Tudományos Diákköri tevékenység (TDK)
A TDK során a hallgató/hallgatók egy tudományterület egy szűkebb részterületével rövidebb-hosszabb időn keresztül foglalkozik/foglalkoznak, amely során az oktatott tananyag rutinszerű gyakorlásán túlmutató, tudományos igényességű, vezetett munka készül. Az egyéni érdeklődés, képesség, a ráfordított idő és a konzulenssel való összhang határozza meg, hogy a kutatott téma kidolgozásában milyen messzire jut valaki.
A TDK munka eredményeinek bemutatására a BME Gépészmérnöki Kar minden évben - rendszerint november első felében - TDK Konferenciát rendez. A Konferencián való részvétel feltétele a végzett munkát összefoglaló dolgozat elkészítése, beadása és egy szóbeli előadás megtartása. A dolgozat beadását rendszerint fél-egy éves kutató munka előzi meg, de egy jól sikerült nyári gyakorlat, esetleg külföldi részképzésben végzett munka alapján is összeállhat olyan anyag, amiből dolgozat készülhet. A legsikeresebb dolgozatokkal a kétévente megrendezésre kerülő országos konferenciára (OTDK) is lehet nevezni. A konferenciára nevezhet mind BSc, mind MSc képzésben résztvevő hallgató.
Miért érdemes TDK dolgozatot írni?
A TDK dolgozat elkészítése plusz munkát jelent, de a befektetett energia később megtérül. Egy házi, esetleg országos TDK konferencián elért helyezés elsősorban erkölcsi, másodsorban anyagi előnyt biztosít. Plusz pontokat jelenthet a mesterképzésre, valamint a PhD képzésre való felvételi során, de pontot jelent a kari és a köztársasági ösztöndíjak elbírálásakor is. Egy jól sikerült TDK dolgozat gyakran a szakdolgozatban, vagy a diplomamunkában folytatódik, tehát az elkészítés során megszerzett tapasztalatokat, a bíráló véleményét hasznosítani lehet a végleges szakdolgozatban, diplomamunkában. Egy TDK konferencia jó lehetőséget ad továbbá a szóbeli előadás gyakorlására is.
A dolgozatot független szakmai bíráló minősíti adott szempontrendszer alapján. Az előadásokat a kari szervezésű szekciókban több fős szakmai bizottság előtt kell megtartani, akik az előadást és a szakmai munkát is pontozzák. A dolgozatra és az előadásra adott pontok összege alapján állapítja meg a bizottság a sorrendet és tesz javaslatot a kiadandó díjakra.
A TDK készítése során a szakdolgozatra/diplomatervre előírt tanszéki formai követelményeket kell kötelezően követni (formai követelmény | sablon).
| |
Laborrend önálló munkát végző hallgatók részére
| 1. | Pontszerűen terhelt anyagok nedvességtartalom függő felületi mechanikai tulajdonságainak vizsgálata |
| | Konzulens: Dr. Bakonyi Péter, Kotrocz Luca |
| Végezzen átfogó irodalomkutatást a felületet érő nyomó igénybevétel és annak nedvességtartalom-függő viselkedésének témakörében. Kiemelten foglalkozzon a felületet pontszerűen érő nyomó igénybevételekkel.
Az elvégzett irodalomkutatás alapján tegyen javaslatot a nyomó igénybevételű ciklikus vizsgálatokhoz alkalmazandó próbatestek kialakítására és a vizsgálatok elvégzésére.
Gyártsa le a próbatesteket, majd végezzen kvességtartalmak mellett nyomó igénybevételű, a felületre pontszerűen ható méréseket. Elemezze a kapott eredményeket. |
| 2. | Fröccsöntéssel feldolgozható ataktikus polipropilén mátrixú önerősített kompozit fejlesztése |
| | Konzulens: Dr. Bárány Tamás, Dr. Hajba Sándor |
| Az önerősített kompozitok nagy előnye az egyszerű újrahasznosítás mellett a kis sűrűség és kiváló energiaelnyelő-képesség. Az ilyen jellegű kompozitokból főleg héj-jellegű, formázott termékek készíthetők. E kompozitok fröccsöntéssel történő feldolgozása azonban problematikus, mivel a beadagolást meg kell oldani. Erre jelenthet megoldást olyan polipropilén típusok alkalmazása, amelyek olvadási hőmérséklete a szálak olvadási hőmérséklete alatt van jelentősen valamint nagyon kis ömledékviszkozitással rendelkeznek. A kutatás célja lenne a fenti anyagkombináció esetében a technológia kidolgozása, valamint a gyártott kompozit próbatestek minősítése.
Végezzen irodalomkutatást az önerősített polimer kompozitok területén, különös tekintettel a fröccsöntéssel feldolgozható változatokra.
Extrúziós impregnálással készítsen önerősített kompozit huzalt, majd aprítsa fel fröccsöntéshez előgyártmányként. Végezzen fröccsöntési kísérleteket önerősített kompozit előállításának céljából. A gyártott lapokat minősítse mechanikai és morfológiai vizsgálatokkal. Értékelje az eredményeket.
|
| 3. | Polipropilén/fém hibrid laminátok fejlesztése |
| | Konzulens: Dr. Bárány Tamás, Dr. Orbulov Imre |
| A polimer kompozit rétegekből és fémlemezekből felépülő hibrid laminátok egyesítik a fémek és a polimerek előnyös tulajdonságait, így egyre elterjedtebbek a járműiparban. A kutatás célja fém/önerősített polipropilén laminátok fejlesztése, amellyel olyan hibrid kompozit szerkezet hozható létre, amely megfelelő merevség és kis sűrűség mellett kiváló energiaelnyelő képességgel rendelkezik.
