Tanszéki hallgatóink hozták el a 35. OTDK “FORGÁCSOLÓ TECHNOLÓGIÁK” tagozat első két helyezését!

Poór Dániel István (1 . hely) és Helle Anna Nikoletta (2. hely) hozták el a nemrégiben távoléti formában megrendezett 35. OTDK “FORGÁCSOLÓ TECHNOLÓGIÁK” tagozat első két helyezését. Konzulensük Dr. Geier Norbert adjunktus volt. A tanulmányaik mellett végzett kutatómunkájukat színvonalasan dokumentáló és előadó hallgatóknak , valamint konzulensüknek gratulálunk!

A dolgozatok kivonatai az alábbiakban olvashatók.

Poór Dániel István: Újrahasznosított és újonnan gyártott szénszál erősítőanyagú
polimer kompozitok összehasonlító forgácsolhatósági vizsgálata

A szénszállal erősített polimer (CFRP) kompozitok alkalmazása rendkívül gyorsan terjed a bonyolult és
összetett mérnöki kihívásokat tartalmazó iparágakban, mint a repülőgépiparban és az űrtechnikában;
köszönhetően a speciális anyagszerkezeti kialakításnak, amely kedvező mechanikai tulajdonságokat kölcsönöz
a relatív kis sűrűségű CFRP kompozitoknak. A polimer gyártástechnológiáknak köszönhetően közel végleges
formára készülnek az alkatrészek, azonban a szerelhetőségi igények és a szigorú tűrések elkerülhetetlenné
teszik az utólagos forgácsolási műveletek alkalmazását. A CFRP kompozitokra jellemző inhomogenitás és
anizotrop jelleg miatt a fémek forgácsolásánál felállított mechanisztikus és empirikus modelljeink nem, vagy
csak részlegesen alkalmazhatók, ezért is fontos a CFRP megmunkálhatóságához kapcsolódó ismereteink
kiterjesztése. A 21. század legnagyobb feladatai közé tartozik a fenntartható fejlődés megvalósítása, amely
magában foglalja az anyagok újrahasznosítását. Az utóbbi években jelentős kutatások irányultak a szénszál
erősítőanyagok visszanyerésére, azonban eddigi ismereteim alapján egyetlen egy publikált kutatás sem
foglalkozott a reciklált szénszálakból készült CFRP kompozitok forgácsolhatósági vizsgálatával.

A kutatásom során különböző újrahasznosított és újonnan gyártott karbon erősítőanyag-struktúrákból készített
CFRP kompozitok módszeres összehasonlító forgácsolhatósági vizsgálatát tűztem ki fő célul. A fúrási
kísérletek eredményeit mechanikai és anyagszerkezeti vizsgálatok adataival támogatva elemeztem.

Teljes faktoriális kísérletterv alapján fúrási kísérleteket végeztem 2 különböző kompozit forgácsoló
szerszámmal, 8 különböző CFRP kompozit esetében, amelyeket úgynevezett „compression moulding” és
polimer öntés technológiával gyártottam le. A forgácsolási kísérleteket egy háromtengelyes CNC marógépen
végeztem el. A forgácsolás során egy háromkomponenses erőmérő cellával gyűjtöttem a forgácsolási
erőadatokat. A forgácsolt furatokról egy digitális mikroszkóppal felvételeket készítettem, amelyeket
képfeldolgozó algoritmusokkal értékeltem ki a sorjásodás mértékének megállapítására. A forgácsolt
felületekről pásztázó elektronmikroszkópos felvételeket készítettem, ennek köszönhetően az anyagok
kvalitatív mikrogeometriai összehasonlítása is megtörtént. A kísérleti eredmények varianciaanalízisével
(ANOVA) kvalifikáltam az újrahasznosított anyagok főhátasait (összevetve az újonnan gyártott CFRP
anyagokéval).

 

Helle Anna Nikoletta: UD-CFRP kompozitok furatforgácsolási technológiáinak
fejlesztése és kísérleti vizsgálata

Napjainkban a szálerősített polimer kompozitok egyre növekvő népszerűségnek örvendenek a repülőgép-,
hajó-, had-, és gépjárműiparban. Elterjedésük legfőbb okai a kimagaslóan nagy fajlagos szilárdságuk és jó
méretstabilitásuk, azonban a jelentős szerszámkopás, delamináció- (rétegelválás) és sorjaképződés komoly
kihívásokat jelentenek utólagos megmunkálásuk esetében, ezzel indokolttá téve a forgácsolás elmélyült
elméleti elemzését, kísérleti vizsgálatát és optimalizálását.

Az egyirányban szénszállal erősített polimer (UD-CFRP) kompozitok anizotróp jellege és
anyaginhomogenitása megköveteli, hogy a szálak orientációja alapján jelöljük ki a megmunkálások fő irányait.
A jelenlegi furatforgácsolási technológiák azonban a szálirányt jellemzően nem, vagy csak erősen
korlátozottan veszik figyelembe. Ezen elgondolás adta az általam fejlesztett újszerű furatforgácsolási
technológia kifejlesztését, melynek elméleti és kísérleti vizsgálata képezte a kutatásom fő irányvonalát. Az
újszerű technológiát a helikális marás és a szálorientációfüggő előtolásvezérlés kombinálásával fejlesztettem
ki.

A kutatásom során öt különböző furatforgácsolási stratégiával (hagyományos csigafúrás, helikális marás,
döntött helikális marás, imbolygó marás, illetve az újszerű előtolásvezérelt helikális marás) készítettem
furatokat a BME Gyártástudomány és -technológia Tanszék VHTC típusú öttengelyes CNC mikromarógépén.
A kísérletek során az előtolás értékét három szinten változtattam. A furatokról digitális mikroszkóppal
felvételeket készítettem, melyek digitális képfeldolgozásával a sorját mérni és elemezni tudtam. A furatok
palástfelületi érdességét a tanszéki Mitutoyo SJ-400 kontaktilis felületi érdességmérő műszerrel vizsgáltam.
A kísérleti eredmények egyértelműen mutatják, hogy a furatforgácsolási technológiáknak és az előtolásnak is
szignifikáns hatásuk van a mért optimalizációs paraméterekre. A furatforgácsolási technológiákat
összehasonlítottam és technológiai ajánlásokat fogalmaztam meg, hogy mely célfüggvény esetében mely
technológiát javaslom UD-CFRP kompozitok forgácsolásához.

Jövőbeni terveim között szerepel az újonnan fejlesztett furatforgácsolási technológia széleskörű elméleti és
kísérleti vizsgálata, melyben a folyamatparaméterek hatásvizsgálata mellett újszerű pályastratégiák hatását is
vizsgálnám, hogy a furatforgácsolás kellően hatékony, pontos és gyors legyen

Ugrás a lap tetejére