Megújuló Energiák Nemzeti Laboratórium
Pályázati azonosító:
RRF-2.3.1-21-2022- 00009
Támogató:
Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH)
Futamidő:
2022. szeptember 1. - 2025. augusztus 31.
Témavezető (BME):
Dr. Kovács József Gábor
Dr. Zink Béla
Résztvevő kutatók (BME):
Dr. Kovács József Gábor
Dr. Suplicz András
Dr. Zink Béla
Pályázat összefoglalója
BME - A „bipoláris lemez” alprojekt megvalósítója a BME Polimertechnika Tansszéken belül működő MTA–BME Lendület Könnyűszerkezetes Polimer Kompozitok Kutatócsoport. A csoport kutatási témája a hibrid technológiák, a fröccsöntés, 3D nyomtatás és a termoplasztikus gyantainfúzió (Thermoplastic-Resin Transfer Molding, T-RTM) továbbfejlesztése a hidrogéncella alkatrészeinek – elsősorban a bipoláris lemeznek és a cella végszerelési technológiájának – kifejlesztése érdekében.
Pályázat eredményei
1. munkaszakasz
2022. július 1. - 2023. március 31.
ε-kaprolaktám in-situ polimerizációján alapuló grafit- és koromtöltésű kompozitokat vizsgáltunk. Vizsgáltuk a minták feldolgozhatóságát, keménységét, maradó monomertartalmát, kristályos részarányát, szakító modulusát és szilárdságát, elektromos és hővezetőképességét. Az eredmények alapján elmondható, hogy a további munkánk során az expandált grafittal és a korommal töltött kompozitokat érdemes fejleszteni, mert így dolgozható fel az alapanyag a legkönnyebben és érhető el a legnagyobb elektromos- és hővezetőképesség.
2. munkaszakasz
2023. április 1. - 2024. március 31.
A korábbi munkánk tapasztalatai alapján folytattuk az alapanyagfejlesztést polipropilén mátrixú, grafittal és korommal töltött kompozit fejlesztésével. Vizsgáltuk a mono- és hibridkompozitok feldolgozhatóságát, mechanikai tulajdonságait, elektromos vezetőképességét és a töltőanyagok eloszlatottságát. Az eredmények alapján analitikus modellt hoztunk létre, amellyel meghatározható a kompozit alapanyagok vezetőképessége a töltőanyagtartalom függvényében.
Előkísérleteket hajtottunk végre feldolgozási technológiák kombinálásához. A bipoláris lemezek geometriáját véglegesítettük feldolgozási és áramlástani számítási eredmények alapján. A bipoláris lemez gyártásához használható feldolgozó szerszámok és gyártástechnológiák koncepcióterveit véglegesítettük. A hidrogéncella egyéb alkatrészeit (hidrogéntartály, csatlakozók stb.) kiválasztottuk kereskedelmi forgalomban kapható alkatrészek közül.
3. munkaszakasz
2024. április 1. - 2025. március 31.
4. munkaszakasz
2025. április 1. - 2025. szeptember 30.
5. munkaszakasz
2025. október 1. - 2025. december 31.