A fejlesztés során vizsgálni fogjuk a fém és a polimer kompozit alkotók típusának, a felépítésnek (szimmetrikus, aszimmetrikus), a fém/polimer kompozit arányának a statikus és dinamikus mechanikai jellemzőkre gyakorolt hatását.
|
| 4. | A szál-mátrix adhézió hatása unidirekcionális hőre keményedő kompozitok húzóvizsgálat során tapasztalt tönkremeneteli mechanizmusára |
| | Konzulens: Dr. Czél Gergely |
| A diplomaterv feladat célja, hogy megvizsgálja a szál-mátrix adhézió hatását az unidirekcionális kompozitok tönkremenetei módjaira. Gyenge adhézió esetén lehetséges lehet a száraz szálkötegek fokozatos tönkremenetelének utánzása, amely jelentős előrelépés lenne a kompozitok szívósságának növelése irányába. A feladat során a koncepció működőképességének bizonyítására helyezzük a hangsúlyt. |
| 5. | Nem-szimmetrikus rétegrendű kompozitok gyártási vetemedésének csökkentése |
| | Konzulens: Prof. Dr. Czigány Tibor, Vermes Brúnó |
| Leírás:
Napjainkban egyre többet használnak szálerősítésű kompozitokat az iparban. Ez főleg a kompozitok kiváló fajlagos mechanikai tulajdonsgainak köszönhető. Azonban mind a mai napig, még a legfejlettebb iparágakban is (pl. repülőipar, űrhajózás) szinte kizárólag szimmetrikus rétegrendeket alkalmaznak. Ennek oka, hogy a hőterhelésből adódó síkból kilépő feszültségek és deformációk így kiegyenlítik egymást, vagyis hő hatására a termék nem fog vetemedni.
A nem-szimmetrikus rétegrendeknek rengeteg előnye van. Nem csupán az, hogy még könnyebb szerkezeteket lehet belőlük gyártani, hanem képesek úgymond nem-konvencionális alakváltásokra is (pl. hajlításra csavarodás). Az ilyen viselkedési formákat az iparban számos helyen ki lehetne használni, ehhez viszont meg kell oldani a hővetemedés problémáját.
Feladatok:
1. Végezzen irodalomkutatást a kompozitok mechanikája területén, különös tekintettel a mechanikai kapcsoló tagokra (klasszikus lemezelmélet, ABD mátrix) és a nem-szimmetrikus rétegrendek hővetemedésére. Elemezze a főbb mechanikai modellezési lehetőségeket (analitikus és numerikus), tárgyalja azok erősségeit, korlátjait, és mutasson be irodalmi példákat.
2. Az irodalmi áttekintés alapján válasszon módszert/módszereket a hővetemedés kiküszöbölésére.
3. A választott módszer esetén mérlegelje, hogy azt analitikusan vagy numerikusan érdemes optimalizálni. Ezután egy egyszerű esetre optimalizálja a módszert (tervezés és/vagy gyártás optimalizálása a módszertől függően).
4. Az optimalizált paraméterek alapján a kompozitot gyártsa le a legmagasabb minőséget garantáló autoklávos-prepreges technológia segítségével.
5. Számszerűsítse a próbatest vetemedésének mértékét. Vesse össze a modellezett eredménnyel. Magyarázza az eltéréseket és lehetőség szerint javítsa az eljárást.
6. Tegyen javaslatot az eredmények gyakorlati alkalmazhatóságára.
|
| 6. | Kompozitok ciklikus hárompontos hajlításának állapotfelügyelete ellenállásméréssel |
| | Konzulens: Dr. Czigány Tibor, Forintos Norbert |
| Napjainkban számos teherviselő alkatrészben alkalmaznak szénszálerősítésű polimer kompozitot, például szélerőmű ipar, repülőgép ipar, földi jármű ipar. Ezekre a felhasználásokra jellemző, hogy időben ismétlődő, ciklikus terhelés éri az anyagot, ami kompozit kifáradásához, tönkremeneteléhez vezethet. A belesetek megelőzése érdekében az alkatrészeket még a kifáradás előtt cserélni kell, az ehhez tartozó időpillanat viszont nehezen meghatározható. A dolgozat célja egy olyan méréssorozat elvégzése, ahol a ciklikus terhelés közben mérjük a szénszálas erősítés elektromos ellenállását, és az ellenállás-változásból következtetünk a próbatest tönkremenetelére.
1. Végezzen széleskörű szakirodalomkutatást a multifunkcionális szénszálerősítésű kompozitok területén, különös tekintettel a szénszálakat, mint szenzorokat bemutató irodalomra!
