Scientific Students' Associations activity (SSA)
In the course of SSA the student or students study a narrow area of a field of science for some time and with the supervision of a professor, complete a project of scientific quality which is beyond the subject matter taught at the university. How far a student gets in their research depends on their interest, ability, time and successful cooperation with the supervisor.
To show the results of SSA projects, the Faculty of Mechanical Engineering at BME organizes a Conference of Scientific Students' Associations every year, usually in the first part of November. In order to participate in the Conference, a student has to prepare and submit a report of the work done and give a presentation. The report usually summarizes half a year to one year of research but a successful summer practice or work done in the framework of foreign placement can also lead to a paper. The most successful papers can be entered in the National Conference of Scientific Students' Associations, held every two years. Both BSc and MSc students can take part in the conference.
Why is it worth writing an SSA paper?
Writing an SSA paper entails extra work but it is worth the effort. A place in an SSA conference means moral and also financial benefit. It means extra points when the student applies for Master’s or PhD training, and also means extra points when faculty or national scholarships are awarded. A successful SSA paper is often continued as a dissertation or thesis, and the experience gained during making the paper and the opinion of the assessor can be used in the dissertation or thesis. A Conference of Scientific Students' Associations provides an excellent opportunity to practice giving presentations.
The paper is evaluated based on a given set of criteria, by an independent professional assessor. Presentations in conferences organized by the faculty have to be given before a professional committee, who award points for both the presentation and the work done. The committee uses the sum of the points for the presentation and the paper to decide the order and makes a proposal for the prizes to be awarded.
| |
| 1. | Szénszál-réz erősítésű hibrid kompozitok fejlesztése |
| | Consultant: Csvila Péter, Dr. Czigány Tibor |
| Az utóbbi években a kompozitok fejlesztése során egyre nagyobb figyelmet kapnak a hibrid kompozitok, amelyek lehetőséget biztosítanak kedvezőbb mechanikai és fizikai tulajdonságok optimalizálására. A szénszál és réz kombinációja különösen ígéretes, mivel a szénszál kiváló szilárdságot és merevséget biztosít, míg a réz jó elektromos és hővezető képességekkel rendelkezik, továbbá gyakran alkalmazzák ezt a párosítást repülőgépiparban is különféle tulajdonságok elérésére. Feladatok: Szénszál-réz erősítésű hibrid kompozitok előállítása. Réz erősítőanyag geometriai tulajdonságainak meghatározása a kompozit mechanikai tulajdonságaira. Erősítőanyag-mátrix adhéziójának vizsgálata. |
| 2. | Multifunkcionális energiatároló kompozit fejlesztése |
| | Consultant: Csvila Péter, Dr. Czigány Tibor |
| A kompozit iparban egyre nagyobb figyelmet kapnak a multifunkcionális kompozitok. Egy ilyen megoldás a szerkezeti energiatároló kompozitok, amelyek egyszerre képesek mechanikai terhelések elviselésére és elektromos energia tárolására. A kutatás célja egy olyan multifunkcionális kompozit anyag fejlesztése, amelyben a szerkezeti és energiatároló funkciók hatékonyan ötvözhetők, ezáltal csökkentve a teljes rendszer tömegét és növelve annak hatékonyságát. Feladatok: Készítsen olyan kompozit próbatestet, amely kiváló mechanikai tulajdonságokkal és megfelelő energiatárolási funkciókkal rendelkezik. Vizsgálja a multifunkcionális kompozitot gyártási paraméterei, illetve mechanikai és energiatárolási funkciói alapján. |
| 3. | Javítható kompozit anyag kifejlesztése |
| | Consultant: Dr. Czél Gergely |
| A polimer kompozitok nagy szilárdságuk és kis sűrűségük miatt nagyon előnyösek a tömeg-kritikus alkalmazásokban, viszont egyik fő hátrányuk, hogy nem, vagy nehezen javíthatók túlterhelés után. Korábban sikeres kutatást végeztünk speciális szerkezetű kompozit anyagok hőre lágyuló fólia beépítésével javíthatóvá tétele területén, amit ki szeretnénk terjeszteni a lemez síkjára merőleges irányú terhelés után történő javíthatóság elérése érdekében. Ajánlott irodalom:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X23000726?via%3Dihub
Feladatok:
- Alkalmas rétegszerkezet megtervezése javíthatósági kísérletekhez
- Károsodás létrehozása kontrollált módon hajlító igénybevétel segítségével
- Károsodott próbatestek javítása autoklávban
- Ismételt hajlítóvizsgálat a javítás hatékonyságának megállapítása érdekében
|
| 4. | Nem folytonos szénszálak nedves rendezési technológiájának továbbfejlesztése |
| | Consultant: Dr. Czél Gergely, Dr. Tamás-Bényei Péter |
| Az utóbbi évtizedekben drasztikus mértékben emelkedett a kompozit hulladék mennyisége, ami magával hozta az újrahasznosítási technológiák intenzív kutatását. Jelenleg a szénszálak visszanyerése tekinthető gazdaságosnak és ipari léptékben megoldottnak, mivel a kiváló tulajdonságú szálak mechanikai jellemzői csak kis mértékben romlanak a szálvisszanyerés során. A kutatás célja, a visszanyert rövid szálak minél magasabb szintű rendezésére alkalmas eljárás kifejlesztése, mivel az egymással párhuzamosan álló rövidebb szálak a folytonos szálstruktúrákkal összemérhető terhelhetőségűek. A rendezésnek és a kétdimenziós előgyártmány kiszerelésnek köszönhetően a visszanyert szálak értéke jelentősen növekedhet, és nagy teljesítményű kompozitok gyártására alkalmassá válhatnak.
