Thesis supervisor: Márton Takács
Location of studies (in Hungarian): Gyártástudomány és -technológia Tanszék Abbreviation of location of studies: GTT
Description of the research topic:
1. Előzmények
A különböző forgácsleválasztási eljárások továbbra is megkerülhetetlen szereplői lesznek a korszerű gyártástechnológiának. Ennek oka a hatékony, nagy teljesítményű anyagleválasztás képessége tetszőleges anyagtípusok esetében, kiváló pontosság és felületi minőség biztosítása mellett. Az ipar számos területén egyre növekvő igény mutatkozik kisméretű alkatrészek megmunkálása iránt. Ennek az igénynek a kielégítése többek között a hagyományos forgácsleválasztási eljárások kis mérettartományba történő átültetése révén biztosítható. A mikroméretű megmunkálás egyik alapvető sajátossága a vékonyforgács-leválasztás ténye. A technológia jellemzőit és a megmunkálás minőségét a nagyságrendekkel kisebb mérettartományban történő megmunkálás esetén számos egyedi sajátosság befolyásolja, amiket összefoglalóan mérethatásnak hívunk.
Manapság alapvető szemléletváltás valósul meg a gyártástechnológiában, amit Ipar 4.0 névvel azonosítunk. Az információs technológia olyan korszerű törekvései, mint pl. a dolgok internetje (IoTs), a mesterséges intelligencia vagy a Big Data által okos gyártási folyamatok kerülhetnek bevezetésre. Az adatgyűjtés és a mesterséges intelligenciával támogatott adatelemzés révén a gyártási folyamatok digitalizációja lehetséges, ami által a folyamatok optimalizálása is könnyebbé válik. A minőség javítása, a gyártási selejt csökkentése többek között fejlett matematikai modellekkel támogatott szerszámfelügyelet alkalmazása révén biztosítható. Jelentős költségcsökkentés valósítható meg a szerszámcsere optimális időpontjának objektív meghatározhatósága révén. A szerszám elhasználódására, valamint a megmunkált felület minőségére vonatkozó predikciós modellek bevezetése elengedhetetlen a vékonyforgács-leválasztási eljárások Ipar 4.0-ás környezetbe történő implementálásához.
2. A kutatás célja
A kutatási téma fő célkitűzése a vékonyforgács-leválasztási eljárások Ipar 4.0-ás környezetbe történő bevezethetősége, valamint hatékonyságának növelése az információs technológia korszerű eszközeinek támogatásával. Ehhez a vizsgált technológiák alapvető sajátosságainak, a mérethatásnak a részletes megismerése szükséges. További cél a szerszámkopás és a megmunkált felületi minőség prediktív modelljeinek a fejlesztése. A kutatás eredményeként optimális szerszámcserét biztosító objektív döntéstámogató rendszer kerül megalapozásra. Mindezeket a szerszámozási rendszer digitális ikerpárjának az előállítása is támogatja.
3. Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
Irodalomkutatás a vékonyforgács-leválasztás (mikromegmunkálás, precíziós keménymegmunkálás) témakörében. Anyagleválasztási modellek vizsgálata, értékelése. Az Ipar 4.0 sajátosságainak részletes megismerése. (1 szemeszter)
A szerszámfelügyelettel, a digitális ikerpárral és a mesterséges intelligenciával kapcsolatos ismeretek feltérképezése és összefoglalása. (2. szemeszter).
Mérési és adatgyűjtési rendszer megtervezése, összeállítása, szenzorok telepítése. Adatgyűjtés előkészítése. Kísérleti körülmények specifikálása. Kísérlettervezés. (3. szemeszter).
Vékonyforgácsleválasztási kísérletek elvégzése. Adatgyűjtés. Szerszámelhasználódás és megmunkálási minőség vizsgálata. (4. szemeszter)
Jelanalízis, adatelemzés. Szerszámrendszer digitális ikerpárjának létrehozása. (5. és 6. szemeszterek)
A szerszámelhasználódás és a kialakított felületi minőség predikciós modelljeinek a létrehozása, mesterséges intelligencia alkalmazása. (5., 6. és 7. szemeszterek)
A fejlesztett modellek vasló gyártásikörnyezetbe történő implementálása, validálás, hatékonyság elemzése. (7.szemeszter)
Eredmények publikálása (3-8. szemeszterek)
Disszertáció elkészítése (7. és 8. szemeszterek)
4. A szükséges berendezések
A kutatáshoz 5-tengelyes mikromegmunkáló központ, 4-tengelyes esztergaközpont, ultraprecíziós eszterga, erő- és rezgésmérési szenzorok, adatgyűjtő rendszer, digitális és konfokális mikroszkóp, felületi érdességmérő egység, kiértékelő szoftverek, végeselemes szoftver szükségesek, amik a tanszéken vagy a társtanszékeken rendelkezésre állnak.
5. Várható tudományos eredmények
A vékonyforgács-leválasztási eljárások mérethatásból fakadó, elsősorban a megmunkálási minőséget és a hatékonyságot befolyásoló tényezőinek részletes leírása. A szerszámkopás és a felületi minőség predikciós modelljeinek rendelkezésre állása mikromegmunkálás esetén. Szerszámrendszer digitális ikerpárja vékonyforgács-leválasztás esetén. Optimális szerszámcserével kapcsolatos döntéstámogató rendszer alapkoncepciója.
6. Irodalom
J C, Jáuregui ; J R, Reséndiz ; S, Thenozhi ; T, Szalay ; Á, Jacsó ; M, Takács: Frequency and Time-Frequency Analysis of Cutting Force and Vibration Signals for Tool Condition Monitoring, IEEE ACCESS 6 pp. 6400-6410., 11 p. (2018)
Balázs, B Z ; Takács, M, Finite element modelling of thin chip removal process, IOP CONFERENCE SERIES: MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING 426 Paper: 012002 (2018)
M, Takács ; B Z, Balázs ; J C, Jáuregui: Dynamical Aspects of Micro Milling Process, In: Tomaz, Pepelnja; Zlatan, Car; Jan, Kudlacek (szerk.) International Conference on Innovative Technologies : IN-TECH 2017, Faculty of Engineering University of Rijeka, (2017) pp. 181-184., 4 p.
Takács M, Verő B: Material Structural Aspects of Micro-Scale Chip Removal, MATERIALS SCIENCE FORUM 414-415, 2003, pp. 337-342.
M Takács, B Verő, I Mészáros: Micromilling of Metallic Materials, JOURNAL OF MATERIALS PROCESSING TECHNOLOGY 138, 2003, pp. 152-155.
Number of students who can be accepted: 1
Deadline for application: 2022-03-30
2024. IV. 17. ODT ülés Az ODT következő ülésére 2024. június 14-én, pénteken 10.00 órakor kerül sor a Semmelweis Egyetem Szenátusi termében (Bp. Üllői út 26. I. emelet).
Login