2. Tárja fel a szénszálerősítésű kompozitok hárompontos hajlítással végzett fárasztásos vizsgálati módszerét!
3. Végezzen kísérleteket, amelyeknek célja a próbatestek kifáradása és az elektromos ellenállásváltozása közötti összefüggés meghatározása! |
| 7. | Biopolimerek hatása a kőolaj alapú polimerek újrahasznosíthatóságára |
| | Konzulens: Dr. Czigány Tibor, Gere Dániel |
| Leírás:
A környezettudatos gyártók amellett, hogy részben vagy teljesen újrahasznosított alapanyagból gyártják termékeiket, egyre nagyobb mennyiségben alkalmaznak a kőolaj alapú műanyagok helyett vagy mellett biopolimereket is. Azonban a szelektív hulladékgyűjtés még nincs felkészülve ezek szeparált gyűjtésére, ezért az újrahasznosítás során összekeveredhetnek. A kőolaj alapú polimerek újrahasznosítása már jól működik, és a biológiailag lebontható polimerek organikus újrahasznosítására (pl. ipari komposztálás) is van már lehetőség, azonban felmerül a kérdés, hogy mi történik a kőolaj alapú és biopolimer keverékek esetén. Hogyan változnak a mechanikai, morfológiai és reológiai tulajdonságok, mi történik a feldolgozás során? |
| 8. | Redőződésmérés szögletes mintatartó asztallal |
| | Konzulens: Dr. Halász Marianna, Dr. Tamás Péter |
| A lapszerű szálas szerkezetek térformára idomulási képességének meghatározására szolgáló egyik mérési eljárás a redőződés-mérés. A szokásos eljárás során a mintát köralakú mintatartó asztalra helyezik, és vizsgálják a gravitáció hatására kialakuló redőket. Ekkor azonban a redők kialakulása nem determinisztikus, sokféle véletlen hatás befolyásolja. A redők kialakulásának helye befolyásolható azzal, ha a mintatartó asztalnak sarkai vannak. Ekkor a redők mindig a sarkoknál alakulnak ki. Feladat: a kiválasztott vizsgálati anyagokon a számítógéppel vezérelt 3D-s lézeres mérőberendezéssel redőződés mérés szögletes (ötszögletes, hatszögletes, stb.) és köralakú mintatartó asztallal és az eredmények elemzése, összehasonlítása. |
| 9. | Szenzorozási lehetőségek a fröccsöntésben |
| | Konzulens: Dr. Kovács József Gábor, Boros Róbert, Török Dániel |
| A fröccsöntésben alkalmazható szenzorok áttekintése és tesztelése. Meglévő 20 fészkes (nyomásmérő szenzorokkal ellátott) szerszám hőmérő szenzorokkal való felszerelése. Hagyományos hőmérő szenzor és IR szenzorok összevetése a többfészkes szerszámok folyási egyenetlenségeinek kimutatásában. |
| 10. | Hőre lágyuló fröccsöntött kompozitok gyártástechnológiai fejlesztése |
| | Konzulens: Dr. Kovács Norbert Krisztián |
| Az elmúlt évtizedek fejlesztéseinek köszönhetően a műanyag termékek ma már mindennapi életünk részét képzik. Ahogyan a gépészeti elemek túlnyomó részénél, úgy gyakran a polimerből készült elemeknél is elmondható, hogy azokat jellemzően egyféle feladat ellátására tervezik, amely az alkatrészt jellemzően egy jól meghatározható módon és irányban veszi igénybe. Ennek megfelelően, ha az alkatrészt a rá ható terhelés irányában, tervezett módon meg lehet erősíteni, sokkal hatékonyabb gyártás, alapanyag takarékosság, súly és ár csökkentés valósítható meg a környezet lényegesen kisebb terhelése mellett. Ezen törekvések eléréséhez jó alapot biztosíthatnak a kompozit alapanyagok, amelyeknél ez a hatás az alapanyagban található erősítő részecskék megfelelő irányba rendezésével érhető el. A napjainkban használt nagy volumenű műanyag termék gyártási technológiák ugyan lehetővé teszik kompozit alapanyagok feldolgozását, de gyakran gyártástechnológiai sajátosságok miatt a kellő számú erősítő részecske megfelelő irányba rendezése nem oldható meg, így a megfelelő működéshez szükséges mechanikai jellemzők csak vastagabb falakkal, bordázat alkalmazásával biztosíthatóak lényegesen több alapanyag felhasználása mellett. A hallgató feladata egy olyan új eljárás kidolgozása, amelynek segítségével a polimer termékek pontos alkalmazási céljának megfelelő erősítő struktúra a termékgyártás egy köztes lépésben, jól irányított módon, 3D nyomtatással készíthető el és illeszthető az alkatrész megfelelő részeibe. Az eljárás előnye, hogy 100%-ban újrahasznosítható műanyagok és a környezetben lebomló polimerek feldolgozása során is alkalmazható, így segítségével a környezetterhelés tovább csökkenthető. |
| 11. | Közvetlen 3D nyomtatott polimer anyagú fröccsöntő szerszámok kis szériás alkalmazhatóságának vizsgálata |
| | Konzulens: Dr. Kovács Norbert Krisztián, Dr. Suplicz András |
| Az epoxi-akrilát bázisú gyanták mechanikai tulajdonságai nagyságrendekkel rosszabbak, mint a fémszerszámoké, továbbá erősen hőmérsékletfüggők is, ezért fröccsöntőszerszám-alapanyagként csak korlátozott módon alkalmazhatók a gyors tönkremenetel miatt. Ebből adódóan a szerszám-élettartamot leginkább befolyásoló paraméterek ismerete és kézben tartása elengedhetetlen ezeknél a szerszámoknál. A feladat célja ezeknek a paramétereknek a feltérképezése egy erre a célra fejlesztett prototípus szerszám felhasználásával. |
| 12. | SLS technológiával készült 3D nyomtatott termékek vizsgálata |
| | Konzulens: Dr. Kovács Norbert Krisztián |
