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. | Anizotrop elektromos vezető nanokompozitok fejlesztése |
| | Konzulens: Csvila Péter, Dr. Czigány Tibor |
| Napjainkban egyre nagyobb figyelmet kapnak a multifunkcionális kompozitok, ugyanis általuk a kompozit alkatrészek kiváló fajlagos tulajdonságait tovább lehet javítani. Tervezésükkor a kompozitok meglévő kiváló mechanikai tulajdonságokait további extra/egyéb funkciókkal egészítik ki (például alakváltás, irányított hő- és elektromosáramvezetés, önellenőrzés). Továbbá ilyen megoldást jelenthet egy anizotrop vezetőképességű kompozit is, amelynél az anizotrop vezető tulajdonságai mellett még növelhető annak szilárdsága is.
Elvégzendő feladatok:
1. Végezzen átfogó irodalomkutatást a kompozitiparban multifunkcionális kompozitok terén, különös tekintettel az anizotrop vezető tulajdonságú kompozitokra.
2. Az irodalomkutatás alapján készítsen szén nanocsövekkel előállított irányítottan elektromos vezető nanokompozitokat, és végezze el azok vezetőképességi és mechanikai vizsgálatát, továbbá minősítse azok orientációját.
3. Az elvégzett vizsgálatok alapján minősítse a nanokompozitok vezetőképeségét, mechanikai tulajdonságait az orientációjának függvényében. |
| 2. | Viszkozitásarányok hatása a gumiabroncs őrlet felhasználásával készült termoplasztikus elasztomerekre |
| | Konzulens: 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.
|
| 3. | Morfológiai vizsgálati módszer kidolgozása termoplasztikus mátrixban eloszlatott gumiszemcsék méretének meghatározására |
| | Konzulens: 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 TDV-k egyik legfontosabb tulajdonsága a benne lévő gumiszemcsék eloszlatottsága, azonban ennek reprodukálható mérése egyelőre nincs megoldva. A dolgozat célja ennek a feladatnak a megoldása, azaz egy mérési eljárás fejlesztése, mellyel a gumiszemcsék eloszlatottsága reprodukálható módon jellemezhető.
Végezzen irodalomkutatást a termoplasztikus elasztomerekről, különös tekintettel a termoplasztikus dinamikus vulkanizátumokról. Az irodalomkutatás során térjen ki a morfológiai vizsgálatokra, amelyekkel a gumiszemcsék méretét meg lehet határozni.
Dolgozzon ki morfológiai vizsgálati módszert, amivel reprodukálhatóan lehet jellemezni a gumiszemcsék eloszlatottságát a termoplasztikus mátrixban.
A mérési módszert tesztelje többféle termoplasztikus elasztomeren.
|
| 4. | Gumiőrlemény tartalmú vulkanizátumok dinamikus mechanikai tulajdonságainak vizsgálata |
| | Konzulens: 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. |
| 5. | Piaci és saját fejlesztésű termoplasztikus elasztomerek (TPE) fröccsöntési technológiájának és tulajdonságainak összehasonlító elemzése |
| | Konzulens: Dr. Kovács József Gábor, Dr. Bárány Tamás |
| A dolgozat fő célja a fröccsöntési technológia ideális beállításainak meghatározása és a saját fejlesztésű termoplasztikus elasztomerek (TPE) tulajdonságainak összehasonlítása a piacon elérhető TPE anyagokkal. Az elvégzendő feladatok a következők:
1. Irodalomkutatás és elméleti háttér: A TPE anyagok fröccsöntési technológiájának és tulajdonságainak irodalmi áttekintése, valamint a releváns ISO szabványok (MSZ EN ISO 18064:2022, stb.) és ipari irányelvek tanulmányozása.
2. Anyagminták beszerzése és előkészítése: Piacon elérhető TPE anyagok és saját fejlesztésű TPE minták beszerzése, valamint előkészítése a fröccsöntési kísérletekhez.
3. Fröccsöntési kísérletek: A fröccsöntési technológia optimális beállításainak meghatározása mind a piaci, mind a saját fejlesztésű TPE anyagokra, különböző paraméterek (pl. hőmérséklet, nyomás, hűtési idő) tesztelésével. Technológiai adatlapok létrehozása az új alapanyagokhoz.