Feladatok:
- Adalékanyagok hatásának elemzése a szálak kezelhetőségére a rendezési folyamat alatt, és szárítás után
- A rendezett szálas minták száradási folyamatának, maradék nedvességtartalmának elemzése
- A kialakított erősítő szerkezetben az elemi szálak, szálkötegek orientációjának vizsgálata
- Mechanikai vizsgálatra alkalmas próbatestek gyártástechnológiájának kidolgozása, a rendezett szálas, hőre nem lágyuló minták minősítése
|
| 5. | Viszkozitásarányok hatása a gumiabroncs őrlet felhasználásával készült termoplasztikus elasztomerekre |
| | Consultant: Görbe Ákos, Dr. Bárány Tamás |
| Az elasztomerek olyan polimerek, amelyekre jellemző, hogy molekulaláncaik között keresztkötések találhatók, ezek miatt pedig nem vihetők ömledék állapotba, ezért az elasztomerek újrahasznosítása túlnyomóan energetikai jellegű. Egy ennél előremutatóbb újrahasznosítási módszer a devulkanizálás, mely során a keresztkötéseket felbontva primer kaucsukot megközelítő anyagot kapunk. Ez felhasználható termoplasztikus dinamikus vulkanizátumok (TDV) gyártására. Ezek olyan blendek, amelyekben térhálós elasztomer szemcsék vannak hőre lágyuló polimer mátrixban eloszlatva úgy, hogy a gumiszemcsék vulkanizációja a keverés során megy végbe a polimer ömledékben. Ezen anyagok a jól eloszlatott gumiszemcsék révén rugalmasak, azonban a termoplasztikus mátrix biztosítja a megömleszthetőséget, így hagyományos technológiákkal feldolgozhatók és könnyen újrahasznosíthatók. A kialakuló morfológia és a mechanikai tulajdonságok szempontjából nagyon fontos a termoplasztikus és a gumifázis viszkozitásainak aránya. A dolgozat célja az arány hatásának vizsgálata a TDV tulajdonságaira.
Végezzen irodalomkutatást a termoplasztikus elasztomerekről, különös tekintettel a termoplasztikus dinamikus vulkanizátumokról. Az irodalomkutatás során térjen ki a fázisok viszkozitásának hatására a mechanikai és morfológiai tulajdonságokra.
Dolgozza ki a gumifázis lágyításának módjait különböző mennyiségű és típusú olajok felhasználásával. Gyártson termoplasztikus elasztomereket olajjal lágyított gumifázis felhasználásával.
A gyártott anyagokat minősítse mechanikai és morfológiai vizsgálatokkal.
|
| 6. | Technológia fejlesztése gumiabroncs-őrlet felhasználásával készült termoplasztikus elasztomerek ipari léptékű előállítására |
| | Consultant: Görbe Ákos, Dr. Bárány Tamás |
| Az elasztomerek olyan polimerek, amelyekre jellemző, hogy molekulaláncaik között keresztkötések találhatók, ezek miatt pedig nem vihetők ömledék állapotba, ezért az elasztomerek újrahasznosítása túlnyomóan energetikai jellegű. Egy ennél előremutatóbb újrahasznosítási módszer a devulkanizálás, mely során a keresztkötéseket felbontva primer kaucsukot megközelítő anyagot kapunk. Ez felhasználható termoplasztikus vulkanizátumok (TPV) gyártására. Ezek olyan blendek, amelyekben térhálós elasztomer szemcsék vannak hőre lágyuló polimer mátrixban eloszlatva. Ezen anyagok a gumiszemcsék révén rugalmasak, azonban a termoplasztikus mátrix biztosítja a megömleszthetőséget, így hagyományos technológiákkal feldolgozhatók és könnyen újrahasznosíthatók.
A szakirodalom és korábbi tapasztalatok alapján labor szinten korábban kidolgoztunk egy működőképes gyártástechnológiát, amivel megfelelő minőségű TPV-ket lehet előállítani gumiabroncs-őrlet felhasználásával. A dolgozat célja a gyártástechnológia felskálázása ipari partner részvételével.
Végezzen irodalomkutatást a termoplasztikus elasztomerekről, különös tekintettel a termoplasztikus dinamikus vulkanizátumokról. Az irodalomkutatás során térjen ki a gumifázis reciklátummal való helyettesíthetőségére.
Dolgozzon ki gyártástechnológiát a gumiabroncs-őrlet felhasználásával készült termoplasztikus elasztomerek ipari léptékű előállítására.
Az előállított anyagot minősítse mechanikai és morfológiai vizsgálatokkal.
|
| 7. | Újrahasznosított gumiabroncs-őrlet felhasználásával készült termoplasztikus elasztomerek zsugorodásának elemzése |
| | Consultant: Görbe Ákos, Dr. Suplicz András |
| Az elasztomerek olyan polimerek, amelyekre jellemző, hogy molekulaláncaik között keresztkötések találhatók, ezek miatt pedig nem vihetők ömledék állapotba, ezért az elasztomerek újrahasznosítása túlnyomóan energetikai jellegű. Egy ennél előremutatóbb újrahasznosítási módszer az elasztomer-őrlet (jellemzően gumiabroncs) felhasználása termoplasztikus elasztomerek fejlesztéséhez. Ezen anyagok a gumiszemcsék révén rugalmasak, azonban a termoplasztikus mátrix biztosítja a megömleszthetőséget, így hagyományos technológiákkal feldolgozhatók és könnyen újrahasznosíthatók.
A termoplasztikus elasztomerek egyik legnagyobb volumenű feldolgozástechnológiája a fröcccsöntés. Ennél a technológiánál különösen fontos az anyag zsugorodási és vetemedési jellemzőinek ismerete. A dolgozat célja ezen tulajdonságok elemzése gumiabroncs őrlet felhasználásával készült termoplasztikus elasztomereken.