| Az additív gyártástechnológiák, közismertebb néven a 3D nyomtatás egyre szélesebb körű elterjedése az alkalmazási területük bővülését is eredményezte. Ma már egyre nagyobb mértékben használják a nyomtatott termékeket végtermékként, illetve kis szériák esetén, gyártószerszámaként. Ez azonban megköveteli, a nyomtatott termékek tervezhetőségét, amelyhez a kvázi statikus, dinamikus és hőtani anyagjellemzők ismeret is elengedhetetlen. Közismert, hogy ezeknek a tulajdonságokat az alkalmazott gyártástechnológia paraméterek erősen befolyásolják. A témán belül a hallgató feladata, különböző gyártástechnológia paraméterekkel próbatestek gyártása és azok széleskörű (mechanikai, termomechanikai, morfológiai és optikai)vizsgálata. Az eredmények ismeretében a hallgató feladata még, javaslat tétel az optimális gyártástechnológia paraméterekre. |
| 13. | 3D nyomtatott egyedi csípőprotézis polimer vápa betét gyártástechnológiájának fejlesztése |
| | Konzulens: Dr. Kovács Norbert Krisztián |
| Az orvostechnikai gyakorlatban alkalmazható implantátumok alkalmazásával sok esetben nem sikerül a funkciókat maradéktalanul megtartani, helyreállítani. Megoldást jelenthet, ha a páciensek egyedi csontszerkezetének figyelembevételével tervezzük meg és gyártjuk le az implantátumot. Erre megoldást jelenthet a rendkívül dinamikusan fejlődő 3D nyomtatási technológiával elkészített implantátum. |
| 14. | Vezetőképes hőre lágyuló polimer alapanyag fejlesztése FDM gyártástechnológiához |
| | Konzulens: Dr. Kovács Norbert Krisztián, Dr. Hajba Sándor |
| Az additív- vagy a köznyelvben csak 3D nyomtatásként ismert gyártástechnológiák egyre szélesebb körben való elterjedése az alkalmazási területek bővülését is magával hozta. Amíg kezdetben csak a megjelenítésre (vizualizáció) alkalmazták a nyomtatott modelleket, addig ma már akár végtermék is készülhet ezekkel az eljárásokkal. Az additív gyártástechnológiák (AM) közül az egyik legnépszerűbb az ömledékrétegzéses technológia (FDM) köszönhetően a kiváló ár-érték arányának. Az FDM technológia esetén az egyik legnagyobb problémát a nyomtatott termék felülete jelenti, amelyek javítása, módosítása jelenleg nem megoldott. Egyfajta megoldást jelenthet az utólagos felületbevonás alkalmazása, azonban a jelenleg ismert felületbevonási módszerek tekintetében az FDM technológia esetén felhasználható (nyomtatható) polimerek számos előnytelen tulajdonsággal rendelkeznek, úgymint csekély hőállóság, mechanikai szilárdság, elektromos szigetelőképesség, stb., ezért ez az út még egy erősen kutatott területe az iparágnak. A munka keretében a hallgató feladata különböző vezetőképes keverék (keverék) létrehozása és annak FDM technológiával történő feldolgozása, majd pedig az így létrejött nyomtatott szerkezet vizsgálata, mechanikai, termomechanikai, optikai és elektromos vezetőképesség szempontjából. |
| 15. | Hőformázási célú politejsav fejlesztése térhálósítás útján történő tulajdonság módosítással |
| | Konzulens: Dr. Mészáros László, Dr. Kmetty Ákos, Litauszki Katalin |
| A politejsav csomagolási célu alkalmazásokban egyre inkább megjelenik.
A diplomaterv célja csomagolási célú politejsav nagyenergiájú ionizáló sugárzás révén történő térhálósítása. Ennek eredményeképpen, jobb hőtűrésű, jobb hőformázhatóságú polimer előállítása.
Végezzen szakirodalmi kutatást a nagyenergiájú ionizáló sugárzások politejsavra gyakorolt hatásaival kapcsolatban.
Elemezze a nagyenergiájú sugárzás hatásait a kiválasztott csomagolási célú politejsavon.
Készítsen olyan kompaundokat, amelyek ionizáló sugárzás hatására aktiválódó térhálósító anyago(ka)t tartalmaznak, majd sugarzza be ezeket az anyagokat.
Elemezze a térhálósító adalékanyag(ok) hatásait, és adjon magyarázatot a tapasztalt változásokra. |
| 16. | Politejsav reaktív térhálósítása az üveges átmeneti hőmérséklet fokozása céljából |
| | Konzulens: Dr. Mészáros László, Dr. Kmetty Ákos, Litauszki Katalin |
| 17. | Nano- és hibridkompozitok határfázisainak elemzése termikus és mechanikai vizsgálati módszerekkel |
| | Konzulens: Dr. Mészáros László, Petrény Roland |
| A nano- és hibridkompozitok az utóbbi évtized legsokoldalúbban alkalmazható anyagai közé tartoznak. Széleskörű elterjedésüket azonban gátolja, hogy mechanikai tulajdonságaik nehezen tervezhetők. Ennek oka, hogy a hagyományos méretezési módszerek gyakran nem veszik figyelembe a szál és a mátrix között kialakuló határfázis tulajdonságmódosító hatását, holott a nanorészecskéket tartalmazó kompozitokban a határfázis a térfogat jelentős hányadát teheti ki. Ezért a nano- és hibridkompozitok pontosabb méretezéséhez fontos a határfázisok szerkezeti és mechanikai jellemzőinek megismerése.
Elvégzendő feladatok: Végezzen szakirodalom kutatást a határfázisok mechanikai jellemzőkre gyakorolt hatásával kapcsolatban. Részletesen mutassa be a határfázisok vizsgálatára alkalmazható termikus, termomechanikus, illetve dinamikus mechanikai vizsgálati módszereket. Végezze el a kompozitok vizsgálatát a szakirodalom kutatás során megismert módszerekkel és értékelje a kapott eredményeket. |
| 18. | Fröccsöntött önerősített polietilén kompozitok fejlesztése |
| | Konzulens: Dr. Molnár Kolos, Dr. Mészáros László, Yahya Kara |
| Készítsen szakirodalmi áttekintést az önerősített polimer kompozitok és azok gyártástechnológiájának területén, különös tekintettel a polietilén esetére.
Dolgozzon ki technológiát nagyenergiájú sugárzással térhálósított polietilén szálak felhasználásával létrehozott önerősített kompozitok fröccsöntéssel történő előállítására.
Állítson elő a további vizsgálatokhoz megfelelő mennyiségű önerősített kompozit mintát.
