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. | 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
|
| 4. | Visszanyert folytonos szénszálak rendezettségének növelésére alkalmas módszer kifejlesztése |
| | Consultant: Dr. Czél Gergely, Dr. Tamás-Bényei Péter |
| A pirolízis technológia alkalmas folytonos szálak visszanyerésére a reaktorba táplált kompozit hulladék darabok méretével megegyező hosszban. A folytonos szálak kiemelkedő erősítő hatásának megőrzése kulcsfontosságú az újrahasznosítási folyamat során, ha a cél teherviselésre alkalmas anyag gyártása. A visszanyert folytonos szálak azonban jellemzően véletlenszerű orientációval rendelkeznek ami nem teszi lehetővé tervezett rétegrendű lemezekben történő alkalmazásukat. A kutatás célja, hogy a hagyományos textiltechnológiák alapelveit felhasználva új módszert dolgozzunk ki a folytonos visszanyert szálak rendezettségének növelésére, illetve további felhasználásra alkalmas erősítő szerkezet kialakítására.
|
| 5. | 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. |
| 6. | Termoplasztikus elasztomerek fejlesztése újrahasznosított EPDM-hulladék felhasználásával |
| | Consultant: Görbe Ákos, Zelenainé Kohári Andrea, 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 piacon kapható TDV-k tipikus gumifázisa polipropilén (PP), gumifázisuk pedig a PP-vel megfelelően kompatibilis etilén-propilén-dién monomer kaucsuk (EPDM). A dolgozat célja annak vizsgálata, hogy újrahasznosított forrásból származó EPDM felhasználásával milyen minőségű TDV-k állíthatók elő.
1. Végezzen irodalomkutatást a termoplasztikus elasztomerekről, különös tekintettel a termoplasztikus dinamikus vulkanizátumokról. Az irodalomkutatás során térjen ki az újrahasznosított gumifázis alkalmazhatóságára.
2. Dolgozzon ki kísérlettervet az újrahasznosított EPDM felhasználásának vizsgálatára. Állítson elő termoplasztikus elasztomereket újrahasznosított EPDM felhasználásával.
3. Az előállított anyagokat minősítse mechanikai és morfológiai vizsgálatokkal.
|
| 7. | Öngyógyító funkciójú, szénszál-erősítésű, térhálós polimer kompozitok molekuláris modellezése |
| | Consultant: Hantal György, Toldy Andrea |
| A kutatás célja egy futó Lendület-pályázat keretén belül öngyógyító funkcióval rendelkező, szénszál-erősítésű, térhálós polimer mátrixú kompozit rendszerek molekuláris szintű modellezése és vizsgálata. A munka középpontjában a hőre lágyuló polimerrel módosított szál–mátrix határfelület szerepének feltárása áll, különös tekintettel az öngyógyulási mechanizmusok termomechanikai tulajdonságokra gyakorolt hatására. A kutatás molekuláris dinamikai szimulációkra épül, és közvetlenül kapcsolódik a Lendület-projekt keretében folyó, önjavító kompozit anyagok fejlesztését célzó alapkutatásokhoz.
Feladatok:
Készítsen átfogó irodalomkutatást a térhálós polimer mátrixú kompozitok károsodási mechanizmusairól (mátrixrepedés, delamináció, szál–mátrix adhézió gyengülése), valamint az ezek mérséklésére szolgáló öngyógyító megoldásokról. Az irodalomfeldolgozás terjedjen ki a hőre lágyuló fázist alkalmazó szálfelületi módosításokra, a térhálós és hőre lágyuló polimerek kölcsönhatásaira, valamint a molekuláris dinamikai szimulációk alkalmazására a térhálósodás, a fáziskeveredés és a mechanikai tulajdonságok előrejelzésében.
Végezze el egy térhálós epoxigyanta-alapú polimer mátrix polimerizációjának molekuláris dinamikai szimulációját monomer–térhálósítószer rendszerekben, egy hasonló rendszerre optimalizált szimulációs protokoll paramétereinek finomhangolásával. Határozza meg az így előállított térhálós polimer alapvető termomechanikai tulajdonságait, különös tekintettel a rugalmas modulusokra és az üvegesedési átmeneti hőmérsékletre.