Pályázat támogatásával megjelent közlemények
Széplaki P.,
Hajagos Sz.,
Krizsma Sz.,
Zink B.,
Suplicz A.: Preparation and analysis of high-performance thermoplastic composites. Polymer Composites,
47, 1860-1871 (2026)
https://doi.org/10.1002/pc.70258 IF=4.7 Q1
Csézi G.,
Mészáros L.,
Tábi T.: Enhanced crystallinity, toughness, and heat resistance of PLA using EVA, nucleating agent, and controlled crystallization. Polymer Bulletin,
83, 170/1-170/17 (2026)
10.1007/s00289-025-06225-0 IF=4 Q2
Krizsma Sz. G.,
Suplicz A.: Novel coupled simulation method and comprehensive metrology to enhance the application of prototype injection moulds. Advances in Science and Technology,
165, 179-188 (2025)
https://doi.org/10.4028/p-q56eQa Horváth Sz.,
Kovács J. G.: Determination of wall thickness effect of in-mold viscosity measurement under non-adiabatic, non-isothermal flow conditions. Express Polymer Letters,
19, 246-257 (2025)
10.3144/expresspolymlett.2025.19 IF=2.6 Q3
Lorber R., Zink B., Suplicz A., Krizsma Sz. G., Széplaki P., Haar B., Lechner B., Verckovnik M., Dobnik J.: Overmoulding Strength of PP and ABS Systems: Influence of Tool and Melt Temperatures. in '3rd IPPT_TWINN Conference: Metal replacement and lightweight polymer composites Slovenj Gradec. 2025.06.04-2025.06.05.,22 (2025)
Krizsma Sz.,
Mészáros L.,
Kovács N. K.,
Suplicz A.: Expanding the applicability of material jetting–printed photopolymer prototype injection moulds by gamma irradiation post-treatment. Journal of Manufacturing Processes,
134, 135-145 (2025)
https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.12.037 IF=6.8 Q1
Krizsma Sz. G.,
Suplicz A.: Comparative study of additively manufactured, state-of-the-art photopolymers and their applicability in prototype mould making. International Journal of Advanced Manufacturing Technology,
139, 6187-6200 (2025)
https://doi.org/10.1007/s00170-025-16286-0 IF=3.1 Q2
Krizsma Sz. G.,
Suplicz A.: Applying high-performance resins in stereolitography printing to produce prototype injection moulds. Scientific Reports,
15, 39652/1-39652/13 (2025)
10.1038/s41598-025-23249-8 IF=3.9 Q1
Hajagos Sz., Zink B., Kovács J. G.: Elektromos vezető monokompozitok vizsgálata. Polimerek, 11, 121-128 (2025)
Hajagos Sz.,
Kovács J. G.: Polymer-based bipolar plates for fuel cells: design, simulation, and manufacturing. Periodica Polytechnica-Mechanical Engineering,
69, 40-45 (2025)
10.3311/PPme.38589 IF=1 Q4
Zink B.,
Hajagos Sz.,
Kovács J., G.,
Széplaki P.,
Suplicz A.: An experimental and theoretical study on the electrical conductivity of polymer composites. Journal of Materials Research and Technology,
39, 6300-6309 (2025)
https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2025.10.217 IF=6.6 Q1
Krizsma Sz. G.,
Suplicz A.,
Gere D.: Customised production of injection moulded parts from recycled materials using rapid tooling approach and coupled injection moulding-thermal and mechanical simulation. Results in Engineering,
26, 105272/1-105272/15 (2025)
https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.105272 IF=7.9 D1
Horváth Sz.,
Kovács J. G.: Real‐time product weight estimation based on internal pressure monitoring in injection molding. Polymer Engineering and Science,
65, 1693-1701 (2025)
10.1002/pen.27078 IF=3.2 Q2
Zink B., Hajagos Sz., Kovács J. G.: Investigating electrically conductive polymer composites. in '3rd IPPT_TWINN Conference: Metal replacement and lightweight polymer composites Slovenj Gradec. 2025.06.04-2025.06.05.,10 (2025)
Csapó M.,
Kovács J. G.: Impact of fiber fragmentation on mechanical performance and environmental footprint of recycled glass fiber-reinforced polyamide composites. Journal of Cleaner Production,
511, 145678/1-145678/14 (2025)
10.1016/j.jclepro.2025.145678 IF=10 D1
Zink B.,
Szuchács A.,
Hajagos Sz.,
Kovács J. G.: Modeling the effect of scale deposition on heat transfer in injection molding. Scientific Reports,
15, 1-9 (2025)
10.1038/s41598-025-98657-x IF=3.9 Q1