Vizsgálja meg a minták morfológiáját, főbb mechanikai és termikus tulajdonságát és elemezze a kapott eredményeket. |
| 19. | Szál-mátrix adhéziójának vizsgálata in-situ polimerizációval előállított üvegszál erősítésű poliamid kompozit esetén |
| | Konzulens: |
| A napjainkban kereskedelmi forgalomba kerülő polimer mátrixú kompozit termékek túlnyomó többsége hőre lágyuló mátrixanyag felhasználásával készül, hagyományosan egyféle erősítőanyag alkalmazásával. A leggyakrabban alkalmazott műszaki műanyag a poliamid, amelyet általában üvegszállal társítanak. A kompozitok kiváló mechanikai tulajdonságainak köszönhetően olyan helyeken is felhasználhatóvá válnak, ahol használatuk eddig elképzelhetetlen volt. A kompozitok teherviselő képessége nagyban múlik a szál és a mátrix közötti kapcsolat minőségén, amelynek ismerete és javítása kulcsfontosságú. |
| 20. | Autógumi-kordhulladék értéknövelt újrahasznosítása |
| | Konzulens: Pölöskei Kornél, Pirityi Dávid Zoltán |
| Korunk egyik legégetőbb hulladékgazdálkodási problémája az autógumik megfelelő anyagában történő újrahasznosításának a hiánya. Az égetés és a pirolizálás helyett piacképes, minőségi termékek alapanyagát biztosító technológiát szükséges fejleszteni.
A kutatás célja egy hosszabb távú projekt megalapozása, amely során piacképes termékeket lehet fejleszteni autógumik kordhulladékából.
A munka során a hallgató betekintést nyer a polimertechnika legfontosabb területeibe, így átfogó, piacképes tudást szerezhet. |
| 21. | Pneumatikus alakíthatósági vizsgálati módszer fejlesztése |
| | Konzulens: Dr. Pölöskei Kornél, Pirityi Dávid Zoltán |
| A dolgozat keretein belül Hallgató bekapcsolódik egy új, közvetlenül technológiai információkat szolgáltató mérésieljárás fejlesztésébe. A munka során Hallgató feltérképezi a vákuum- és préslég-formázhatósági eljárásokat. Azok értékelése és minősítése után meghatározza a legfontosabb vizsgálandó paraméterket. A tanszéken elérhető saját fejlesztésű pneumatikus vizsgáló berendezésen előkísérleteket végez, majd tovább fejleszti azt. A mérési eredmények tükrében értékeli az eljárást és javaslatokat tesz a további fejlesztési irányokra. A fejlesztési munkában való részvétel nagyfokú kreativitást és önállóságot igényel, valamint nyitottságot az ismertlenben való barangolásra. |
| 22. | EPDM gumi termomechanikai devulkanizációja |
| | Konzulens: Pölöskei Kornél, Pirityi Dávid Zoltán |
| Az EPDM gumi korunk egyik leginnovatívabb szerkezeti anyaga, felhasználása rendkívüli ütemben növekszik, így a jelenleg nem megoldott hulladékkezelése jelentős probléma.
Megoldást jelenthet a devulkanizáció, melynek során a gumi térhálós szerkezetét úgy bontjuk meg, hogy a keletkező termék a gumiipar számára hasznos kaucsukot kapjuk vissza.
A munka során Hallgató a gumiipar jelentősebb technológiáit ismeri meg, ezáltal naprakész, piacképes tudást szerezhet. Bekapcsolódik egy széleskörű kutatás-fejlesztésbe, amely végső célkitűzése az EPDM gumi teljes devulkanizációja. |
| 23. | Gyártástechnológia hatása epoxigyanta kompozitok száltartalmára és éghetőségére |
| | Konzulens: Pomázi Ákos, Toldy Andrea |
| A polimer kompozitok szerkezeti anyagként történő alkalmazását jelentősen elősegítheti a reprodukálható és minél nagyobb mértékben automatizálható gyártástechnológiák bevezetése. Az alkalmazott előállítási módszerek azonban jelentős mértékben befolyásolják a kompozit száltartalmát és éghetőségét. A kutatómunka célja, hogy vizsgálja a különböző iparban alkalmazott gyártástechnológiák (kézi laminálás, préseléssel kiegészített kézi laminálás, injektálás) hatását szénszállal erősített referencia és égésgátolt epoxigyanta kompozitok száltartalmára és éghetőségére. A különböző technológiával készített kompozitok éghetőségi viselkedésének mélyebb megismeréséhez szükséges az égésgátló adalékok esetleges kiszűrődésének vizsgálata Raman-térképezéssel, valamint a szál- mátrix adhézió minősítése pásztázó elektronmikroszkópos felvételek alapján. A kutatómunka emellett kiterjed a szál-mátrix adhéziót befolyásoló tényezők felderítésére, illetve potenciálisan égésgátló hatású és szál-mátrix adhéziót elősegítő szálkezelések kidolgozására. |
| 24. | Akusztikus emissziós lokalizációs módszer pontosságának elemzése nagy deformációk esetén |
| | Konzulens: Dr. Romhány Gábor, |
| Az akusztikus emissziós anyagvizgálat egyik alapfeladata, hogy több érzékelő használatával ne csak az anyagban keletkező jeleket, de azok forrásának helyét is meghatározzuk. Többféle helymeghatározó módszert fejlesztettek ki, ezek közül leginkább a jelbeérkezési időkülönbségen alapuló módszer terjedt el. Ez a módszer azonban csak akkor működik megfelelően, ha a vizsgált szerkezetre felhelyezett érzékelők pozíciója sem változik, illetve a vizsgált szerkezet anyagában a hangterjedési sebesség is állandó. Míg fémek esetén ez teljesül, addig főleg hőre lágyuló mátrixú, folytonos szálerősítésű polimer kompozitok esetén e két feltétel nem áll fenn. A szerkezet nagy deformációt szenvedhet a terhelés közben, ami miatt az érzékelők egymáshoz képest számottevően elmozdulhatnak, továbbá a terhelés során létrejövő és növekvő károsodási zóna miatt változhat az anyagon belüli hangterjedési sebesség.
