In-situ habosított maganyaggal rendelkező 3D nyomtatott polimer kompozitok fejlesztése és szerkezetének vizsgálata
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
Pályázat támogatásával megjelent közlemények