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%)
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper mariewillemen. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €9,69. Je zit daarna nergens aan vast.