A TDK vagy diplomaterv során a feladat ennek a jelenségnek elvi számításokkal és gyakorlati mérésekkel való bemutatása, illetve javaslattétel a jelenség miatt pontatlanná váló jelforrás meghatározás javítására. |
| 25. | Síkbeli szálhullámosság létrehozása tervezetten kompozit laminátban |
| | Konzulens: Dr. Romhány Gábor |
| Jelenleg a kompozit laminát alkatrészek méretezésekor feltételezik, hogy a szerkezet tökéletes felépítésű, nem tartalmaz hibákat. A valóságban egy komplex alkatrész gyártásakor számos hiba keletkezik a szerkezetben, pl. síkbeli szálhullámosság, gyantadúsulás, szálstruktúra torzulás, szálirányhiba stb. A hibák helyén a kompozit anyag mechanikai szilárdsága nyilván rosszabb, mint a hibátlan részeken. Ahhoz, hogy a hibák hatását a szerkezet teherbírására a végeselemes méretezés során figyelembe tudják venni, modelleket kell alkotni, amelyekkel a hiba jellegzetességének ismeretében becsülni lehet egy adott mechanikai jellemző gyengűlését. A modellek jóságát valós mérésekkel lehet hitelesíteni, azaz jelen esetben adott hibával kell a próbatesteket legyártani, és a vizsgálattal kapott eredményeket a modellel összehasonlítani.
A kutatás során a feladat a fenti cél eléréséhez egy olyan gyártási eljárás kidolgozása, amivel szándékosan lehet reprodukálható minőségben síkbeli szálhullámosság hibát létrehozni kompozit laminát lemezben, hogy az azokból kivágott próbatesteken a mechanikai vizsgálatok elvégezhetők legyenek.
Feladatrészletezés:
1. Végezzen irodalomkutatást a kompozitok gyártási hibáinak területén, különös tekintettel a síkbeli szálhullámosságra és annak létrehozási módjaira.
2. Dolgozzon ki elvi módszereket síkbeli szálhullámosság létrehozására, értékelje azokat megvalósíthatóság (pl. bonyolultság, ár stb.) alapján, és válassza ki ezek alapján a megvalósítandót.
3. Készítse el a gyártási hiba létrehozásához szükséges készülékeket, és végezzen próbákat vele.
4. Értékelje a kidolgozott módszert.
|
| 26. | FDM típusú 3D nyomtatóhoz szükséges filament gyártó berendezés fejlesztése |
| | Konzulens: Dr. Romhány Gábor |
| A munka fő célja, hogy egy gyártósort tervezzünk, amivel adott pontossággal (+-0.05mm) lehet 1.75 mm átmérőjű filamentet gyártani FDM elvű 3D nyomtatóhoz.
A munka során fel kell térképezni, milyen módokon lehet a gyártás közben folyamatosan mérni a filament átmérőjét, aminek ismeretében az elhúzás sebessége és ezáltal a szálátmérő szabályozható. |
| 27. | Polipropilén alapú termoplasztikus dinamikus vulkanizátumok fejlesztése újfajta beadagolással |
| | Konzulens: Simon Dániel Ábel, Dr. Bárány Tamás |
| Habár a termoplasztikus elasztomerek tulajdonságai némely jellemző tekintetében a hagyományos gumiké alatt marad, egyre szélesebb körben elerjedtek. Ennek fő oka ömlesztéssel való fel- és újrafeldolgozhatóságukban rejlik. A termoplasztikus elasztomerek egyik típusa a termoplasztikus dinamikus vulkanizátumok (TDV), ahol az elasztomer fázis eloszlatását követően in situ térhálósításával alakítjuk ki a termoplasztikus elasztomert. A gyártás során a termoplasztikus polimer és a kaucsukkeverék egyidejű beadagolása szükséges. Azonban az alapanyagok eltérő formája és viselkedése miatt az egyenletes beadagolás nehézkes, továbbá a meghatározott tömegarány pontos fenntartása fontos a megfelelő minőség eléréséhez. Ezt figyelembe véve a beadagolás egyszerűsíthető egyetlen, már az összes alkotót tartalmazó keverék beetetésével.