Hozzon létre molekuláris kompozitmodelleket a térhálósítási szimulációk megismétlésével olyan monomer–térhálósítószer rendszerekben, amelyekhez különböző mennyiségben hőre lágyuló polimerrel bevont szénszálmodellek kerülnek hozzáadásra. A különböző (hőre lágyuló és térhálós) polimerkomponensek keveredési módjának és mértékének meghatározását követően számítsa ki az így létrehozott kompozit modellek rugalmas mechanikai tulajdonságait.
A munka elvégzéséhez alapvető termodinamikai ismeretek, valamint a statisztikus mechanika és a molekuláris szimulációk alapjainak megértése szükséges. A feladatok megoldásához programozási alapismeretek (ideálisan Python nyelven) előnyt jelentenek. |
| Further information |
| 8. | Újfajta, hulladék abroncs gumiőrlet alapú adszorbensek fejlesztése szennyvízkezelési alkalmazásokhoz |
| | Consultant: Dr. Kiss Lóránt, Dr. Mészáros László |
| 9. | Hulladék abroncs gumiőrlet tartalmú keverékek fejlesztése, ionizáló sugárzásos kezelésekkel |
| | Consultant: Dr. Kiss Lóránt, Dr. Mészáros László |
| 10. | 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. |
| 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. | 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. |
| 13. | 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.
|
| 14. | 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. |
| 15. | Biopolimer-keverék alapú filamentek fejlesztése 3D nyomtatási célokra |
| | Consultant: Dr. Kovács Norbert Krisztián, Dr. Litauszki Katalin, Dr. Gere Dániel |
| A klímaváltozás és a növekvő műanyagszennyezés hatására felmerül az igény alternatív alapanyagok alkalmazására. Ilyen lehetséges alternatív műanyag alapanyag a polihidroxi-alkanoátok (PHA-k) családja, amely nem csak megújuló erőforrás alapú, hanem biológiai úton lebontható is. Ez az alapanyagcsalád azonban jelenleg még több hátránnyal is rendelkezik, amelyek hátráltatják annak széles körű elterjedését. Az egyik ilyen hátráltató tényező, hogy alapvetően rideg tulajdonsággal rendelkezik.
A kutatás-fejlesztési munka célja PHA alapú biológiai úton lebontható polimer alapanyagok keverékképzése és feldolgozási tulajdonságaik vizsgálata. Az feldolgozási eredmények alapján filament fejlesztése valósul meg 3D nyomtatási célokra. A dolgozat során előállított polimer keverékek 3D nyomtathatósága, tekercselhetősége és életciklus végi lebonthatósági vizsgálata történik. |
| 16. | Fenntarthatóságra tervezve – 3D nyomtatott termékek technológia lehetőségei |
| | Consultant: Dr. Kovács Norbert Krisztián, Dr. Litauszki Katalin, Dr. Gere Dániel |
| Számítások szerint egy termék környezetre gyakorolt hatásának 80%-a már a tervezési fázisban meghatározásra kerül. Így nagyon nagy a felelősség és lehetőség a tervezési folyamat során a termékkel a környezetre gyakorolt hatások esetén. Bár elsődleges lépés a megelőzés, ezt követi a termék ismételt újra használatra tervezése (Design for Reuse), majd az anyagában történő újra hasznosításra tervezés (Design for Recycling), továbbá a komposztálhatóságra való tervezés (Design for Composting). Ebből is látszik, milyen fontos szerepet játszik az anyagválasztás, terméktervezés- és gyártás, a feldolgozási folyamat és az életciklus végi szcenáriók elemzése.
A kutatás-fejlesztési munka célja, hogy a hallgató proaktívan, figyelembe véve a legmodernebb tervezési megfontolások széles palettáját (Design for X) válasszon alapanyagot, technológiát és térképezze fel az életciklus végi lehetőségeket, majd ezen elvárások figyelembevételével hozzon létre valós terméket. Vizsgálja és hasonlítsa össze a tervezett és elért tulajdonságokat különös tekintettel az életciklus végi lebonthatóságra és annak sebességére eltérő terméktulajdonságok esetén (pl: termék vastagsága, felület aránya, kialakított termékstruktúra, felületi érdesség).