Feladatok:
1. Végezzen átfogó irodalomkutatást a termoplasztikus elasztomerekről, különös tekintettel a termoplasztikus vulkanizátumokról és fröccsönthetőségükről. Az irodalomkutatás során térjen ki a termoplasztikus polimerek zsugorodására, illetve, hogy azt hogyan befolyásolják az egyes technológiai paraméterek (hőmérséklet, idő).
2. Dolgozzon ki kísérlettervet a gumiabroncs őrlet felhasználásával készült termoplasztikus elasztomerek zsugorodásának vizsgálatára.
3. Vizsgálja a fröccsöntési paraméterek és a töltőanyag mennyiségének hatását a zsugorodásra. Értékelje az eredményeket és tegyen továbbfejlesztési javaslatokat. |
| 8. | Gumiőrlemény tartalmú vulkanizátumok dinamikus mechanikai tulajdonságainak vizsgálata |
| | Consultant: Kiss Lóránt, Dr. Mészáros László |
| Napjainkban a hulladék gumiabroncsokat újrahasznosításuk érdekében gyakran őrlik, majd az így kapott gumiőrlemény valamilyen új mátrixban pl. friss gumiban alkalmazzák. A felhasználások, illetve a fázisok közötti kapcsolatok jellemzése érdekében fontos megvizsgálni ezeknek a vulkanizátumoknak a dinamikus mechanikai tulajdonságait.
A dolgozat célja, felületkezelt gumiőrlemény alkalmazása gumi mátrixban, majd a vulkanizátumok dinamikus mechanikai tulajdonságainak (pl.: Mullins-hatás) vizsgálata. |
| 9. | Fröccsöntött kerék szisztematikus tervezése |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor |
| A diplomatéma célja egy fröccsöntött kerék szisztematikus tervezésének kidolgozása a tervezéselmélet alapelveire támaszkodva. A munka során a fröccsöntés technológiai szempontjait és a helyes tervezési elveket kell összehangolni, figyelembe véve a gyárthatóságot, a szerkezeti követelményeket és az anyagválasztást. A hallgatónak különböző tervezési variációkat kell kidolgoznia és elemeznie, hogy az optimalizált megoldás megfeleljen a funkcionális és esztétikai elvárásoknak is. A téma lehetőséget biztosít a mérnöki szimulációs eszközök és a kreatív tervezési módszerek alkalmazására. |
| 10. | Végeselemes méretezés dinamikusan igénybe vett fröccsöntött termékhez |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Krizsma Szabolcs |
| A feladat célja egy dinamikus terhelésnek kitett fröccsöntött termék átfogó tervezése és elemzése. A hallgató feladata a termék funkcionális és esztétikai igényeinek figyelembevételével különböző dizájnváltozatok létrehozása és azok összehasonlítása. A tervezett modellek szilárdsági és tartóssági tulajdonságainak értékelésére egy végeselemes (FEM) módszer kidolgozása szükséges. Az elemzés során figyelmet kell fordítani a dinamikus igénybevétel hatásaira, mint például ütés vagy hirtelen terhelés. A projekt célja egy optimalizált dizájn kiválasztása, amely megfelel az előírt mechanikai és gyártási követelményeknek. |
| 11. | Fröccsöntött kerekek elemzése és minősítése |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Bakonyi Péter, Dr. Kotrocz Krisztián |
| A feladat célja egy átfogó módszer kidolgozása fröccsöntött kerekek minősítési eljárásához. A hallgató feladata egy mérőberendezés fejlesztése és tervezése, amely alkalmas a termékek mechanikai és geometriai paramétereinek precíz mérésére. A berendezés gyártásában is aktívan részt kell venni, biztosítva a tervezési elképzelések megvalósítását. A projekt zárásaként a fejlesztett eszközön végzett mérésekkel kell demonstrálni a termékminősítési eljárást, és értékelni a fröccsöntött kerekek megfelelőségét. A téma elméleti és gyakorlati ismereteket egyaránt igényel a gépészeti tervezés, mérés- és anyagtechnológia területén. |
| 12. | Anyagfejlesztés reciklált alapú anyagokból |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Bakonyi Péter |
| A projekt célja reciklált alapanyagokból fröccsöntési feladatokhoz (termékekhez) alkalmas anyagok fejlesztése. A munka során a hallgatók töltött és adalékolt anyagokat állítanak elő, amelyek specifikus mechanikai, hő- vagy kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek az adott alkalmazási célnak megfelelően. A feladat magában foglalja a reciklált alapanyagok előkészítését, az anyagok összetételének optimalizálását, fröccsöntési minták gyártását és a minták tulajdonságainak laboratóriumi vizsgálatát. A projekt során a hallgatók megismerhetik az anyagfejlesztés alapjait, valamint a fenntartható anyaghasználat és újrahasznosítás gyakorlati lehetőségeit és LCA elemzést is készíthetnek. |
| 13. | Szerszám- és terméktervezés hatása a költséghatékonyságra a fröccsöntésben |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor |
| A projekt célja, hogy bemutassa, milyen szoros kapcsolat van a fröccsöntött termék és az azt előállító szerszám tervezése között, valamint ezek hatását a gyártás költségeire. A hallgatók megvizsgálhatják, hogyan befolyásolják a termék tervezési döntései (például geometriája, anyagválasztása) a szerszám gyártási költségeit, és hogyan alakítja a szerszámkialakítás a gyártási folyamat költséghatékonyságát. A projekt részeként a hallgatók szimulációs eszközök segítségével elemezhetik a különböző tervezési változtatások hatását, ezzel gyakorlati példákon keresztül mélyíthetik el tudásukat. A téma különösen releváns a költséghatékony gyártás és a fenntartható terméktervezés szempontjából. |
| 14. | Fröccsöntési szimulációk alkalmazhatósága reciklált anyagok esetében |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor |
| A projekt célja annak vizsgálata, hogy hogyan lehet reciklált, illetve adatbázisban nem szereplő anyagokat gyorsan és megfelelő pontossággal integrálni a fröccsöntési szimulációs szoftverek adatbázisába. Ehhez részletesen elemezzük, hogy mely anyagtulajdonságokat szükséges laboratóriumi körülmények között meghatározni (pl. viszkozitás, pvT, zsugorodási tényezők stb.), valamint ezeket milyen mérési pontossággal kell megadni adott pontosságú szimuláció elérésének érdekében. A projekt továbbá foglalkozik azzal, hogy az adatbázis hiányosságai vagy hibái milyen mértékben befolyásolják a szimulációs eredményeket, például a kitöltési folyamat, a vetemedést vagy más előrejelzéseket. |
| 15. | Zsugorodásmérési módszer fejlesztése |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor |
| A projekt célja a fröccsöntés során fellépő zsugorodási folyamatok részletes vizsgálata és egy innovatív mérési módszer kidolgozása. A hallgatók feladata speciális próbatestek (például korongok, különböző fröccsöntési pontokkal) tervezése és elkészítése, melyek lehetővé teszik a zsugorodás térbeli eltéréseinek vizsgálatát. Emellett szimulációs modellezést végeznek a zsugorodási hatások meghatározására, majd az eredményeket kísérleti úton validálják. Kiemelt figyelmet kap a folyásirányú és az arra merőleges zsugorodási jelenségek szétválasztása, hogy pontosabb képet kapjunk az anyag viselkedéséről és a fröccsöntési folyamat optimalizálható legyen. |
| 16. | Fröccsöntött termékek színelemzése |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Török Dániel |
| A projekt célja fröccsöntött termékek színmérésének vizsgálata, valamint a színeltéréseket befolyásoló tényezők, különösen a felületi érdesség hatásának feltárása. A munka során fröccsöntő szerszám (betétjének) fejlesztése és validálása történik, amely lehetővé teszi a felületi érdesség színmérésre gyakorolt hatásának elemzését. Emellett a mérések összevetésére kerül sor különböző mesterkeverékek alkalmazásával, azok reprodukálhatóságát is vizsgálva. A projekt hozzájárulhat a gyártási folyamatok optimalizálásához és a színegyezés pontosabb biztosításához.
|
| 17. | Fröccsöntött termék optimalizációja, vetemedés minimalizálása |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Krizsma Szabolcs |
| A projekt célja a fröccsöntési folyamat során keletkező vetemedés és zsugorodás minimalizálása a gyártási paraméterek optimalizálásával. A hallgatók elemzik a hagyományos fröccsöntési beállításokat és ciklusokat, különös tekintettel az utónyomás profiljának szerepére a vetemedés csökkentésében. A mérések és szimulációs eredmények összevetésével javaslatokat dolgoznak ki az optimalizált gyártási paraméterekre (utónyomás profilra), amelyekkel a termékek méretpontossága és minősége javítható. A projekt gyakorlati tapasztalatot nyújt a mérnöki analízis és szimuláció összehangolásában. |
| 18. | Fröccs-préselési technológia fejlesztése |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Krizsma Szabolcs |
| A projekt célja a fröccsöntési és fröccs-préselési technológiák összehasonlítása, különös tekintettel a gyártási folyamatok hasonlóságaira és eltéréseire. A hallgatók megvizsgálják, mely termékeknél érdemes a fröccs-préselést alkalmazni a hagyományos fröccsöntés helyett, különös figyelmet fordítva a vetemedésre, zsugorodásra és a méretpontosság javítására. Az elemzésekhez korszerű belső nyomásmérési módszerek alkalmazását is bevonjuk, hogy a technológiai paraméterek hatása részletesen értékelhető legyen. A projekt eredményei hozzájárulnak a fröccs-préselés ipari alkalmazásának optimalizálásához. |
| 19. | Bipoláris lemez fröccs-préselési technológiájának optimalizálása |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Zink Béla |
| A projekt célja a bipoláris lemezek gyártási folyamatának elemzése és optimalizálása fröccs-préselési technológiával. A hallgatók megismerkedhetnek a fröccs-préselés technológiai lépéseivel, különös tekintettel a termék vastagságának precíz beállítására és a vetemedés minimalizálására. A feladat része a gyártási paraméterek elemzése és finomhangolása, amely magában foglalja az anyagválasztás, hőmérséklet, nyomás és ciklusidő optimalizálását. A projekt keretében modern szimulációs eszközök használata és kísérleti vizsgálatok elvégzése is várható, hogy a gyártás során fellépő hibák minimalizálhatók legyenek, miközben biztosítható a lemez minősége és költséghatékonysága. |
| 20. | Hidrogéncella tokozásának fröccsöntése és végszerelése |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Zink Béla |
| A projekt célja a hidrogéncellák tokozásának és végszerelésének vizsgálata, különös tekintettel az alkalmazott technológiák és anyagok optimalizálására. A munka során a hallgatók megismerhetik a hidrogéncellák működésének alapelveit, valamint a végszerelési módszerekhez kapcsolódó kritikus lépéseket, mint például az előgyártmányok (MEA - membránelektróda-egységek) minőségének és hatásának elemzése. Fontos feladat a tokozáshoz szükséges tömítések hatásának vizsgálata, mivel ezek kulcsfontosságúak a cella hatékony és biztonságos működéséhez. A fröccsöntési technológia alkalmazhatóságának értékelése, valamint a fröccsöntött alkatrészek kialakításának és optimalizálásának elemzése szintén kiemelt szerepet kap. A projekt során az áramszedők tervezésének és tesztelésének módszertanát is vizsgáljuk, hogy biztosítsuk a cella teljesítményének és megbízhatóságának növelését. |