A kaucsukok nagy mennyiségű adalék befogadására képesek, így a termoplasztikus fázis (PP) por formájában hozzáadható már a kaucsukkeverék előállításánál a kívánt tömegszázalékban. A kutatás célja ennek az új módszernek a kifejlesztése, optimalizálása. |
| 28. | Töltőanyagok hatása a fröccsöntött polietilén-tereftalát termékek tulajdonságaira |
| | Konzulens: Dr. Suplicz András |
| A dolgozat célja, hogy feltárjuk a különböző töltőanyagok hatásait a PET tulajdonságaira. Ezek hatásainak ismerete elengedhetetlen, mivel pl. színezőanyag hozzáadásával jelentősen változhat az alapanyag tulajdonsága és feldolgozhatósága. A dolgozat elkészítéséhez első lépésként széles körű irodalomkutatást kell végezni a PET alapanyag esetében alkalmazott töltőanyagok és azok hatásai témakörében. Az irodalomkutatás alapján kiválasztásra kerül 1-2 töltőanyag, amely felhasználásával PET alapú kompaundokat készítünk. Ezt követően fröccsöntött minták felhasználásával mechanikai és morfológiai vizsgálatokat végzünk, majd értékeljük a kapott eredményeket. |
| 29. | Hidrogéncellák polimer alapú bipoláris lemezeinek fejlesztése |
| | Konzulens: Dr. Suplicz András, Semperger Orsolya |
| A munka fő célja a bipoláris lemezekhez alkalmazott töltőanyagrendszerek fejlesztése. Cél, hogy kidolgozzunk több mono- és hibrid töltőanyagrendszert, majd vizsgáljuk azok elektromos vezetőképességre gyakorolt hatását polimer alapú mátrixanyag alkalmazása esetében. Vizsgáljuk továbbá a kifejlesztett anyagok különböző technológiákkal történő feldolgozhatóságát. A kompaundok előállítása után az anyagok reológiai tulajdonságait megvizsgálva a feldolgozhatóságuk alapján meghatározzuk az optimális töltőanyagtartalmat. Az optimalizált anyagösszetétel meghatározását követően mintákat készítünk, amelyeknek vizsgáljuk az elektromos vezetőképességét és mechanikai tulajdonságait. |
| 30. | Többszöri feldolgozás PET alapanyag tulajdonságaira gyakorolt hatásának vizsgálata |
| | Konzulens: Dr. Szabó Ferenc, Gere Dániel |
| A polimerek újrahasznosítása során jellemzően az alapanyag többszöri feldolgozásnak van kitéve, amelyek jelentős hatással lehetnek az alapanyag végső tulajdonságaira. A feladat célja az újrafeldolgozási lépések PET alapanyag tulajdonságaira gyakorolt hatásának vizsgálata különböző alapanyag előkészítési módok esetén. |
| 31. | Végeselemes hálófinomítási eljárás fejlesztése fröccsöntési szimulációs alkalmazásokhoz |
| | Konzulens: Dr. Szabó Ferenc |
| A végeselemes eljárásokkal végzett számítások során különösen nagy jelentősége van az alkalmazott hálónak. A feladat célja olyan hálófinomítási eljárás fejlesztése, amelynek segítségével a fröccsöntési szimulációk pontossága helyileg fokozható. |
| 32. | Fröccsöntés során fellépő szegregáció diszkrét elemes modellezése |
| | Konzulens: Dr. Szabó Ferenc |
| Végezzen irodalomkutatást a fröccsöntés közben fellépő szegregációs folyamatok témakörében, mutassa be a szegregáció hatásait a termék jellemzőire!
Mutassa be a szegregáció modellezésének lehetőségeit, kiemelten kezelve a diszkrét elemes modellezést!
Végezzen előkísérleteket a szegregációs folyamat jellemzőinek meghatározásához szükséges mérési módszer és próbatest geometria meghatározására!
Dolgozzon ki olyan eljárást, amelynek segítségével modellezni tudja a fröccsöntött termékekben fellépő szegregációt diszkrét elemes modellezés segítségével!
A szimulációs szoftver által számított adatokat hasonlítsa össze a valós mérések eredményeivel!
Eredményei alapján mutasson rá a továbblépési lehetőségekre, amelyek segítségével a modellek pontossága tovább javítható! |
| 33. | Kopásvizsgáló berendezés fejlesztése protéziskehez |
| | Konzulens: Dr. Szebényi Gábor, Ureczki Ágnes, Dr. Kocsis György |
| A diplomaterv célja egy komplex kopásvizsgáló berendezés fejlesztése protézisek realisztikus, többtengelyű kopásvizsgálatához. |
| 34. | Tribológiai felületek fejlesztése protézisek fém-polimer csúszópárjaihoz |
| | Konzulens: Dr. Szebényi Gábor, Ureczki Ágnes, Dr. Kocsis György |
| A téma célja olyan felületi és térfogati mikrostruktúrák kifejlesztése és tesztelése, amik hatékonyan alkalmazhatók az ízületi implantátumok fém-polimer csúszópárjainál tapasztalható kopás csökkentésére, lehetőség szerint a kenésállapot stabilizálásának segítségével. |
| 35. | Elasztomerek DMTA vizsgálata |
| | Konzulens: Dr. Szűcs András |
| DMTA berendezéssel a legkülönbözőbb anyagok dinamikus mechanikai tulajdonságait lehet meghatározni rendkívül sok paraméter függvényében. A kutatás célja, hogy az elasztomer késztermékek (téli-nyári, használt-új, utcai-verseny gumiabroncsok) illetve egyéb alapanyagok (nyers keverékek) termo-mechanikai görbéit ismerjük meg. Ezen görbék elemzésével egyaránt meghatározható a keverékek feldolgozhatósága és a késztermékek tulajdonságai is. |
| 36. | Műanyagok granulátum felület térfogat arányának hatása a szárításra és a feldolgozhatóságra |
| | Konzulens: Dr. Szűcs András |
| A legtöbb műszaki műanyag a környezetéből nedvességet vesz, így feldolgozás előtt azokat ki kell szárítani. A szárítás nagy költséggel járó és időigényes folyamat, továbbá a nem megfelelő szárítás számos gyártási nehézséget eredményezhet. A piacon megvásárolható szárító berendezések a szárítási körülményekre hatnak és a granulátum alakját állandónak tekintik. Egy szabadalmaztatott magyar fejlesztés (PCT/HU2015/050005) szerint a granulátum szemek alakjának módosításával a szárítási idő a töredékére csökkenthető. A módszer ipari alkalmazásához azonban további vizsgálatokra van szükség. Fontos megismerni az anyag mozgathatóságát, adagolhatóságát és a tulajdonságainak az esetleges változását is. |
| 37. | A felületi előkészítés és a kötési folyamatparaméterek hatása lézersugaras hegesztéssel készített alumínium-polimer kötések tulajdonságaira |
| | Konzulens: Temesi Tamás, Dr. Czigány Tibor |
| A korszerű járműipar egyik fontos célja a költségcsökkentés, mind a gyártási folyamatok, mind a jármű életciklusa, használata során. A költségek csökkentésének egyik lehetséges módja a kisebb sűrűségű anyagok, például alumínium, polimerek és polimer kompozitok alkalmazása. A különböző szerkezeti felépítésű anyagokból előállított integrált alkatrészek elemeinek összekötésére számos technológia létezik, azonban a járműipar követelményeinek csak a gyors, automatizálható technológiák - mint például a lézersugaras hegesztés - felelnek meg. Azonban a lézersugaras hegesztéssel készült alkatrészek alkalmazhatósága mechanikai és morfológiai tulajdonságaiknak pontos ismeretének hiányában jelenleg még kérdéses. A dolgozat célja a felületi előkészítés, a kötési folyamatparaméterek és az alkalmazott anyagok hatásának vizsgálata lézersugaras hegesztéssel előállított alumínium-polimer kötések esetén.