Hajagos Sz., Zink B., Kovács J. G.: Optimisation of polymer-based bipolar plates using numerical calculation. in '3rd IPPT_TWINN Conference: Metal replacement and lightweight polymer composites Slovenj Gradec, Szlovénia. 2025.06.04-2025.06.05., (2025)
Virág Á. D.,
Suplicz A.,
Török D.: Prediction of the thermal degradation–induced colour change of acrylonitrile butadiene styrene products as a function of temperature and titanium dioxide content. Results in Engineering,
24, 103505/1-103505/11 (2024)
https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.103505 IF=7.9 D1
Szuchács A.,
Kovács J. G.: Calculation of the bonding strength of semi-crystalline polymers during overmolding. Polymer Testing,
139, 1-6 (2024)
10.1016/j.polymertesting.2024.108579 IF=6 D1
Horváth Sz.,
Kovács J. G.: Effect of processing parameters and wall thickness on the strength of injection molded products. Periodica Polytechnica-Mechanical Engineering,
68, 78-84 (2024)
10.3311/PPme.24068 IF=1 Q4
Krizsma Sz.,
Suplicz A.: Comprehensive Measurement and Simulation of Prototype Injection Moulds. Defect and Diffusion Forum,
435, 141-150 (2024)
10.4028/p-Y3Lvjr Széplaki P., Suplicz A.: Poliamid 6 mátrixú kompozit szendvicsszerkezetek gyárthatósága T-RTM technológiával. Polimerek, 10, 226-232 (2024)
Párizs R. D.,
Török D.: An experimental study on the application of reinforcement learning in injection molding in the spirit of Industry 4.0. Applied Soft Computing,
167, 112236/1-112236/14 (2024)
10.1016/j.asoc.2024.112236 IF=6.6 Q1
Krizsma Sz.,
Széplaki P.,
Suplicz A.: Coupled injection moulding simulation–thermal and mechanical simulation method to analyse the operational behaviour of additively manufactured polymeric injection moulds. Results in Engineering,
23, 102558/1-102558/16 (2024)
https://doi.org/10.1016/j.rineng.2024.102558 IF=7.9 D1
Semperger O. V.,
Suplicz A.: The degradation during recycling of polyamide 6 produced by anionic ring‑opening polymerization of ε‑caprolactam. Scientific Reports,
13, 17130/1-17130/11 (2023)
doi.org/10.1038/s41598-023-44314-0 IF=3.8 Q1
Párizs R. D.,
Török D.,
Ageyeva T.,
Kovács J. G.: Multiple in-mold sensors for quality and process control in injection molding. Sensors,
23, 1735/1-1735/18 (2023)
10.3390/s23031735 IF=3.4 Q2
Krizsma Sz. G.,
Suplicz A.: Monitoring and modelling the deformation of an aluminium prototype mould insert under different injection moulding and clamping conditions. Results in Engineering,
20, 101556/1-101556/13 (2023)
10.1016/j.rineng.2023.101556 IF=6 D1
Krizsma Sz.,
Suplicz A.: Analysis of the applicability and state monitoring of material extrusion–printed acrylonitrile butadiene styrene injection mould inserts with different infill levels. Materials Today Communications,
35, 106294/1-106294/12 (2023)
10.1016/j.mtcomm.2023.106294 IF=3.7 Q2
Krizsma Sz., Suplicz A.: Prototípus fröccsöntő szerszámok üzem közbeni állapotfelügyelete és termékminőség vizsgálata. in 'XXXI. Nemzetközi Gépészeti Konferencia Temesvár, Románia. 2023.04.17-2023.04.30.,323-328 (2023)
Szuchács A.,
Ageyeva T.,
Kovács J. G.: Modeling and measuring the bonding strength of overmolded polymer parts. Polymer Testing,
125, 108133/1-108133/15 (2023)
10.1016/j.polymertesting.2023.108133 IF=5 D1
Semperger O. V.,
Török D.,
Suplicz A.: Development and Analysis of an In-Mold Coating Procedure for Thermoplastic Resin Transfer Molding to Produce PA6 Composites with a Multifunctional Surface. Periodica Polytechnica-Mechanical Engineering,
66, 350-360 (2022)
10.3311/PPme.21048 IF=1.3
Török D.,
Ageyeva T.,
Boros R., Kovács Á.,
Kovács J. G.: Developing a method for evaluating color changeover in a hot-runner multi-cavity injection mold. Polymer Testing,
115, 107759/1-107759/9 (2022)
10.1016/j.polymertesting.2022.107759 IF=5.1 D1
Török D.,
Zink B.,
Ageyeva T., Hatos I., Zobač M., Fekete I.,
Boros R., Hargitai H.,
Kovács J. G.: Laser powder bed fusion and casting for an advanced hybrid prototype mold. Journal of Manufacturing Processes,
81, 748-758 (2022)
10.1016/j.jmapro.2022.07.034 IF=6.2 Q2
© 2014 BME Polimertechnika Tanszék - Készítette: Dr. Romhány Gábor