Samenvatting van het handboek gecombineerd met belangrijke afbeeldingen en formules uit de slides. Deze worden aangevuld met eigen nota's genomen tijdens de les.
SAMENVATTING: MATERIALEN: EIGENSCHAPPEN, SELECTIE en
DUURZAAMHEID (HIR):
MODULE 2: Materiaalfamilies
2.1: Ontwerp en materialen:
Hoe ontwerpen/bedenken we producten?
➔ Vertrekken vanaf een bepaalde functie en hoe we
deze kunnen materialiseren
➔ Verbinding maken tussen de kennis over de
eigenschappen van de materialen
2.2 Overzicht eigenschappen:
1. MECHANISCH
→ hoe reageert materiaal als we het gaan belasten?
→ stijf (slap) / sterk (zwak) / taai (bros) / zwaar (licht)
→ altijd nagaan welke mechanische eigenschappen wenselijk zijn voor het materiaal van het product
2. TERMISCH
→ gebruikstemperatuur / geleidbaarheid / warmtecapaciteit / diffusiviteit (= overgangsverschijnsel) / thermische
expansie
3. ELEKTRISCHE, MAGNETISCHE EN OPTISCHE
→ belangrijk voor alles wat met energie te maken heeft
4. CHEMISCH
→ vb: wat is goed bestand tegen zout water, wat verroest niet snel…
5. ECOLOGISCH
,2.3 Overzicht materiaalfamilies:
1. MATERIAALFAMILIES
Materiaalfamilies = een geheel van materialen die dezelfde eigenschappen en atomische opbouw hebben
Types:
Metalen= + stijf + sterk + snel vormgeven – snel roestend – corrosie
polymeren= + vervormbaar + licht – bruikbaar tot bepaalde temp (<200°)
elastomeren= + heel elastisch + sterk
keramische materialen= + sterk + stijf + hoge temperaturen bestendig +
corrosie bestendig – bros (= breekt snel)
glasachtigen= amorfen met heel ongeregelde stuctuur – bros
Hybriden= mengeling 5 basistypes
→Voorbeelden: sandwich structuren, schuimen, kabels, draden, laminaten,
hout, bot, zijde, leder…
2. MATERIAALFICHE
Materiaalfiche= overzicht fysische, mechanische en functionele eigenschappen met vermelding van de oorsprong
van deze materiaaleigenschappen
→ Doordachte materiaalselectie kunnen doorvoeren
2.4 Overzicht verwerkingstechnieken:
STAP 1: primaire vormgeving
→ spuitgieten, additieve manufacuring…
STAP 2: secundaire processen
STAP 3: joining/samenvoeging
Materiaaldriehoekkunde = structuur, proces en eigenschappen hangen alle drie nauw samen
→ als we in een van de hoeken een aanpassing doen zal dit gevolgen hebben bij de andere twee
→ vb: verwarmen van staal leidt tot een andere structuur die andere eigenschappen met zich meebrengt
+ proces bibliotheek = koppelen van een proces aan een materiaal
,2.5 Beginselen van materiaalselectie in ontwerp:
Concept: wat voor soort concept wil ik uitwerken ?
Embodiment: aantal beperkingen en objectieven vastleggen → eigenschappen
zoals bijvoorbeeld goedkoop,sterk,…
= algemene selectiestrategie
Detail: verder detailleren hoe bepaalde onderdelen in elkaar gaan zitten
EMBODIMENT:
Vertaalslag= de design criteria vertalen in
1) Concrete functie: wat is de essentiële taak ?
2) Beperkingen: onvoorwaardelijke/wenselijke grenzen ?
3) Objectieven: wat moet geoptimaliseerd worden ?
4) Vrije variabelen: welke parameters kan ontwerper kiezen ?
→ op basis aantal onvoorwaardelijke criteria de materialen die zeker niet voldoen
elimineren (= soort van screening) en de materialen die goed voldoen selecteren
(=ranking)
→ eerste selectie => belangrijkste kandidaten: via bijkomende informatie over
mogelijke productiewijze, beschikbaarheid, minder cruciale eigenschappen, prijs…
→ belangrijkste kandidaten => finale keuze: via specifieke lokale omstandigheden
2.6 Conclusie:
Doel= verschillende processen van een ontwerp doorlopen en komen tot een correcte materiaal- en proceskeuze,
rekening houdend met objectieven en beperkingen
, MODULE 3: GRONDSTOFFEN
3.1 Inleiding: Kobalt:
Kobalt = een grondstof die gebruikt wordt bij het maken van huidige type batterijen
Probleem 1
→ prijs is aan het stijgen door burgeroorlog in Congo (40000 in 2010 => 81000 in 2018)
→ prijs batterijen is ook aan het stijgen
Probleem 2
Artisanale ontginning van Kobalt met kinderarbeid
3.2 De oorsprong van materialen:
1. LEVENSCYCLUS
→ vooral ontginning is een belangrijke fase als we kijken naar hoeveelheid materiaal die we effectief nodig hebben
→ Grote ontginning voor kleine hoeveelheid effectief materiaal
2. HERNIEUWBAAR EN UITPUTTELIJK
3. WAAR VINDEN WE GRONDSTOFFEN
Lithosfeer → delfstoffen (= gesteenten en mineralen die economisch nut hebben voor de mensheid)
• Ertsen ven metalen
• Minderalen (zand, grind, kalk)
• Aardolie, gas en steenkool
→ bevat deze voldoende materiaal om te voorzien in onze behoefte van grondstoffen?
→ sommige grondstoffen komen veel voor terwijl andere eerder zeldzaam zijn: verschillend
van materiaal tot materiaal (concentratie in ertsen + concentratie van ertsen in gebieden)
Biosfeer → biomassa (= stof van organische oorsprong, geproduceerd door organismen,
waaronder planten en dieren)
• Gewassen, dieren (vlees en afgeleide producten), bosbouw en visserij
→ 80% van alle biomassa wordt omgezet in energie in de vorm van voeding en brandstoffen
→ slecht 1/5 wordt als materiaal gebuikt (bvb: hout 12%)
Les avantages d'acheter des résumés chez Stuvia:
Qualité garantie par les avis des clients
Les clients de Stuvia ont évalués plus de 700 000 résumés. C'est comme ça que vous savez que vous achetez les meilleurs documents.
L’achat facile et rapide
Vous pouvez payer rapidement avec iDeal, carte de crédit ou Stuvia-crédit pour les résumés. Il n'y a pas d'adhésion nécessaire.
Focus sur l’essentiel
Vos camarades écrivent eux-mêmes les notes d’étude, c’est pourquoi les documents sont toujours fiables et à jour. Cela garantit que vous arrivez rapidement au coeur du matériel.
Foire aux questions
Qu'est-ce que j'obtiens en achetant ce document ?
Vous obtenez un PDF, disponible immédiatement après votre achat. Le document acheté est accessible à tout moment, n'importe où et indéfiniment via votre profil.
Garantie de remboursement : comment ça marche ?
Notre garantie de satisfaction garantit que vous trouverez toujours un document d'étude qui vous convient. Vous remplissez un formulaire et notre équipe du service client s'occupe du reste.
Auprès de qui est-ce que j'achète ce résumé ?
Stuvia est une place de marché. Alors, vous n'achetez donc pas ce document chez nous, mais auprès du vendeur mariewillemen. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €9,69. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