|
| 17. | Megújuló erőforrás alapú és biológiai úton lebontható csomagolófólia fejlesztése |
| | Consultant: Dr. Litauszki Katalin |
| A klímaváltozás, a fosszilis erőforrások kimerülése, továbbá a növekvő műanyagszennyezés hatására felmerül az igény alternatív alapanyagok alkalmazására. Hosszú távon, olyan alternatív anyagok jelentenék a megoldást, amelyek túlmutatnak a fosszilis-alapú és nem lebontható, azaz hagyományos műanyag alapanyagokon. Ilyen lehetséges alternatív alapanyag a polihidroxi-alkanoátok családja, amelyek olyan természetes eredetű poliészterek, melyeket a baktériumok energia- és szénraktározás céljából állítanak elő. A PHA-k így nemcsak megújuló erőforrásból származó alapanyagok, hanem biológiai úton is lebonthatók. Ez a kérdéskör különösen fontos a rövid élettartamú, csomagolási célú műanyag termékek esetében, amely jelenleg az éves szinten megtermelt műanyagok 40%-át jelenti. |
| 18. | Polihidroxialkanoát alapú blendek fejlesztése és elemzése |
| | Consultant: Dr. Litauszki Katalin |
| A klímaváltozás és a növekvő műanyagszennyezés hatására felmerül az igény alternatív alapanyagok alkalmazására. Ilyen lehetséges alternatív műanyag alapanyag a polihidroxi-alkanoátok (PHA-k) családja, amely nem csak megújuló erőforrás alapú, hanem biológiai úton lebontható is. Ez az alapanyagcsalád azonban jelenleg még több hátránnyal is rendelkezik, amelyek hátráltatják annak széles körű elterjedését. Az egyik ilyen hátráltató tényező, hogy alapvetően rideg tulajdonsággal rendelkezik.
A kutatás-fejlesztési munka célja PHA alapú biológiai úton lebontható polimer alapanyagok keverékképzése és ezen keverékek fizikai úton történő habképzése. A dolgozat során az ily módon előállított polimer keverékek és habjaik morfológiai, mechanikai jellemzésére kerül sor. |
| 19. | Bioműanyagok degradációja és lebonthatóságának vizsgálata |
| | Consultant: Dr. Litauszki Katalin |
| 20. | 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. |
| 21. | 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. |
| 22. | Környezetbarát, elektromosan vezetőképes poliamid nyomtató filamentek kifejlesztése újrahasznosított szénszálak alkalmazásával |
| | Consultant: Dr. Mészáros László, Dr. Petrény Roland, Dr. Czél Gergely |
| A kompozit hulladék növekvő mennyisége miatt egyre sürgetőbb a belőlük visszanyerhető, értékes erősítőszálak újrahasznosítása. A 3D nyomtatáshoz használható filamentek legújabb generációjával szemben elvárás, hogy olyan funkcionális tulajdonságokkal is rendelkezzen, 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 erősítő- illetve töltőanyagok alkalmazásával ez a zsugorodás csökkenthető. Ezek alapján a visszanyert szénszálak egyéb adalékokkal együtt történő alkalmazása egyszerre segítheti elő a poliamid nyomtathatóvá tételét, csökkentheti az anyag zsugorodását, vezetőképességet kölcsönözhet, annak ellenére, hogy a filament jelentős arányban másodnyersanyagot tartalmaz.
A dolgozat célja egy olyan új, poliamid mátrixú, újrahasznosított szénszálakkal és nanorészecskékkel töltött, filament kifejlesztése, amely elektromosan vezetőképes és méretpontos termékek nyomtatásához alkalmazható. |
| 23. | Szénszálas kompozitok mechanikai jellemzőinek vizsgálata különböző mátrixanyagok használata esetén |
| | Consultant: Dr. Mezey Zoltán Tamás, Marton Gergő Zsolt |
| A szénszálas kompozitok egyre növekvő népszerűségnek örvendenek. Bár a kompozit szilárdságát és merevségét az erősítőanyag biztosítja, a mátrixanyag helyes megválasztása is kulcsfontosságú. A mátrixanyag jelentős hatást gyakorol az előállított kompozit termék tulajdonságaira, különösen a rétegközi tulajdonságokra és a dinamikus terhelés alatti viselkedésre.
