Les 1: Lezen: §1
Huiswerk: maken 1 tot en met 7 werkboek
Practicum:
Materialen en toepassingen.
Aan de orde komen een vijftal stoffen:
- hout als constructiemateriaal
- koper en PVC in elektriciteitsinstallaties, GaWaLo en koel/vriesinstallaties
- glas
- katoen
- polyester
Hout: het is goed bestand tegen druk- en trekkrachten
het is gemakkelijk en goed verspaanbaar (zagen, boren, frezen, draaien enz)
er zijn veel verbindingsmogelijkheden zoals lijmen, schroeven, spijkeren enz.
Vroeger werden speciale houtverbindingingen toegepast zoals: zwaluwstaart, halve lip, hele lip, pen-gat enz.(zie onderstaande figuur)
Koper en PVC: Koper is een erg goede geleider voor elektrische stroom. Daarnaast is het buigzaam en sterk. Door buigen en hameren van koper wordt het hard. Uitgloeien geeft weer de oorspronkelijke zachtheid.
Elektrische geleiders worden voorzien van een isolatielaag PVC.
PVC droogt niet uit (dus geen barstjes) en het is leverbaar in veel kleuren. (fasedraad = bruin, nuldraad = blauw, de schakel- of lampedraad = zwart en de aardedraad = geelgroen)
GaWaLo, is het vakgebied van de loodgieter. Koper en PVC wordt toegepast voor waterleiding en afvoeren. Ook riolering en regenafvoeren worden gemaakt van PVC. Koper is makkelijk te bewerken (zagen en snijden) en zeer goed te solderen. PVC is goed te bewerken en te lijmen.
Koel/vriesinstallaties. Omdat koper niet oxideert (roest) bij temperaturen beneden 0˚C is het een ideaal materiaal voor installaties met lage temperatuur. Ook de verwerkbaarheid is een gunstige eigenschap (zie ook GaWaLo)
Glas: Glas laat geen vloeistoffen en gassen door.
Glas geeft geen stoffen af aan vloeistoffen en gassen.
Glas is zuurbestendig.
Glas is eenvoudig te etiketteren.
(glascorrosie, zie de Tv-reclame, vormt een probleem bij sierglas)
Glas is breekbaar. Daarom wordt vaak dik glas gebruikt, dus zwaar.
Glas is lichtdoorlatend, vaak een voordeel maar in sommige situaties een nadeel (bierflesjes zijn altijd van groen of bruin glas, het bier blijft dan smaken, gelukkig)
Glas als verpakkingsmateriaal voor vloeistoffen (dranken) wordt verdrongen door PET en karton met een laagje kunststof
Katoen; Katoen is afkomstig van de katoenplant. Een belangrijke eigenschap is, dat katoenvezels gemakkelijk water opnemen.
Katoen is bij uitstek geschikt voor kleding.
Polyester: polyester is een kunststofvezel. Het heeft bijzondere eigenschappen zoals; sterk, slijtvast, kreukvrij en niet-hygroscopisch (neemt nauwelijks water op)
Les 2: Lezen §2
Huiswerk: les 1 nakijken
Huiswerk: maken 8 tot en met 14 werkboek
Practicum:
Van grondstof tot product.
Elk product is het resultaat ven een productieproces, een proces dat uitgaande van een grondstof uit de natuur een halffabrikaat of een eindproduct oplevert.
Staalfabricage, het hoogovenproces. Een van de meest toegepaste materialen is staal. In het hoogovenproces wordt ijzererts verwerkt tot ruwijzer. Dit ruwijzer wordt in het staalproces verbeterd tot verschillende staalkwaliteiten.
In een hoogoven zijn twee processen van belang
1. de productie van koolmonoxide. Cokes + zuurstof levert bij onvolledige verbranding koolmonoxide.
2. De productie van ijzer. IJzeroxide + koolmonoxide levert ijzer + kooldioxide.
Deze twee processen lopen tegelijkertijd in de hoogoven.
Het eindproduct van de hoogoven is ruwijzer met een koolstofpercentage van circa 5%. Om van dit ruwijzer een bruikbaar product te maken moet het C-percentage verminderd worden. Een van de methodes is om door het vloeibare ruwijzer zuurstof te blazen. De in het ruwijzer aanwezige koolstof bindt zich voor een deel aan de zuurstof tot kooldioxide waardoor het koolstofpercentage in het ruwijzer minder wordt.
Op deze manier ontstaat een halfproduct (staal) dat bruikbaar is voor vele toepassingen.
Wordt een betere kwaliteit staal vereist, bijvoorbeeld voor gereedschap, dan past men processen toe waarbij het staal gelegeerd wordt. Door het legeren van staal kunnen de eigenschappen beïnvloedt worden. Op het MBO (afd. werktuigbouwkunde) wordt erg veel aandacht besteed aan het vakgebied materialenkennis en materiaalonderzoek Dit zijn twee belangrijke onderwerpen voor constructeurs en technici.
Les 3 Lezen §3
Huiswerk: les 2 nakijken
Huiswerk: maken 15 tot en met 21 werkboek
Afvalverwerking.
Afval en het scheiden van afval.
Zorgvuldig scheiden van afval wordt gedaan om schadelijke stoffen uit het milieu te houden of de afvalstoffen te hergebruiken (recycling)
voorbeelden: - batterijen
- afgewerkte motorolie
- terpentine en oplosmiddelen
- plastics en PVC
- glas (recycling)
- papier (recycling)
- GFT (tuinaarde)
- blik (recycling)
- KCA (recycling of duurzame opslag)
- steenpuin
- hout en houtafval
- snoeihout
- enz.
vraag: omschrijf het begrip recycling
Afval die niet kan worden gecomposteerd of gerecycled wordt verbrand of gestort.
Verbranden levert weliswaar warmte op maar er kunnen ook schadelijke stoffen vrijkomen. Denk hierbij aan chloor, dioxinen en zware metalen.
Afvalstoffen die zware metalen bevatten, horen bij het KCA. Het terugwinnen van deze metalen is niet altijd mogelijk. De enige oplossing is dan storten. Een gevaar is dat deze stoffen weglekken naar het grondwater
Oplossingen voor milieuproblemen:
- het gedrag van de mens kan (moet) veranderen
- producten en productiemethoden kunnen (moeten) veranderen
- de afvalverwerking kan (moet) veranderen.
Les 4 Lezen §4
Huiswerk: maken 22 tot en met 28
Materialen kiezen.
In het theorieboek staat een aardig verhaal over een surfplank. Dit is slechts een voorbeeld.
Het kiezen van materialen voor een bepaalde toepassing is niet eenvoudig.
Er spelen veel belangrijke uitgangspunten en eisen een rol.
Voorbeelden hiervan zijn onder meer:
- gewicht
- sterkte
- slijtvastheid
- milieu
- kostprijs
- levensduur
- bewerkbaarheid
- brandstofverbruik (bij auto's)
- luchtweerstand
- veiligheid
- comfort
- enz.
Wat denk je van de materiaalkeuze bij het ontwerp van:
- een hybride-auto (oeps, wat is dat??)
- een kogelvrij vest
- een raamkozijn
- een racefiets
- een snow-board
- een speedboot
- een jachtvliegtuig (JSF)
- enz.
Les 5 Maken Test jezelf
Huiswerk: les 4 nakijken
Eventueel vragen stellen