| 21. | Fröccs-préselés szimulációjának fejlesztése, összehasonlító elemzés |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Zink Béla |
| A projekt célja egy fröccs-préselési szimulációs módszer kidolgozása és továbbfejlesztése, amely a technológiai folyamatok modellezésében és optimalizálásában nyújt segítséget. A hallgató feladata a számítási modell pontosítása, különös tekintettel a geometriai sajátosságokra, például a beömlő és a csigatér szerepére. A szimuláció eredményeit belső nyomásméréseken alapuló összehasonlító elemzés keretében kell validálni, hogy megállapítható legyen a modell és a valóság közötti eltérés. A munka eredményeként egy pontosabb, a gyakorlatban is alkalmazható szimulációs eszköz hozható létre. |
| 22. | Gazdaságosság a fröccsöntésben, energiahatékonyság |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Csapó Maja |
| A projekt célja egy mérési módszer kidolgozása, amely lehetővé teszi a fröccsöntési technológia és a hozzá kapcsolódó kiegészítő műveletek (például darálás, temperálás, robotizált műveletek) energiahatékonyságának pontos vizsgálatát. A hallgató feladata egy mérőrendszer összeállítása, amely valós üzemi környezetben alkalmazható. A projekt során esettanulmányokat készítünk, amelyek során megvizsgáljuk, hogy a technológiai paraméterek optimalizálásával elérhető-e a költségek minimális szintje azonos termékminőség mellett. A projekt eredményei hozzájárulhatnak a fenntarthatóbb és gazdaságosabb gyártási folyamatok kialakításához. |
| 23. | Reciklált anyagok hatása a fröccsöntött termékek ökológiai lábnyomára és gazdaságosságára |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Csapó Maja |
| A projekt célja a fröccsöntött termékek gyártása során használt reciklált alapanyagok környezeti és gazdasági hatásainak vizsgálata. A hallgatók feladata az ökológiai lábnyom számításához szükséges modellek és irodalmi források feltárása, valamint a reciklálási folyamat (pl. darálók, szállítás, energiafelhasználás) környezeti terhelésének elemzése. A munka során egy valós esettanulmány elemzésére is sor kerül, amely segít a reciklált alapanyagok alkalmazásából származó előnyök és kihívások azonosításában. Az eredmények alapján javaslatok tehetők a fenntarthatóság és gazdaságosság szempontjából optimalizált gyártási folyamatokra. |
| 24. | Fröccsöntési technológia ökológiai lábnyoma |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Csapó Maja |
| A projekt célja a fröccsöntött termékek ökológiai lábnyomának vizsgálata, különös tekintettel a gyártási folyamatokra és anyaghasználatra. A hallgatók irodalomkutatást végeznek a témában, megismerkednek a számítási modellekkel és az életciklus-elemzés (LCA) módszerével. A megszerzett elméleti tudás alapján egy valós termék gyártásán keresztül végeznek esettanulmányt, ahol elemzik a termék teljes életciklusának környezeti hatásait, és javaslatokat fogalmaznak meg az ökológiai lábnyom csökkentésére. |
| 25. | Anyagáramok hatása a gazdaságosságra és ökológiai lábnyomra |
| | Consultant: Dr. Kovács József Gábor, Csapó Maja |
| A hallgatói projekt célja a fröccsöntött termékek ökológiai lábnyomának vizsgálata és számítási módszertanának kidolgozása. Ennek keretében a résztvevők áttekintik a vonatkozó szakirodalmat (pl. MOHU által kiadott anyagok, műszaki műanyagok újrahasznosításának lehetőségei), valamint elemzik az újrahasznosított anyagok alkalmazásának hatását a minőségre, gazdaságosságra és költségekre. A projekt során választ keresünk arra, hogy az újrahasznosítás gazdasági szempontból megéri-e, és milyen kompromisszumokat jelenthet a termékek teljesítményében vagy élettartamában. Az eredmények hozzájárulhatnak a fenntartható gyártási gyakorlatok fejlesztéséhez, teljes LCA elemzés. |
| 26. | Melegpréselési technológia fejlesztése mikrostrukturált polimer szerkezetek kialakításához |
| | Consultant: Dr. Kovács Norbert Krisztián, Dr. Fürjes Péter |
| Az olcsó polimer alapú mikrofluidikai rendszerek alkalmazása kritikus fontosságú a modern Point-of-Care diagnosztikai eszközök, mikroreaktorok elterjedésében. Ezen eszközök tervezése, megvalósítása a kísérleti, laboratóriumi szakaszból átlépett az ipari fejlesztés területére. Megjelent az igény az olcsó, eldobható, nagy volumenben előállítható polimer mikrofluidikai rendszerek gyártására. Ennek kézenfekvő megoldása a fröccsöntési, melegpréselési technológiák fejlesztése a megfelelő felbontás elérése érdekében.
A jelölt feladata, hogy elemezze a termoplasztikus polimerek megmunkálási technológiáinak alkalmazhatóságát mikrométeres felbontású felületi morfológia kialakításához – különös tekintettel a melegpréselési eljárásra. Vizsgálja meg, hogy az alakadási technológiákban hogyan alkalmazhatók a mikrométeres felbontású mikromechanikai eljárásokkal előállítható szilícium szerszámok. Optimalizálja a megmunkálás során alkalmazott paraméterjellemzőket (pl. hőmérsékleti profil, nyomásprofil) a megfelelő laterális és vertikális felbontás elérése érdekében. Elemezze a kialakított szerkezetek morfológiáját pásztázó elektronmikroszkópiás és profilometriás módszerekkel.