Feladatok:
1. Végezzen irodalomkutatást alumínium-polimer kötések lézersugaras hegesztéssel történő létrehozásának témakörében. Térjen ki a felületi előkészítés fontosságára és az alkalmazható felületi előkészítési technológiákra.
2. Különböző felületi előkészítési módszereket alkalmazva hozzon létre kötéseket alumínium és polimer próbatestek között lézersugaras hegesztéssel.
3. Minősítse a kötéseket mechanikai és optikai vizsgálatokkal. |
| 38. | Többrétegű nanoszál-paplan lézersugaras hegesztése |
| | Konzulens: Temesi Tamás, Kara Yahya, He Haijun, Molnár Kolos |
| 1.Make a literature research on basic electrospinning principle and laser welding of polymers.
2.Based on the literature overview, determine the parameters for generating nanofibers and laser welding.
3.Manufacture nanofiber mats and join them by using laser welding.
4.Investigate the morphology of the laser-welded nanofiber mats by scanning electron microscopy and peeling tests. Analyze the effect of fiber making and laser welding parameters on the welded nanofiber mats.
1.Végezzen irodalomkutatást electrospinning eljárással készített nanoszálak és a polimerek lézersugaras hegesztésének témakörében!
2.Az irodalomkutatás alapján határozza meg a nanoszálak előállításához és lézersugaras hegesztéséhez szükséges paramétereket.
3.Állítson elő nanoszálakból álló paplant és hegessze össze őket lézersugaras hegesztéssel.
4.Vizsgálja meg a kötési zóna morfológiáját pásztázó elektronmikroszkópiával, valamint a létrehozott kötések szilárdságát tépővizsgálattal. Határozza meg a nanoszál előállítása és a nanoszálas paplan lézersugaras hegesztése során alkalmazott paraméterek hatását a hegesztett kötés tulajdonságaira.
|
| 39. | Polimerek éghetőségének előrejelzése mesterséges intelligencia alkalmazásával |
| | Konzulens: Toldy Andrea, Pomázi Ákos |
| A kutatás célja egy olyan mesterséges intelligencián alapuló alkalmazás kifejlesztése, amely a polimer szerkezeti tulajdonságai és az alkalmazott égésgátló típusa és mennyisége, valamint a kis léptékű vizsgálatok (termogravimetriai analízis, differenciális pásztázó kalorimetria, oxigénindex, UL-94 szabány szerinti vizsgálat, stb.) eredményei alapján képes megbecsülni a jelentősebb anyag- és költségigénnyel járó nagyobb léptékű éghetőségvizsgálatok eredményeit (begyulladáshoz szükséges idő, maximális hőkibocsátás, teljes hőkibocsátás, stb.). A módszer így alkalmazható lesz az égésgátolt polimer összetételek előzetes szűrésére a fejlesztések során.
A kutatás további célja, hogy a feltételezett összefüggéseket a polimer szerkezeti tulajdonságai és az alkalmazott égésgátló típusa és mennyisége, valamint a nagy léptékű éghetőségvizsgálatok eredményei között bizonyítsa.
További cél a módszer kiterjesztése a polimer mátrixok vizsgálata után a szálerősített polimer kompozitokra és az égésgátló bevonattal ellátott rendszerekre.
A kutatómunka optimális esetben gépész/vegyész/informatikus együttműködésben valósul meg.
Előnyt jelent a Matlab és/vagy Python előzetes ismerete.
|
| 40. | Szerszámban történő bevonatolásra alkalmas égésgátló bevonat fejlesztése T-RTM módszerrel előállított poliamid kompozithoz |
| | Konzulens: Toldy Andrea, Szebényi Gábor |
| A kutatás célja olyan ϵ-kaprolaktám alapú égésgátló bevonat fejlesztése, amely szerszámban történő bevonatolással felvihető (in-mould coating)ϵ-kaprolaktám in-situ polimerizációjával előállított szálerősített poliamid kompozitok felületére a T-RTM módszerrel történő gyártás során.
A technológiai megvalósítás szempontjából jelentős előrelépést jelent, hogy a termék fő komponensének bejuttatása a szerszámba és a bevonat kialakítása ugyanabban a gyártóegységben történik meg, ami mind a hatékonyság szempontjából, mind munkavédelmi szempontból előnyös.
A megvalósítás során a hagyományos additív és a reaktív égésgátlási módszereket is kipróbáljuk, előtérbe helyezve a foszfortartalmú, környezetbarát égésgátlók alkalmazását.
Az előállított bevonatokat először a termoanalitikai, éghetőségi eredményeket alapján szűrjük, majd a legjobb eredményt elérő bevonatokat szénszállal szálerősített polimer kompozitok felületére is felvisszük in-mould coating módszerrel, és vizsgáljuk a kompozitok éghetőségét és mechanikai tulajdonságait.
A kutatás karokon átívelő együttműködés keretében is megvalósítható, optimális esetben gépészmérnök/vegyészmérnök összetételben.
Az elért eredmények hasznosulását két ipari projekt is biztosítja. |
© 2014 BME Polimertechnika Tanszék - Készítette: Dr. Romhány Gábor