Az utóbbi években megjelentek kifejezetten vinilészterhez felületkezelt szénszálak is a piacon, ám kérdés, hogy az ilyen rendszerek teljesítménye hogy viszonyul a szén/epoxi kompozitokhoz képest.
Feladatok:
1. Végezzen átfogó irodalomkutatást a polimer kompozitokhoz és vizsgálati módszereikhez kapcsolódóan.
2. Az irodalomkutatás alapján készítsen részletes kísérlettervet. Állítson elő eltérő mátrixanyagokat és azonos erősítőanyagot tartalmazó kompozitokat, majd végezzen mechanikai vizsgálatokat.
3. Értékelje a mátrixanyagok mechanikai tulajdonságokra gyakorolt hatásait különféle terhelési módoknál.
4. Tegyen javaslatot az alternatív mátrix anyagok használati lehetőségeire, alkalmazási területeire. |
| 24. | A polimer oldatok relaxációs idejének elektro-szálképzésre gyakorolt hatásának vizsgálata |
| | Consultant: Dr. Molnár Kolos, Abdullah Kardo Khalid |
| Az elektro-szálképzés egy különleges eljárás, amely nanoszálak előállítását teszi lehetővé polimeroldatokból elektromos tér segítségével. A sikeres szálképzés nem csak az oldat koncentrációjától vagy a feszültségtől függ, hanem attól is, hogy a polimerláncok mennyi ideig képesek relaxálni az áramlás közben kialakuló nyírófeszültségek után.
A kutatómunka során a hallgató nyíró- és oszcillációs mérésekkel becsüli meg a polimeroldatok relaxációs idejét, és megvizsgálja, hogyan befolyásolja ez az időskála a szálképzés stabilitását. Külön figyelmet kap a kapillárisban fellépő nyíróhatás és a cseppben töltött idő szerepe, így a projekt ötvözi a reológia, a folyamatfizika és a szálképzés területét, és összekapcsolja az elméletet a gyakorlati mérésekkel. |
| 25. | 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. |
| 26. | Polietilén és alumínium alapú (PolyAl), összetett hulladékok újrahasznosíthatóságának vizsgálata |
| | Consultant: Nagy Róbert, Virág Ábris Dávid, Tóth Csenge |
| A Föld erőforrásai végesek, emiatt fontos a hatékony, körforgásos gazdaságok, technológiák fejlesztése és támogatása. Bizonyos hulladékok több komponensből is állnak pl.: fém, műanyag, papír. Ilyen hulladékok például az italos kartondobozok (papír, polietilén és alumínium). Újrahasznosításuk komplex feladat és a teljesen anyagában való újrahasznosítás még nem jellemző.
a. Végezzen irodalomkutatást a többrétegű italoskartondobozok újrahasznosításával és fémekkel társított termoplasztikus polimer kompozitokkal kapcsolatban.
b. Az irodalomkutatás alapján készítsen kísérlettervet alumínium részecskékkel társított és papírrosttal szennyezett termoplasztikus kompozitok vizsgálatára. Végezze el a keverékek és a próbatestek előállítását. Végezzen minősítő vizsgálatokat a feldolgozott alapanyagon és a készterméken.
c. Határozza meg a papírrost szennyeződés hatását a termék mechanikai és mikroszerkezeti tulajdonságaira, illetve a feldolgozási paramétereire.
|
| 27. | Polietilén és alumínium alapú (PolyAl) keverékek funkcionalizálása különböző töltő- és adalékanyagokkal |
| | Consultant: Nagy Róbert, Virág Ábris Dávid, Tóth Csenge |
| Bizonyos hulladékok több komponensből is állnak pl.: fém, műanyag, papír. Ilyen hulladékok például az italos kartondobozok (papír, polietilén és alumínium). Az alumínium és polietilén rétegek különválasztása a recikálás folyamatában nem jellemző. Ugyanakkor sok kutatás folyik polimerek vezetőképessé tevésére, amivel a cél pl: antisztatikus védelem, elektromágneses árnyékolás.