|
| 27. | Standard és nagy sebességű nyomtatás hatása az extrúzió alapú 3D nyomtatással készült termékjellemzőkre |
| | Consultant: Dr. Kovács Norbert Krisztián, Sztojanov Krisztián |
| A hallgató feladata, a magyaroroszágon nagy népszerűségnek örvendő extrúzió alapú 3D nyomtatás technológiájával kapcsolatos mélyebb ismeretek megszerzése. Továbbá egy már működő berendezés átalakítás oly módon, hogy a meglévő keretrendszerhez igazodva a nyomtatási sebességet a jelnlegi 60 mm/s- ről 250 mm/s-re lehessen növelni. A feladathoz alapszintű elektronikai-mechatronikai ismeret előny, ugyan is több különböző vezérlés (firmware) tesztelését kell elvégezni. Háttér támogatást a gép gyártója (Craftunique Kft.) biztosít a teljes munka során. |
| 28. | Elasztomer habok térhálósűrűség mérési módszerének fejlesztése |
| | Consultant: Litauszki Katalin, Dr. Kmetty Ákos |
| A habszerkezetek jelentősége napjainkban egyre nő és az elasztomer habok sok szempontból igen érdekes és ígéretes megoldást jelentenek. Az elasztomerek habképzése során a térhálósodási folyamat kiemelt jelentőséggel bír, azonban az elasztomer habok térhálósűrűségnének mérésére még nincs kidolgozott módszertan. A TDK dolgozat keretében többféle térhálósűrűség mérési módszer alkalmazására és egy teljesen új megközelítés kidolgozására van lehetőség. |
| 29. | Vezetőképesség mérése elasztomereken |
| | Consultant: Dr. Mészáros László, Sayfo Petra |
| Bár a vezetőképesség mérésére jól vezető szerkezeti anyagok esetében számos módszer rendelkezésre áll, a polimerek, azon belül is elasztomerek esetében az alapvetően szigetelő jelleg, illetve a minták kis erő hatására is könnyen bekövetkező deformálhatósága miatt ez nehézségekbe ütközik.
A hallgató feladata egy már rendelkezésre álló mérési módszer megismerése, és elasztomerek vizsgálatára alkalmassá tétele. |
| 30. | Mintaelőkészítési módszer kidolgozása latexből előállított elasztomer minták vizsgálatához |
| | Consultant: Dr. Mészáros László, Sayfo Petra |
| A latextechnológiát az ipar elterjedten használja mártott termékek előállítására. A hallgató feladata egy olyan módszer kidolgozása, amellyel a gumiiparban elterjedt vizsgálati módszerekhez (pl. szakítóvizsgálat) megfelelő minták állíthatók elő. |
| 31. | Műtárgyak öregedésének vizsgálati módszerei |
| | Consultant: Dr. Morlin Bálint, Dr. Litauszki Katalin, Dr. Mészáros László |
| Tekintse át a meglévő irodalmat a polimer alapú műtárgyakra vonatkozóan: melyek a jelenleg leggyakrabban előforduló alapanyagok, azokra vonatkozó öregedési folyamatok és azok vizsgálati módszerei (előnyei, hátránya, korlátai, veszélyei a tárgyra nézve).
Első lépésben rögzítse a választott polimer alapú analóg darab kiindulási állapotát, vizsgálja és mutassa be annak alapanyagát.
Második lépésben mutassa be az adott polimer alapú analóg darab öregedést befolyásoló tényezőket, az egyes tényezők nyomon követesére válasszon vizsgálati módszereket.
Harmadik lépésben két választott öregedést befolyásoló tényező esetében végezzen gyorsított öregedési vizsgálatot és kövesse adott időközönként az egyes tényezők hatását, majd ábrázolja azokat és fogalmazzon meg ajánlásokat a mintadarab tárolásra vonatkozóan. |
| 32. | Periodikus, cellás struktúrák vizsgálata ízületi implantátumokhoz |
| | Consultant: Nemes-Károly István, Szebényi Gábor, Marton Gergő |
| Készítsen irodalomkutatást periodikus, cellás struktúrák témában, különös gondot fordítva az ízületi implantátumok eseteire kitérve.
Végezzen mechanikai vizsgálatokat periodikus cellás struktúrákon.
Végezzen végeselemes szimulációkat periodikus, cellás struktúrákon és vesse össze a valós, mechanikai vizsgálatokkal. |
| 33. | Elektromosan vezetőképes poliamid nyomtató filamentek kifejlesztése újrahasznosított szénszálak alkalmazásával |
| | Consultant: Dr. Petrény Roland, Dr. Mészáros László |
| A 3D nyomtatáshoz használható filamentek legújabb generációja olyan funkcionális tulajdonságokkal is rendelkezik, mint például az elektromos vezetőképesség, aminek elektronikai eszközökben, elektromágneses árnyékolásban lehet fontos alkalmazási területe. A mátrixanyagokkal szemben műszaki alkalmazások esetén fontos követelmény a nagy szilárdság és szívósság, ezért a hagyományosan alkalmazott anyagok mellett terjed az olyan műszaki anyagok alkalmazása is mint a poliamid. Ugyanakkor a poliamid részben kristályos szerkezete miatt sokkal nagyobb mértékben zsugorodik, mint az amorf anyagok, ami a 3D nyomtatásra való alkalmasságát korlátozza, ugyanakkor körültekintő alapanyag választással és töltőanyagok alkalmazásával ez a zsugorodás csökkenthető.
A kompozit hulladék növekvő mennyisége miatt egyre sürgetőbb a belőlük visszanyerhető, értékes erősítőszálak újrahasznosítása is. Mivel a filamentek gyártásáshoz többnyire rövid szálak használatosak, előnyös lehet az ilyen újrahasznosított szálak alkalmazása. A gyártás során a száltartalmú filament orientált szerkezetet kaphat, ami a nyomtatás során erősödhet, így az elektromos vezetőképesség irányfüggővé válhat. A dolgozat célja egy olyan új, poliamid mátrixú, újrahasznosított szénszálakkal és nanorészecskékkel töltött, filament kifejlesztése, amely elektromosan vezetőképes és méretpontos termékek nyomtatásához alkalmazható.