4. Tulajdonságok vizsgálata és elemzése: Az elkészült TPE termékek mechanikai, fizikai és kémiai tulajdonságainak vizsgálata és összehasonlítása a piaci és saját fejlesztésű anyagok között.
5. Adatok kiértékelése és összehasonlítás: Az eredmények részletes kiértékelése és összehasonlítása, különös tekintettel a fröccsöntési beállítások és a végtermék tulajdonságainak összefüggéseire.
6. Következtetések és javaslatok: A kutatási eredmények összegzése, következtetések levonása a saját fejlesztésű TPE anyagok teljesítményéről és alkalmazhatóságáról, valamint javaslatok megfogalmazása a további fejlesztésekre és alkalmazásokra vonatkozóan. A körkörös gazdaság szempontjainak figyelembevételével a célok pontosítása.
Ez a kutatási projekt hozzájárulhat a TPE anyagok hatékonyabb és gazdaságosabb felhasználásához az iparban, valamint új, versenyképes anyagok fejlesztéséhez. |
| 6. | Melegpréselési technológia fejlesztése mikrostrukturált polimer szerkezetek kialakításához |
| | Konzulens: 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.
|
| 7. | Extrúzió alapú 3D nyomtatással készült szerkezetek tribológiai viselkedésének elemzése |
| | Konzulens: Dr. Kovács Norbert Krisztián |
| Polimer alkatrészek fejlesztése során, specifikus felhasználások esetén hangsúlyos szerepet kaphat a kellőképpen kis kopási és súrlódási tulajdonságok biztosítása, valamint a keletkező kopadék-szemcsék minimalizálása. A szakdolgozat során POD berendezésen, azonos beállítások mellett különböző gyártástechnológiai paraméterek (pl. porozitás) hatásait vizsgáljuk a mért súrlódási együtthatókra. A szakdolgozat célja irodalmi kutatásra alapozva meghatározni az eltérő struktúrákból adódó különbségeket. Jelen kutatási téma keretein belül a hallgató egy olyan kutatásba tud becsatlakozni, amely során polimerek tribológiai tulajdonságait vizsgálhatja valamint a tribológiai tulajdonságok közötti összefüggésekre mutathat rá, protézis anyagok fejlesztése céljából. |
| 8. | Standard és nagy sebességű nyomtatás hatása az extrúzió alapú 3D nyomtatással készült termékjellemzőkre |
| | Konzulens: 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. |
| 9. | Folytonos szénszállal erősített termoplasztikus polimer mátrixú nyomtatószál fejlesztése és tesztelése |
| | Konzulens: Dr. Kovács Norbert Krisztián |
| Hőre lágyuló szálerősített kompozitok feldolgozásának első lépése jellemzően a kompaundálás. A rövid szálak homogén eloszlatása a mátrixanyagban kulcsfontosságú a termékminőség szempontjából, azonban a feldolgozás során fellépő nyíróerők hatására a rövid szálak töredeznek, és a végtermékben mérhető szálhossz már sok esetben a kritikus hossz alá kerül. Ez a probléma fröccsöntés és 3D nyomtatás (FFF technológia) esetén is ismert. A fröccsöntés során kialakuló szálhossz növelésével már számos kutatás foglalkozott, 3D nyomtatás esetén azonban még nincs kiforrott technológia a hosszú szálas filament gyártására. A kutatás célja hosszúszálas és folytonos erősítőszálas filament gyártástechnológiájának fejlesztése és a filament tesztelése a korábbi kutatási eredményekre támaszkodva. |
| 10. | Elasztomer habok térhálósűrűség mérési módszerének fejlesztése |
| | Konzulens: 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. |
| 11. | Vezetőképesség mérése elasztomereken |
| | Konzulens: 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. |
| 12. | Mintaelőkészítési módszer kidolgozása latexből előállított elasztomer minták vizsgálatához |
| | Konzulens: 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. |
| 13. | Képfeldolgozás elvén működő szálátmérő egység fejlesztése FDM típusú 3D nyomtatóhoz szükséges filament gyártó berendezéshez |
| | Konzulens: 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. |
| 14. | Adaptív hálófinomító algoritmus fejlesztése fröccsöntési szimulációhoz |
| | Konzulens: 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. |
| 15. | 5-tengelyes 3D nyomtatás alkalmazhatóságának vizsgálata és fejlesztése |
| | Konzulens: 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.
|
© 2014 BME Polimertechnika Tanszék - Készítette: Dr. Romhány Gábor
