UITGEBREIDE SAMENVATTING voor het vak Materialen: eigenschappen, selectie en duurzaamheid!
BEVAT alle informatie en figuren uit de slides + eigen notities + te kennen formules.
Voor de theorie heb ik enkel deze samenvatting geleerd, en ben in eerste zit geslaagd! (Daarnaast wel zelf nog veel oef...
SAMENVATTING:
Module 1: Inleiding:
1.3: Waarom een cursus materialen?:
1) kostprijs grondstoffen (piek tijdens corona)
2) productiviteit van materialen (laatste 30 jaar geen Δ bij grondstoffen)
3) materialen zijn overal aanwezig
4) belang materialen in innovatie (70% is (in)direct gebaseerd op materialen)
5) impact materialen op milieu
1.4: Een voorbeeld:
-(materiaalr)evolutie van fietsen
1) Da Vinci fietsontwerp (16de eeuw)
2) de ‘draisienne’ (1817): loopfiets
3) voorwielaandrijving (velocipede) Lallement (1870):
4) James Starley (1870): groter voorwiel
5) kettingaandrijving (1879): nog steeds, groter voorwiel
6) fiets met rubberen banden (1880): groter achterwiel
7) hitech fiets
8) 3D geprinte fiets
→ ! beschikbare materialen zijn enorm toegenomen de laatste 60 jaar
→ prestatieverbetering door materiaalontwikkeling
→ als “lichtheid” een belangrijk criterium is: staal → aluminium → composieten
→ functionele, economische en ecologische prestaties afhankelijk van materialen
→ “elementengebruikintensiteit” (aantal materialen in voorwerpen) is sterk toegenomen
Module 2: Materiaalfamilies:
2.1: Ontwerp en materialen:
→ schema: Hoe ontwerpen/bedenken we producten?
2.2: Overzicht eigenschappen:
Materiaaleigenschappen - mechanisch:
-stijf (slap): stijfheid: mate waarin een materiaal zich tegen elastische vervorm verzet
=E
-sterk (zwak): sterkte: vermogen van een materiaal om een kracht te weerstaan zonder
te breken
-taai (bros): taaiheid: vermogen van een materiaal om energie te absorberen en
plastisch te vervormen voordat het breekt
= Klc
→ hoge taaiheid: materiaal zal eerst insnoeren en dan pas breken
-zwaar (licht): gewicht
→ dichtheid: hoeveelheid massa per eenheid van volume
=ρ
=> bv. tanden van een graafmachine vereisen een hoge stijfheid, hoge breuktaaiheid
Materiaaleigenschappen - thermisch:
-gebruikstemperatuur: (hoogste) temperatuur waarbinnen het materiaal kan
functioneren zonder het verliezen van zijn mechanische eigenschappen of prestaties
= T(max)
-(thermische) geleidbaarheid: vermogen om warmte over te brengen
=λ
→ bv. isolatie van huizen: lage geleidbaarheid
→ bv. kookplaat en pan: hoge geleidbaarheid
-warmtecapaciteit: vermogen van een materiaal om warmte op te nemen of af te geven
bij een constante druk
= C(p)
-diffusiviteit: maat voor hoe snel warmte door een materiaal wordt verspreid in reactie
op een temperatuurverandering
= a ( ~ λ / C(p))
-thermische expansie: mate waarin er volumeverandering optreedt in reactie op een
temperatuursverandering
= α (expansiecoëfficiënt)
-elektrische, magnetische, optische: DIA 16
→ permanente magneten: behouden hun magnetische eigenschappen een lange tijd
=> bv. NdFeB magneet
→ transformator staal: kan makkelijk magnetische velden doorgeven
=> (bv. hoogspanning naar laagspanning)
Chemische eigenschappen:
-”Welk materiaal is goed bestand tegen zout water?”
→ WEL: glas, koolstofvezelversterkte composiet
→ NIET: roestvast staal, aluminium
Metalen:
-stijf, ductiel
-brede waaier aan dichtheden
→ Osmium: zeer hoge dichtheid (gebruikt in bv. legeringen)
→ Lithium: zeer lage dichtheid (gebruikt in bv. batterijen)
-onderhevig aan corrosie
Keramieken:
-hard, maar bros
→ gebruikt in de industrie bij processen met hoge temperaturen
-bestendig aan corrosie
Glazen:
-transparant, bros, amorf (zonder kristallijne structuur)
→ zeer gelijkaardig aan keramiek, maar atomen zitten door elkaar waardoor ze
makkelijker licht binnenlaten
Polymeren:
-lage stijfheid, lage gebruikstemperatuur (< 200°C), licht
Elastomeren:
-zeer lage E moduli (dus elastisch), maar sterk
Materialenbibliotheek: Granta Edupack Software:
families klassen subklassen lid attributen
bv. metalen bv. Al bv. 6000 bv. 6061 bv. dichtheid,
corrosie,...
→ materiaalfiche: overzicht van fysische, mechanische en functionele eigenschappen
, 2.4: Overzicht verwerkingstechnieken:
Primaire vormgeving - spuitgieten / injection moulding:
1: Malvoorbereiding: Een stalen mal wordt voorbereid
met de gewenste vorm van het eindproduct.
2: Smelten van het materiaal: Plastic of ander
materiaal wordt gesmolten tot vloeistof.
3: Injectie: Gesmolten materiaal wordt onder druk in
de mal geïnjecteerd.
4: Koeling: Het gesmolten materiaal koelt af en stolt
in de vorm van de mal.
5: Uitharding en vorming: Het uitgeharde product
wordt gevormd en uit de mal verwijderd.
Primaire vormgeving - additive manufacturing:
1: 3D-model ontwerpen: Creëer een digitaal model van het gewenste object.
2: Slicing van het model: Verdeel het model in dunne lagen met speciale software.
3: 3D-printer voorbereiden: Laad het materiaal in de printer en stel de machine in.
4: Laag-per-laag printen: Bouw het object door materiaal per laag te smelten of te binden.
5: Voltooien: Verwijder ondersteunende structuren en het 3D-geprinte object is klaar.
=> laser-sintering
Processenbibliotheek: Granta Edupack Software:
universe family class member attributes
2.5: Beginselen van materiaalselectie in ontwerp:
Het ontwerpproces:
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 bembi43. Stuvia facilite les paiements au vendeur.
Est-ce que j'aurai un abonnement?
Non, vous n'achetez ce résumé que pour €9,44. Vous n'êtes lié à rien après votre achat.