a. Végezzen irodalomkutatást a többrétegű italoskartondobozok újrahasznosításával és fémekkel társított termoplasztikus polimer keverékkel kapcsolatban
b. Az irodalomkutatás alapján készítsen kísérlettervet alumínium részecskékkel társított és különböző adalékanyagokkal (pl.: korom, bioszén) funkcionalizált termoplasztikus kompozitok vizsgálatára. Végezzen minősítő vizsgálatokat a feldolgozott alapanyagon és a készterméken.
c. Határozza meg az adalékok hatását a termék mechanikai és mikroszerkezeti tulajdonságaira valamint az elektrommos vezetőképességére.
|
| 28. | 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. |
| 29. | 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. |
| 30. | Hőálló festékbevonat kötőanyagát képező szilikongyanta emulziók termikus jellemzése |
| | Consultant: Dr. Pomázi Ákos, Dr. Toldy Andrea |
| Egyre nagyobb figyelem fordítódik kandallók, kályhák, konyhai tűzhelyek, tűzhely betétek, kazánok, grillsütők és azok csatlakozó egységei, járművek kipufogói, fék alkatrészek, motor egységek festésére korszerű, környezetkímélő festékkel. A kutatómunka célja olyan új, alacsony szervesanyag-tartalmú, 600°C-ig hőálló és levegőn szobahőmérsékleten vagy mérsékelt (60-80°C) hőmérsékleten száradó termékcsalád tagjainak kidolgozása, amelyek az alacsony károsanyagkibocsátásnak köszönhetően megfelelnek az egyre szigorodó környezetvédelmi előírásoknak.
1. Készítsen átfogó irodalomkutatás a kereskedelmi forgalomban lévő hőálló festékbevonatokról, azok viselkedéséről és a potenciálisan lejátszódó kémiai és fizikai folyamatokról.
2. Vizsgálja vízzel hígítható metil-fenil-polisziloxán emulzió termikus jellemzőit, különös tekintettel a bomlási folyamatokra, felszabaduló bomlástermékekre, felületi morfológiára.
3. Elemezze és értékelje a kapott eredményeket. |
| 31. | Égésgátolt szénszálas epoxi kompozitok fejlesztése és mechanikai jellemzőinek meghatározása kompozit járművekhez |
| | Consultant: Dr. Pomázi Ákos, Marton Gergő, Dr. Mezey Zoltán, Dr. Toldy Andrea |
| A kutatómunka során célunk olyan szénszálas kompozitok fejlesztése, amelyek a járműipar szigorú biztonságtechnikai szabályozásainak, ezen belül is az égésgátlási szabványoknak megfelelnek. A manapság egyre gyakrabban alkalmazott kompozit alkatrészek az elektromos járművek esetében is a figyelem középpontjába kerülnek a kitűnő mechanikai tulajdonságaiknak, valamint alacsony tömegüknek köszönhetően. A tömegcsökkentés környezeti szempontból is nagy jelentőséggel bír, hiszen a kompozit szerkezetek alkalmazásával csökkenthető a szén-dioxid kibocsátás, valamint a járművek energiafogyasztása. Jelenleg az elektromos járművekben főként alumínium alkatrészeket alkalmaznak, míg a kompozit szerkezetek csak kis részét teszik ki a járműveknek. A fém alkatrészek alkalmazása értelemszerűen nagyobb tömeget, ezáltal pedig nagyobb környezeti terhelést jelent. A kompozit szerkezetek alkalmazásával ez a környezeti terhelés jelentősen csökkenthető. A kompozitok fémekkel szembeni jelentős hátránya azonban az anyag gyúlékonysága, ami minden járműipari alkalmazásban, de az elektromos járművek esetén különösen fontos tényező. A kompozit szerkezetek (legyenek azok különböző beltéri elemek, akkumulátorházak stb.) égésgátlása többféleképpen valósítható meg: a mátrixanyag égésgátlása gyakran a mechanikai tulajdonságok és az üvegesedési átmeneti hőmérséklet csökkenéséhez vezet.
