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:
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 bembi43. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €9,44. Je zit daarna nergens aan vast.
