Az eCon Engineering Kft. a HD Composite Zrt., a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, és a Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont által alkotott konzorcium eredményesen lezárta az NVKP_16 (Nemzeti Versenyképességi és Kiválósági Program) keretében sikeresen megpályázott projektjét. A konzorcium a polimer kompozit termékek automatizált gyártástechnológia segítségével történő előállítását vizsgálta, különös tekintettel a kompozit elemek komplexitására és újrafeldolgozhatóságára, és az eredménnyel 2019-ben Innovációs Díjat is nyert Párizsban.
A 2017-ben indult „Polimer kompozit termékek előállítása rövid ciklusidejű, automatizált gyártástechnológia segítségével, gépjárműipari alkalmazásokra, különös tekintettel a kompozit elemek komplexitására és újrafeldolgozhatóságára” elnevezésű projekt összköltsége 1 868 318 187 Ft, melyhez 1 376 799 243 Ft (73,69%) támogatást nyújtott a Magyar Állam az NKFI Alapból. Ebből az eCon Engineering Kft-re jutó támogatás mértéke 126 000 000 Ft.
A projekt célja a K+F tevékenységek révén a kompozitok fizikai viselkedésének megértése és ennek eredményeképpen a kompozitok tervezését-méretezését segítő numerikus eljárás kifejlesztése és alkalmazása. A projekt fő területei a kompozitok gyártási hibáinak feltérképezése és azok mechanikai teljesítményre vetett hatásának számszerűsítése; károsodásmodell kifejlesztése szálerősítéses műanyagok kifáradásának jellemzésére; a kompozit delamináció, mint tönkremeneteli forma realisztikus modellezése és előrejelzése a tervezései fázisban. További fontos cél volt egy automatizált módszer fejlesztése merevségi és szilárdsági anyagjellemzők, illetve a poszt-kritikus viselkedés jellemzésére. A módszer a tervezendő alkatrész rétegrendjével azonos rétegrendű próbatest-tesztek eredményeit használja fel és szolgáltat fontos bemenő adatokat a kompozitalkatrész optimalizálásához. A projekt megvalósításakor fontos feladat volt a kompozitok hatékony végeselemes modellezési technikáinak kifejlesztése, melyekkel a komplex szerkezetek modellezése gyorsabbá válik, ugyanakkor a pontossága megmarad. A projekt megvalósítási ideje 36 hónap volt.
A projekt legfontosabb műszaki-szakmai eredményei a modellezési módszer CZM (cohesive zone model) anyagmodell használata esetén ragasztott kötésekre, emellett módszer alkotása és részletes dokumentálása, milyen metódussal és milyen egyszerűsített helyettesítő kényszerekkel vagy végeselemekkel lehet féminzertek viselkedését kétdimenziós héjmodellben megbízhatóan modellezni. Hasonló eljárás került megalkotásra a hibrid maggal rendelkező szendvicsszerkezetek merevségi és teljes tönkremeneteli viselkedésének előrejelzésére kétdimenziós rétegelt héjelemek használatával. Az eredmények igazolása mérésekkel és explicit dinamikai szimulációval történt. További fontos innováció a kompozit tönkremeneteli nyers tesztek eredményeit automatikusan feldolgozó, és legfontosabb szakirodalmi „1st ply failure” modellek paramétereit statisztikus alapon illesztő algoritmus, amely az összes fontos tönkremeneteli modellre (Hashin és Puck modellekkel bezárólag) elkészült; és különálló script formájában elérhető, gyakorlatban használható.
A projekt egyik fő vívmányát, a kompozit rétegszintű merevségi anyagjellemzőket a cél alkatrész rétegrendjéből közvetlenül visszaszámító statisztikus módszert és az azt megvalósító mérnöki alkalmazást az eCon a kanadai Quebecben megrendezendő NAFEMS világkongresszuson is bemutatta 2019-ben. A Dubrovnikban megrendezett 3. ICSID (International Conference on Structural Integrity and Durability) konferencián az eCon az NVKP projekt egyik legjelentősebb innovációját ismertette egy konferencia-előadás keretében: az unidirekcionális, illetve az azokból felépülő multidirekcionális kompozitok összetett igénybevételeire kifejlesztett, végeselemes analízisen alapuló kifáradási ciklusszám becslő algoritmusát. A konferencia-előadás anyagából később cikk is született, amely 2020-ban az Engineering Failure Analysis című nemzetközi tudományos folyóiratban jelent meg. Ezek mellett az eCon Engineering Kft. részt vett a balatonkenesei Országos Anyagtudományi Konferencián, ahol a hibrid, inhomogén maganyaggal rendelkező szendvicsszerkezetek merevségi és teljes tönkremeneteli viselkedésének előrejelzésére vonatkozó, új, az NVKP projekt keretében fejlesztett módszer került bemutatásra. Az előadás anyagából lektorált, nemzetközi folyóiratcikk született az IOP Series: Material Science and Engineering című tudományos folyóiratban, amely jelenleg megjelentetés alatt áll.
Az NVKP pályázat keretében működő konzorcium 2019-ben Innovációs Díjat nyert Párizsban. A díj a JEC Csoport által szervezett, nemzetközileg a kompozitok területén a legkiemelkedőbb szakmai seregszemlének tartott, több mint 43 ezer résztvevővel lezajlott JEC szakvásáron és konferenciáján került átadásra. A világ legnagyobb kompozit anyagokkal foglalkozó szervezete, a JEC Csoport által odaítélt díjat a járműiparban alkalmazható újszerű technológia kifejlesztése terén elért eredményeiért nyerte el az eCon Engineering Kft-t is a tagjai között tudó konzorcium.
További információ és projektvezető:
Takács László
laszlo.takacs@econengineering.com