1. félév
1. Végezzen szakirodalomkutatást az elektromosan vezetőképes, 3D nyomtatáshoz alkalmazott filamentek tulajdonságaival és gyártástechnológiával kapcsolatban.
2. Hasonlítsa össze a szakirodalom alapján a lehetséges mátrix anyagokat, a rendelkezésre álló szénszál típusokat, válassza ki a kísérleti munka során alkalmazható anyagokat.
3. Végezzen előkísérleteket, jelölje ki a kísérleti munka során előnyösen alkalmazható anyag kombinációkat, készítsen kísérlettervet.
2. félév
1. Állítson elő elektromosan vezetőképes, szénszálakat tartalmazó, nyomtató filamenteket.
2. Végezzen nyomtatási kísérleteket az előállított filamenteken.
3. Vizsgálja a filamentek elektromos vezetőképességét, szerkezeti jellemzőit, adjon anyagszerkezeti magyarázatot a kialakult tulajdonságokra.
|
| 34. | Termoplasztikus mátrixú kompozitok szerkezeti és mechanikai tulajdonságainak vizsgálata és modellezése az újrafeldolgozási ciklusok függvényében |
| | Consultant: Dr. Petrény Roland, Dr. Mészáros László |
| A polimer mátrixú kompozit hulladékok közel felét a termoplasztikus mátrixú kompozitok teszik ki. Az egyszerű feldolgozhatóságuk, az alacsony sűrűséggel párosuló nagy szilárdságuk, vagy az olyan funkcionális tulajdonságuk, mint az igényeknek megfelelően változtatható hő- és elektromos vezetőképességük miatt a közeljövőben az ilyen kompozitokat a jövőben is egyre nagyobb volumenben fogja használni az ipar, ezért a belőlük származó hulladék kezelése egyre aktuálisabb feladat. Mivel ezeknek a kompozitoknak a környezetben meglehetősen hosszú a lebomlási ideje, az akkumulációjuk megelőzése elsősorban az élettartamuk növelésével lehetséges. Az anyagukban történő újrahasznosítási technológiák leggyakrabban értékcsökkenéssel járnak, így az élettartam növelésének fontos feltétele az, hogy az újrahasznosítás során a kompozitok szilárdsága ne csökkenjen számottevően. Az erősítőszálak elkerülhetetlen töredezése miatt ez elsősorban a szál-mátrix kapcsolat javításával valósítható meg, mivel így a töredezett, rövid szálak is a kritikus szálhossz fölött maradnak. A szál mátrix kapcsolat erősíthető különféle nanorészecskékkel, amelyek legfőbb előnye, hogy az ömledékes újrafeldolgozás során egyszerű adalékanyagként a kompozithoz adható, sőt, égésgátló adalékanyagként gyakran eleve megtalálhatók a polimerekben és kompozitokban. A dolgozat célja a polimer mátrixú szálakat és nanorészecskéket is tartalmazó kompozitok ömledékes újrafeldogozása során bekövetkező szerkezeti és mechanikai tulajdonságbeli változások feltárása és modellezése a várható életciklus előrejelezhetősége céljából.
1 félév.
• Végezzen irodalomkutatás a műanyaghulladékban leggyakrabban előforduló termoplasztikus kompozitok, mátrixok, erősítőanyagok jellemzőivel kapcsolatban, különös tekintettel a nanoméretű töltőanyagokra
• Mutassa be, hogy a kompozitok újrafeldolgozása során hogyan változnak az anyagtulajdonságok, térjen ki a mikro- és nanoméretű erősítőanyagok együttes hatására
• Végezzen újrafeldolgozási kísérleteket az irodalomkutatás alapján kiválasztott, mikroszálakat és nanorészecskéket is tartalmazó kompoziotkon
2. félév
• Vizsgálja a mechanikai tulajdonságok változását az újrafeldolgozási ciklusok függvényében
• Vizsgálja a morfológiai tulajdonságok változását az újrafeldolgozási ciklusok függvényében
• Állapítson meg összefüggéseket a szerkezetváltozás és a mechanikai tulajdonságok változása között és modellezze azokat
|
| 35. | Képfeldolgozás elvén működő szálátmérő egység fejlesztése FDM típusú 3D nyomtatóhoz szükséges filament gyártó berendezéshez |
| | Consultant: Dr. Romhány Gábor |
| A feladat egy, a tanszéken fejlesztett, az FDM-féle 3D nyomtatáshoz való filament gyártósorhoz optikai elven működő szálátmérő egység fejlesztése. Az egység alapeleme digitális mérőmikroszkóp (rendelkezésre áll). A feladat 3 részből áll:
1. rész: egy készüléket kell tervezni, ami egyrészt a mérőmikroszkópot rögzíti a gyártósorhoz, illetve egyúttal a filamentet is megfelelően megvezeti a mérőmikroszkóp objektíve előtt.
2. rész: ki kell a tervezett készüléket nyomtatni FDM-féle 3D nyomtatással.
3. rész: képkiértékelő szoftvert kell írni, ami a mérőmikroszkóp által készített képkockákat kiértékeli és megadja a filament aktuális átmérőjét. |
| 36. | Felületi bevonatok hatásának vizsgálata T-RTM eljárással készített poliamid kompozitok tulajdonságaira |
| | Consultant: Dr. Suplicz András, Széplaki Péter |
| A kutatási téma célja, hogy az újszerű T-RTM eljárásban (hőre lágyuló gyantainfúzió) rejlő előnyöket feltárjuk és kiaknázzuk. Ilyen előny például, hogy a kis viszkozitású monomerrel kis nyomás mellett át tudjuk itatni az erősítőszövetet, majd poliamid 6 mátrixú kompozitokat készíteni belőle. Az in-situ polimerizációval előállított hőre lágyuló mátrix új lehetőségeket nyit a kompozittechnológia területén, hiszen így az alapanyag a hagyományos kompozitokkal szemben újrafeldolgozható és "javítható" lesz. Jelen dolgozat célja, hogy az eddigiekben elkészített kompozit termékek tulajdonságait módosítsuk egy különleges felületi réteg alkalmazásával mindemellett megtartva az újrafeldolgozhatóságot.
