HUN-REN-BME Kutatócsoport





In-situ habosított maganyaggal rendelkező 3D nyomtatott polimer kompozitok fejlesztése és szerkezetének vizsgálata

Pályázati azonosító:
K 146236
Támogató:
Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH)
Futamidő:
2024. január 1. - 2027. december 31.
Témavezető (BME):
Prof. Dr. Czigány Tibor
Dr. Tomin Márton
Résztvevő kutatók (BME):
Prof. Dr. Czigány Tibor
Dr. Tomin Márton
Dr. Kovács Norbert Krisztián
Lukács Norbert László
Dr. Tamás-Bényei Péter
Szederkényi Bence
Sántha Péter
Tóth Csenge

Pályázat összefoglalója

A pályázat célja olyan additív gyártástechnolóigával előállított kompozit szendvicsszerkezetek fejlesztése és vizsgálata, amelyekben a szálerősített héjréteg és a porózus szerkezetű, habosított magréteg egy lépésben, szálolvasztásos 3D nyomtatással kerül előállításra. A projekt keretében elsődleges célunk a szálhosszeloszlás, az erősítőszáltartalom, valamint az újrahasznosított szálak alkalmazásának hatásának vizsgálata különböző típusú mátrixanyagokban, továbbá a rövid és hosszú szálas erősítés hatásainak feltérképezése. Emellett célunk in-situ habosodó filamentek fejlesztése, amely során vizsgáljuk a különböző kémiai és fizikai hatáselven működő habképzőszerek alkalmazhatóságát, különös tekintettel a hő hatására expandálni képes mikrogyöngyökkel töltött biopolimer alapú filamentekre. A kutatás során elemezzük a nyomtatási paraméterek – mint például a hőmérséklet, nyomtatási sebesség és rétegvastagság – hatását a habosodás dinamikájára és a kialakított cellaszerkezeti jellemzőkre (cellaméreteloszlás, cellasűrűség). A nyomtatási beállítások optimalizálásával olyan cellaszerkezetek érhetők el, amelyek hozzájárulnak a habszerkezet mechanikai tulajdonságainak javításához és az energiaelnyelő képesség fokozását. Ezen ismeretek alapján lehetőség nyílik a keresztmetszet mentén szabályozottan változó porozitású, funkcionális szerkezetek előállítására, amelyek nemcsak nagy energiaelnyelő képességet biztosítanak, hanem a szerkezet egyéb mechanikai tulajdonságait (pl. merevség, szilárdság) is kedvező irányba változtatják. Ezáltal olyan egyedi, testreszabott megoldásokat hozhatunk létre, amelyek különböző ipari igényeknek felelnek meg, például a gépjárműiparban, ahol fontos a könnyű, de erős szerkezetek alkalmazása, az orvostechnikában, ahol gyakori a porózus szerkezetek csontpótló anyagként való alkalmazása, vagy a sportszergyártásban, ahol a védőfelszerelések ütéscsillapítási hatékonyságának növelése áll a középpontban. Az újrahasznosított szálak használata, valamint a célzott porozitással történő tömegcsökkentés és az ezzel párhuzamos funkcionalitásjavítás hozzájárul az ökológiai lábnyom csökkentéséhez is.

Pályázat eredményei

1. munkaszakasz
2024. január 1. - 2024. december 31.

2. munkaszakasz
2025. január 1. - 2025. december 31.

3. munkaszakasz
2026. január 1. - 2026. december 31.

4. munkaszakasz
2027. január 1. - 2027. december 31.



Pályázat támogatásával megjelent közlemények


  1. Tóth Cs., Lukács N. L., Kovács N. K.: The role of the fiber–matrix interface in the tensile properties of short fiber–reinforced 3D-printed polylactic acid composites. Polymer Composites, , 14 (2024) https://doi.org/10.1002/pc.28720 IF=4.8 Q1

© 2014 BME Polimertechnika Tanszék - Készítette: Dr. Romhány Gábor