A munka célja olyan égésgátolt szénszálas kompozit fejlesztése, amely alkalmas nagy igénybevételnek kitett termékekben való felhasználásra. Ehhez szükséges az anyag mechanikai jellemzőinek pontos ismerete is, amely egy anyagmátrix formájában végeselemes szimulációk bemenő anyagjellemzőiként való felhasználásra is alkalmas. Végezzen átfogó irodalom- és szabványkutatást a kompozit járműszerkezeti elemek égésgátlása terén, kitérve az égésgátló bevonatokra is. Tegyen javaslatot azokra az égésgátló adalékokra, amelyek hatására a gyanták megfelelhetnek a járműipari előírásoknak.
1. Állítson elő referencia és égésgátló adalékkal ellátott kompozit próbatesteket. Vizsgálja meg az előállított kompozitok mechanikai tulajdonságait és éghetőségét.
2. Elemezze a égésgátlók hatását az éghetőségre és a mechanikai tulajdonságokra, és dolgozzon ki fejlesztési javaslatokat az alkalmazott rendszerekre, figyelembe véve a járműipari alkalmazás specifikus követelményeit.
3. Vegyen fel anyagmátrixot az égésgátolt kompozit mechanikai jellemzőiről, amely alkalmas lehet végeselemes modellezésnél az anyagparaméterek megadására. Hasonlítsa össze a szimulációknál általánosan használt, nem égésgátolt kompozitok jellemzőivel.
|
| 32. | A hűtővíz hőmérsékletének hatása az extrudált filament keresztmetszetének körkörösségére |
| | Consultant: Dr. Romhány Gábor |
| A feladat annak vizsgálata, hogy ha az extrúderből kilépő filamentet különböző hőmérsékletre temperált hűtővízen átvezetjük, akkor az extrúderszerszám által létrehozott elvileg kör keresztmetszetet mennyire közelíti meg a filament tényleges keresztmetszete. Mindezt különböző extrúdálási kihozatal és több alapanyag esetén.
A feladat elején a hűtővízet temperáló bemerülő forralónak a hűtőádhoz való rögzítését biztosító készüléket is meg kell tervezni, azaz olyan hallgató jelentkezzen a témára, aki Solidworks vagy Inventor 3D tervező programot képes használni. |
| 33. | 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.
|
| 34. | 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. |
| 35. | 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. |
| 36. | Kompozitok tönkremeneteli viselkedésének végeselemes modellezése |
| | Consultant: Dr. Szebényi Gábor, Marton Gergő Zsolt |
| 37. | 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.
|
| 38. | Újrahasznosításra tervezett, eredendően égésgátolt imintípusú vitrimerek fejlesztése |
| | Consultant: Dr. Toldy Andrea, Kovács Zsófia, Dr. Pomázi Ákos, Poór Dániel istván |
| Csatlakozz az MTA–BME Fenntartható Polimerek Kutatócsoporthoz, ahol újrahasznosításra tervezett vitrimer kompozitok kutatásával foglalkozunk!
Téged keresünk, ha:
rendelkezel BSc-végzettséggel (pl. gépészmérnök, vegyészmérnök),
van legalább középszintű angol nyelvtudásod,
elhivatott és precíz vagy,
polimeres labortapasztalatod előnyt jelent.
Amit nyújtunk:
innovatív és aktuális kutatási téma,
korszerű anyagtudományi módszerek megismerése,
részvételi lehetőség TDK-konferencián,
ösztöndíjpályázati támogatás,
gyakornoki vagy demonstrátori pozíció lehetősége.
|
| Further information |
| 39. | A fúvókaátmérő hatása in-situ habosodó 3D nyomtatott szerkezetek habosodására és mechanikai tulajdonságaira
|
| | Consultant: Dr. Tomin Márton, Kunsági Viktória |
| Végezzen szakirodalomkutatást az in-situ habosodó filamentek 3D nyomtatási alkalmazásáról. Mutassa be a nyomtatási paraméterek hatását a habosodás mértékére és a nyomtatott szerkezetek tulajdonságaira.
Készítsen PLA alapú habosított próbatesteket különböző fúvókaátmérőkkel és rétegparaméterekkel. Vizsgálja a kialakult cellaszerkezetet pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) felvételek segítségével.
Különböző térfogatáram-beállítások mellett nyomtatott mintákon vizsgálja meg a fúvókaátmérő hatását a rétegek közötti adhézióra és a mechanikai tulajdonságokra. |
© 2014 BME Department of Polymer Engineering - Created by: Dr. Romhány Gábor