|
| 37. | Poliamid kompozitok merevségének növelése habmag alkalmazásával |
| | Consultant: Dr. Suplicz András, Széplaki Péter |
| A hőre lágyuló polimer mátrixú kompozitokat széleskörűen alkalmazzák számos iparágban, azok előnyös tulajdonságai miatt. Ilyen előnyös jellemző lehet például a gyors és energiahatékony feldolgozhatóság, a jó mechanikai tulajdonságok, a feladatra szabható jellemzők és az újrahasznosíthatóság. A hőre lágyuló mátrixanyagok ömledék állapotban nagy viszkozitással rendelkeznek, így jelenleg a térhálós polimerekkel szemben nem alkalmasak folytonos erősítőstruktúrák (szövetek) megfelelő átitatására, ami korlátot szab a felhasználhatóságuknak. Ennek kiküszöbölésében nyújt segítséget a poliamidok anionos gyűrűfelnyitásos polimerizációja és a T-RTM (Thermoplastic-Resin Transfer Molding / Hőre lágyuló gyantainfúzió) technológia együttes alkalmazása. A folyamat során a megfelelő adalékokkal ellátott, kis viszkozitású monomert (epszilon kaprolaktámot) egy zárt szerszámba fecskendezzük, átitatjuk vele az ott elhelyezett erősítőstruktúrát, majd emelt szerszámhőmérsékleten polimerizáljuk. A teljes folyamat ciklusideje mindössze néhány perc (5-6 perc). Ezzel a T-RTM technológia alkalmazása új perspektívákat nyithat a polimer kompozitok fejlesztése terén.
A diplomamunkacélja, hogy hőre lágyuló gyantainfúziós technológia felhasználásával olyan innovatív, funkcióintegrált poliamid 6 mátrixú kompozitokat hozzunk létre, amelyeket eddig nem, vagy csak térhálós mátrixanyagokkal lehetett megvalósítani. Elsődleges cél, hogy elemezzük az anionos gyűrűfelnyitásos polimerizációval előállított poliamid 6 kompozittechnikában történő alkalmazási lehetőségeit és korlátait. A kutatómunka további célja, hogy a technológia felhasználásával funkcióintegrált hibridkompozitok létrehozásának lehetőségeit és módszereit is vizsgáljuk. |
| 38. | Részlegesen károsodott poliamid kompozitok gyógyíthatósága |
| | Consultant: Dr. Suplicz András, Széplaki Péter |
| A diplomaterv során részlegesen károsodott, folyamatosan erősített poliamid-alapú kompozitok gyógyíthatósága kerül vizsgálatra. A hőre lágyuló termoplasztikus kompozitok mátrixának megömlesztésével lehetővé válik, hogy bizonyos szintű hibákat javítani lehessen a kompozit szerkezetben. Ennek érdekében tervezett hibával rendelkező, folyamatos szálerősítésű kompozitok kerülnek előállításra, amelyek a gyógyíthatósági kísérletek modelljeként szolgálnak. A kutatásban értékelésre kerül, hogy ultrahangos hegesztési és préselési eljárások alkalmazásával milyen javíthatósági fok érhető el. A kísérletek során elemzésre kerül a hő és nyomás hatására bekövetkező szerkezeti változás, az anyag integritásának helyreállítási mértéke, valamint a javítás utáni mechanikai tulajdonságok. |
| 39. | Adaptív hálófinomító algoritmus fejlesztése fröccsöntési szimulációhoz |
| | Consultant: Dr. Szabó Ferenc |
| A feladat célja olyan algoritmus fejlesztése, amely a korábban futtatott szimulációk eredményeire támaszkodva végez módosításokat a végeselemes hálón a szimulációk pontosságának fokozására. |
| 40. | Kompozitok tönkremeneteli viselkedésének végeselemes modellezése |
| | Consultant: Dr. Szebényi Gábor, Marton Gergő Zsolt |
| 41. | 5-tengelyes 3D nyomtatás alkalmazhatóságának vizsgálata és fejlesztése |
| | Consultant: Szederkényi Bence |
| 1. Végezzen irodalomkutatást az 5-tengelyes 3D nyomtatás témakörében, kiemelten foglalkozva a jelenleg iparban elérhető technológiákkal hagyományos és szálerősített lehetőségek területén.
2. Vizsgálja a szabadon elérhető technológiákat és tárja fel ezek közül a legígéretesebb, leginkább megvalósíthatónak tűnő verziókat.
3. Vizsgálja a kiválasztott technológiához elérhető szoftverkörnyezetet és mérje fel a technológia megvalósításához szükséges anyagi és technológiai szükségleteket. Állítsa fel a szükséges gyártási és összeszerelési lépéseket, majd végezze el ezeket.
4. Végezzen próbagyártást az összeállított berendezésen és vonjon le következtetést a kapott eredményekkel kapcsolatban. Tegyen javaslatot a technológia javítására.
|
| 42. | Additív gyártással előállított flexibilis csillapító struktúrák fejlesztése és vizsgálata |
| | Consultant: Dr. Tomin Márton, Széplaki Péter |
| A feladat célja az in-situ habosodó TPU filamentek 3D nyomtatása során a nyomtatási paraméterek (hőmérséklet, sebesség) és a fúvóka tulajdonságainak (alapanyag, átmérő) cellaszerkezetre gyakorolt hatásának vizsgálata. Emellett cél különböző topológiájú, dinamikus igénybevételre fejlesztett szerkezetek előállítása és mechanikai tulajdonságaik elemzése. |
© 2014 BME Department of Polymer Engineering - Created by: Dr. Romhány Gábor
