: Háromfázisú bioműanyag keverékek vizsgálata. in 'XXXI. Nemzetközi Gépészeti Konferencia Temesvár, Románia. 2023.04.27-2023.04.30.,460-465 (2023)
5. 
   Csézi G., Tábi T.: Hőkezelési hőmérséklet hatása a nyújtott politejsav tulajdonságaira. in 'XXXI. Nemzetközi Gépészeti Konferencia Temesvár, Románia. 2023.04.27-2023.04.30.,75-80 (2023)
6. 
   Kotrocz L., Bakonyi P.: Investigation the temperature-dependent surface mechanical properties of PolyJet printed samples by cyclic indentation testing in a DMA system. Results in Materials, 17, 100360/1-100360/1-8 (2023) https://doi.org/10.1016/j.rinma.2022.100360
7. 
   Krizsma Sz. G., Suplicz A.: Comprehensive in-mould state monitoring of Material Jetting additively manufactured and machined aluminium injection moulds. Journal Of Manufacturing Processes, 84, 1298-1309 (2022) https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2022.10.070 IF=5.684 Q2
8. 
   Petrovics N., Kirchkeszner Cs., Tábi T., Magyar N., Kovácsné Székely I., Szabó B. S., Nyiri Z., Eke Zs.: Effect of temperature and plasticizer content of polypropylene and polylactic acid on migration kinetics into isooctane and 95 v/v% ethanol as alternative fatty food simulants. Food Packaging and Shelf Life, 33, 100916/1-100916/10 (2022) 10.1016/j.fpsl.2022.100916 IF=8.749 D1
9. 
   Krizsma Sz. G., Suplicz A.: State-monitoring and product quality measurement of additively manufactured injection mould inserts. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1246, 012020/1-012020/8 (2022) 10.1088/1757-899X/1246/1/012020
10. 
    Tábi T., Pölöskei K.: The effect of processing parameters and Calcium-stearate on the ejection process of injection molded Poly(Lactic Acid) products. Periodica Polytechnica-Mechanical Engineering, 66, 17-25 (2022) 10.3311/PPme.18246
11. 
    Párizs R. D., Török D., Ageyeva T., Kovács J. G.: Machine Learning in Injection Molding: An Industry 4.0 Method of Quality Prediction. Sensors , 22, 2704/1-2704/16 (2022) 10.3390/s22072704 IF=3.847 Q2
12. 
    Tábi T.: Talkum hatása a politejsav biopolimer tulajdonságaira. in 'XXX. Nemzetközi Gépészeti Konferencia (OGÉT 2022) Székelyudvarhely, Románia. 2022.04.21-2022.04.24.,5 (2022)
13. 
    Semperger O. V., Suplicz A.: The effect of the titanium dioxide nanoparticles on the morphology and degradation of polyamide 6 prepared by anionic ring-opening polymerization. Polymer Engineering and Science, 62, 2079-2088 (2022) https://doi.org/10.1002/pen.25990 IF=2.573 Q3
14. 
    Tábi T., Ageyeva T., Kovács J. G.: The influence of nucleating agents, plasticizers, and molding conditions on the properties of injection molded PLA products. Materials Today Communications, 32, 103936/1-103936/8 (2022) 10.1016/j.mtcomm.2022.103936 IF=3.662 Q3
15. 
    Ageyeva T., Kovács J. G., Tábi T.: Comparison of the efficiency of the most effective heterogeneous nucleating agents for Poly(lactic acid). Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 147, 8199-8211 (2022) 10.1007/s10973-021-11145-y IF=4.755 Q1
16. 
    Tóth Cs., Kovács N. K.: Comparison of the accuracy of analytical models for basalt fiber–reinforced poly(lactic acid) composites prepared by injection molding and fused filament fabrication. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 121, 3999–4010 (2022) https://doi.org/10.1007/s00170-022-09572-8 IF=3.563 Q2
17. 
    Tóth Cs., Kovács N. K.: Development of a Novel Hybrid Manufacturing Technology For Continuous Fiber-Reinforced Thermo-Plastic Composites. Acta Materialia Transylvanica, 5, 39-44 (2022) https://doi.org/10.33924/amt-2022-01-09
18. 
    Petrény R., Tóth Cs., Mészáros L., Horváth A.: Development of electrically conductive hybrid composites with a poly(lactic acid) matrix, with enhanced toughness for injection molding, and material extrusion-based additive manufacturing. Heliyon, 8, e10287/1-e10287/ (2022) 10.1016/j.heliyon.2022.e10287 IF=3.776 Q2
19. 
    Tábi T.: Tények és tévhitek a biopolimerekkel kapcsolatban - I. rész (másodközlés). Polimerek, 7, 298-301 (2021)
20. 
    Tábi T.: Tények és tévhitek a biopolimerekkel kapcsolatban - II. rész (másodközlés). Polimerek, 7, 337-340 (2021)
21. 
    Tábi T.: Tények és tévhitek a biopolimerekkel kapcsolatban - II. rész. Biohulladék, 14, 21-26 (2021)
22. 
    Krizsma Sz. G., Kovács N. K., Kovács J. G., Suplicz A.: In-situ monitoring of deformation in rapid prototyped injection molds. Additive Manufacturing, 42, 102001/1-102001/8 (2021) 10.1016/j.addma.2021.102001 IF=11.632 D1
23. 
    Szabó F., Suplicz A., Kovács J. G.: Development of injection molding simulation algorithms that take into account segregation. Powder Technology, 389, 368-375 (2021) https://doi.org/10.1016/j.powtec.2021.05.053 IF=5.64 Q1
24. 
    Krizsma Sz. G., Suplicz A.: Additív gyártástechnológiával előállított fröccsöntő szerszámbetétek üzem közbeni deformációinak vizsgálata. Polimerek, 7, 155-160 (2021)
25. 
    Tábi T.: Fröccsöntött politejsav biopolimer sorozatgyárthatóságának elemzése. in 'XXIX. Nemzetközi Gépészeti Konferencia (OGÉT 2021) Románia. 2021.04.23.,200-203 (2021)
26. 
    Csézi G., Tábi T.: Orientált biopolimer szerkezetek vizsgálata. in 'XXIX. Nemzetközi Gépészeti Konferencia (OGÉT 2021) Románia. 2021.04.23.,101-105 (2021)
27. 
    Tábi T., Ageyeva T., Kovács J. G.: Improving the ductility and heat deflection temperature of injection molded Poly(lactic acid) products: A comprehensive review. Polymer Testing, 101, 107282/1-107282/36 (2021) 10.1016/j.polymertesting.2021.107282 IF=4.931 D1
28. 
    Semperger O. V., Pomlényi P., Suplicz A.: Felület-bevonatolási eljárás T-RTM technológiához. Polimerek, 7, 186-192 (2021)
29. Kirchkeszner Cs., Petrovics N., Tábi T., Magyar N., Kovács J., Szabó B. S., Nyiri Z., Eke Zs.: Swelling as a promoter of migration of plastic additives in the interaction of fatty food simulants with polylactic acid- and polypropylene-based plastics. Food Control, 132, 108354/1-108354/12 (2021) 10.1016/j.foodcont.2021.108354 IF=6.652 Q1