Az Econ Engineering polimertechnika és a fejlett anyagok területén való szakértelmét és kutatás-fejlesztési aktivitását tükrözi a Polymer Testing (IF: 5.0) elnevezésű, rangos, polimer fókuszú folyóiratban megjelent tudományos cikke, amely a ScienceDirecten (www.sciencedirect.com) érhető el.

A tudományos kutatás, melynek címe „Folytonos szénszál-erősítésű 3D nyomtatott kompozitok rétegszintű anyagmodellje a nemlineáris feszültség-nyúlás kapcsolat figyelembevételével”, egyik szerzője Kovács László, az Econ Engineering K+F részlegének vezetője, szerzőtársai Tóth Csenge (BME PT) és Ilinyi Blanka. A kutatás az Econ Engineering és a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem (BME) Gépészmérnöki Kar Polimertechnika Tanszékének közös munkája.

Az Econ szakértelme a polimerek területén

Az Econ Engineering speciális tudással és képességekkel rendelkezik a polimerek és kompozit anyagok terén, melyet a publikáció is alátámaszt. Anisoprint A3 Composer CFC 3D nyomtatóját kihasználva az Econ aktív résztvevője a polimer alapú kompozitok viselkedésének megértésére és optimalizálására irányuló kutatásnak és fejlesztésnek.

Szakértelme kiterjed a következőkre:

• Fejlett kompozit 3D nyomtatás: Élvonalbeli technológiák, például a folyamatos szénszál-erősítés alkalmazása nagy teljesítményű kompozit alkatrészek létrehozásához.
• Anyagjellemzés: Mélyreható mechanikai kísérletek elvégzése a polimerek és kompozitok feszültség-alakváltozás viselkedésének különböző körülmények közötti megértésére.
• Konstitutív anyagmodellezés: Kifinomult számítási modellek kifejlesztése ezen anyagok mechanikai válaszának pontos előrejelzésére, ami kulcsfontosságú a tervezés és a szimuláció szempontjából.
• Gyártásoptimalizálás: A nyomtatási paraméterek és a belső szerkezetek (beleértve a porozitásokat és más inhomogenitásokat) hatásának vizsgálata a 3D nyomtatott polimer kompozitok minőségének és teljesítményének javítása érdekében.
• Szimuláció és validáció: Végeselem-analízis (FEA) és más numerikus módszerek alkalmazása a kompozit szerkezetek viselkedésének szimulálására és ezen modellek kísérleti adatokkal történő validációjára.

A publikált kutatás főbb eredményei

A cikk főbb megállapításai a következők:A kutatási cikk egy rétegszintű konstitutív anyagmodell fejlesztésére összpontosít, amely pontosan reprezentálja a nemlineáris feszültség-alakváltozás kapcsolatot az Econ Engineering Anisoprint A3 Composer CFC nyomtatójával előállított folytonos szénszál-erősítésű 3D nyomtatott poliamid mátrix mintákban. A cikk főbb megállapításai a következők:

• Bemutatásra került egy modell, amely képes leírni a feszültség-alakváltozás görbét a folyáshatár felett.
• A szerzők demonstrálták, hogy a transzverzális viselkedésre vonatkozó Hill-görbe hatékonyan skálázható a nyírási görbe reprezentálására.
• Megállapítást nyert, hogy a multidirekcionális kompozitok magas porozitástartalma jelentősen hozzájárul azok nemlineáris mechanikai viselkedéséhez.
• A szerzők a kifejlesztett modell ideális lemezekre való alkalmazhatóságát 4-pontos hajlítási szimulációkkal validálták.

Summary of the research

A szerzők az Econ Engineering Anisoprint A3 Composer típusú, folytonos szálerősítés fektetésére képes (Composite Filament Co-extrusion – CFC technológiát alkalmazó) 3D nyomtatóján előállított szénszál-erősítésű és poliamid mátrixú unidirekcionális mintákon végeztek különféle mechanikai vizsgálatokat, amik alapján a rétegek nemlineáris mechanikai viselkedését jól leíró elméleti anyagmodellt illesztettek. Ehhez az anyagmodellhez a Hill-féle anizotróp képlékenység modellt használták, a nemlineáris feszültség-nyúlás kapcsolat leírására pedig a Bogetti-féle egyenletet alkalmazták. A modellt általános orientációban elvégzett UD húzó teszteken és egyéb rétegrendek mellett validálták. A szerzők vizsgálták az előállított minták anyagszerkezetét, annak hibáit, valamint az egyes nyomtatási beállításokat a minőség javítása érdekében. Az alapvetően lemezelméleti megközelítésen nyugvó anyagmodell limitációira is rámutattak különböző vastagságú minták 4-pontos hajlításán és annak végeselemes szimuláción keresztül.

A publikáció a Science Direct Polymer Testing (IF: 5.0) folyóiratában alátámasztja az Econ elkötelezettségét a polimer kompozitok viselkedésének megértése és alkalmazásának előmozdítása iránt a különböző iparágakban. A Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemmel való együttműködés rávilágít az akadémiai kutatás és az ipari innováció közötti szinergiára, tovább erősítve az Econ vezető pozícióját ezen a területen.

A teljes cikk jelenleg ingyenesen elérhető a következő linken: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142941825001084?v0ia%3Dihub.

A ScienceDirectről

A Science Direct egy tudományos adatbázis, amely több millió lektorált folyóiratcikkhez, könyvfejezethez és más tudományos, műszaki és orvosi tartalomhoz kínál hozzáférést. Létfontosságú forrás kutatók, akadémikusok és iparági szakemberek számára, akik a legújabb eredményeket és mélyreható ismereteket keresik a tudományos diszciplínák széles körében. A kutatás publikálása a Polymer Testing szakfolyóiratban, és Science Directen való megjelenése jelzi annak tudományos relevanciáját a polimertudomány és az anyagmérnöki közösség számára.