témavezető: Szalay Tibor
helyszín (magyar oldal): BME Gyártástudomány és -technológia Tanszék, T ép. VI. em. 42. helyszín rövidítés: GTT
A kutatási téma leírása:
a.) Előzmények
A szálerősítésű polimer (FRP) kompozit anyagokat előnyös fajlagos mechanikai tulajdonságaik miatt, egyre nagyobb mennyiségben használják napjainkban. Megmunkálásuk történhet az ismert forgácsolási műveleteelemekkel is, azonban a technológiai környezet – szerszám, forgácsolástechnológiai adatok, anyagleválasztási stratégiák, mozgáspályák, stb. – nem adaptálhatók közvetlenül a fémmegmunkálási ismeretekből. A technológiai kutatás megindult az elmúlt évtizedben ezen a területen is, azonban az anyag viselkedésének vizsgálatai, az alkalmazandó szerszámok és technológiai körülmények még számos nyitott kérdést tartalmaznak. A tanszéken az elmúlt években megerősödtek a speciális anyagok forgácsolhatóságát vizsgáló kutatások, ez a kutatási téma is ezt a sor folytatja, korábbi kísérleti, hallgatói és PhD munkára épülő vizsgálatokkal.
b.) A kutatás célja:
A kutatás fő célja a szálerősítésű kompozitok forgácsolhatóságának vizsgálata, törvényszerűségek megállapítása, főként marási és fúrási műveletek alkalmazásával. Az UD-CFRP anyagok forgácsolás közbeni jellemző viselkedése a delamináció (rétegszétválás) valamint az erősítőszálak kiszakadása. Olyan technológiai adatok, szerszámpályák, anyagleválasztási stratégiák, szerszámgeometriák kialakítása a cél, amelyekkel ezek a káros jelenségek szabályozott módon kezelhetők. Az eredmények kiértékelése során adekvát matematikai modelleket létrehozása a cél, melyekkel a méret pontosság, a forgácsolási erő, valamint az alakpontosság mértéke becsülhető, a forgácsolhatóság előre elemezhető.
c.) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye:
• Szakirodalmi áttekintés. Nemzetközi és hazai szakirodalmi adatok feldolgozása, különös tekintettel a polimerek és szálerősítésű kompozitjaik forgácsolásának nemzetközi tapasztalataira. (időigény: kb. 7 hónap).
• Anyagfejlesztés. Teszt munkadarabok készítése, eltérő szálelrendezéssel. (kb. 8 hónap).
• Kísérlettervezés (időigény: kb. 3 hónap).
• Kísérletek előkészítés (időigény: 6 hónap)
• Kísérletek elvégzése, mérési adatok feldolgozása (időigény: kb. 12 hónap)
• Matematika modellek létrehozása, algoritmusok készítése. (időigény: kb. 6 hónap)
• Végeselem modellezés, eredmények visszaellenőrzése (időigény: kb. 6 hónap)
d.) A szükséges berendezések:
A szükséges berendezések a tanszéken, a karon ill. külföldi kooperációs partnernél rendelkezésre állnak. A kutatómunkához szükséges polimer-technológiai háttérrel a GPK Polimertechnika Tanszéke rendelkezik. A kísérleti anyag előállítása az ő segítségükkel történik.
e.) Várható tudományos eredmények:
Új matematika modell melyekkel a méret pontosság, a forgácsolási erő, a delamináció, a sorjásság és a körkörösségi hiba mértéke becsülhető, a forgácsolhatóság előre elemezhető.
f.) Irodalom:
[1] V. Schulze és C. Becke, „Analysis of machining strategies for fiber reinforced plastics with regard to process force direction”, Procedia Engineering, köt. 19, o. 312–317, 2011.
[2] V. Schulze, C. Becke, K. Weidenmann, és S. Dietrich, „Machining strategies for hole making in composites with minimal workpiece damage by directing the process forces inwards”, Journal of Materials Processing Technology, köt. 211, sz. 3, o. 329–338, márc. 2011.
[3] J. P. Davim és P. Reis, „Study of delamination in drilling carbon fiber reinforced plastics (CFRP) using design experiments”, Composite Structures, köt. 59, sz. 4, o. 481–487, márc. 2003.
[4] N. Geier és T. Szalay, „Optimisation of process parameters for the orbital and conventional drilling of uni-directional carbon fibre-reinforced polymers (UD-CFRP)”, Measurement, köt. 110, o. 319–334, 2017.
[5] N. Geier, T. Szalay, és M. Takács, „Analysis of thrust force and characteristics of uncut fibres at non- conventional oriented drilling of unidirectional carbon fibre-reinforced plastic (UD-CFRP) composite laminates”, Int J Adv Manuf Technol, köt. 100, sz. 9, o. 3139–3154, febr. 2019.
[6] Q. Wang, Y. Wu, T. Bitou, M. Nomura, és T. Fujii, „Proposal of a tilted helical milling technique for high quality hole drilling of CFRP: kinetic analysis of hole formation and material removal”, Int J Adv Manuf Technol, köt. 94, sz. 9, o. 4221–4235, febr. 2018.
[7] Q. Wang, Y. Wu, Y. Li, D. Lu, és T. Bitoh, „Proposal of a tilted helical milling technique for high-quality hole drilling of CFRP: analysis of hole surface finish”, Int J Adv Manuf Technol, köt. 101, sz. 1, o. 1041–1049, márc. 2019.
felvehető hallgatók száma: 1
Jelentkezési határidő: 2019-10-12
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).
Bejelentkezés
