Process Engineering
Samenvatti ng TEC 2
(PowerPoint week 1)
Doel TEC 2
Materiaalkunde:
1. Kennismaking met materiaaleigenschappen van metalen.
Fabricagetechnieken:
2. Kennismaking met vervaardigingtechnieken van metalen.
Productie inrichting:
3. Kennismaking met wijze van inrichting van discrete productieprocessen.
4. Kennismaking met wijze van aansturing van discrete productieprocessen.
5. Beoordeling van de prestatie van discrete productieprocessen.
Geschiedenis
Industriële revolutie (start eind 18e eeuw Engeland):
- Omschakeling handmatig naar machinaal vervaardiging van producten.
- Stoommachine: levering grote hoeveelheid mechanische arbeid.
- Bijeenbrengen van productiemiddelen en georganiseerd verband.
- Productiecapaciteit ++ -> fabricagekosten - - -> verkoopvolume ++
- Toename complexiteit producten en productieprocessen.
- Ontstaan verschillende bedrijfsfuncties (begin 20 e eeuw).
- Behoefte aan vastlegging in productstructuren: Bill of material (BOM).
- Behoefte aan overzichtelijkheid door niveau te onderscheiden: BOM levels.
Bedrijfsfuncties ontstonden in de 1e helft van de 20e eeuw. Dit was met name zinvol bij
massafabricagesystemen.
Productiekosten
Product levenscyclus (PLC):
1. Materiaalkeuze -> productiemethoden.
2. Productievolume -> inrichting productieproces (PLC faseafhankelijkheid).
(PowerPoint week 2)
,Doel
Kennis verkrijgen op het gebied van materiaaleigenschappen die van belang zijn voor het
fabricageproces:
1. Mechanische eigenschappen (sterkte en stijfheid)
2. Vervorming (elastisch en plastisch)
3. Hardheid (puntbelasting)
4. Opnemen van energie
5. Thermische uitzetting
6. Warmtegeleiding
Indeling van materialen
Een composiet materiaal is opgebouwd uit laagjes van verschillend materiaal en/of verschillende
structuren b.v. een vezels op honingraat structuur en daarbovenop een deklaag.
Composietmateriaal kan lagen van zowel metaal als kunststof bevatten. Een legering is altijd een
mengsel van metalen. (Dus geen laagjes, maar een écht mengsel) B.v. koper en zink om zo messing te
maken.
Structuren van metalen:
- Vloeibaar -> vast: ontstaan van kristallen.
- Kristalrooster: regelmatige ordening van
atomen.
- Amorf: Met name glas en kunststoffen.
- Anisotropie: sterkte en stijfheid richtingsafhankelijk.
- Roosterfouten: o.a. dislocaties (lijn fouten) en Puntfouten. Koud versteviging: weerstand
tegen vervorming neemt toe bij verdergaande vervorming.
Segregatie: onregelmatige verdeling van legeringselementen in een materiaal (na stolling).
, - Oorzaak: te hoge afkoelsnelheid.
- Oplossing: warmtebehandeling (mogelijkheid tot herkristalisatie).
Metalen:
- Glimmend uiterlijk
- Hoge taaiheid
- Hoog smeltpunt (m.u.v. kwik)
o Kwik: smeltpunt -28,9
Kookpunt 356,7
- Goede geleider van warmte
o Koud: metalen voelen koud aan, doordat warmte bij contact direct verspreid wordt
over gehele metaal.
o Warmte: metalen lepel in de soep.
- Goede geleider van elektriciteit
Metalen, zouten (in vloeibare of opgeloste toestand) en grafiet kunnen stroom geleiden.
Ferro metalen:
- Ferrum: volledige naam symbool ijzer. (Fe)
- Ferrometalen omvat ijzer en legeringen (mengsels van metalen) waarbij het
hoofdbestandsdeel ijzer is.
- Ferro metalen zijn magnetische te maken “Ferromagnetisme”
Staal is een legering waarbij hoofdbestandsdeel ijzer is met toevoeging koolstof. (En eventueel nikkel
en chroom om het roestvast te maken)
Non-ferro metalen:
- Metaal dat geen ijzer bevat of waarin de legering ijzer niet als hoofdbestanddeel heeft.
- Veel schaarser dan ferro metalen, dus veel kostbaarder.
- Niet magnetisch te maken.
Temperatuur en inwendige energie: twee begrippen die veel met elkaar te maken hebben, maar
zeker niet hetzelfde zijn!
Temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de moleculen. Naast kinetische
energie bezitten de moleculen ook potentiële energie. Ze trekken elkaar immers aan, een beetje
zoals de aarde massa’s aantrekt. De kinetische en potentiële energie van alle moleculen van een stof
samen noemen we de inwendige energie.
Door het verwarmen (= energie toevoeren) van de stof kunnen we de inwendige energie verhogen:
moleculen gaan sneller bewegen – hogere kinetische energie – en/of komen verder uit elkaar te
liggen – hogere potentiële energie. In het eerste geval stijgt de temperatuur van de stof, in het
tweede geval hebben we een faseovergang.
Legeringen: vast mengsel van een metaal met een of meer andere elementen, veelal andere
metalen. Alle metalen die wij gebruiken zijn legeringen:
- Brons: koper en tin
- Messing: koper en zink
- RVS: ijzer, chroom, nikkel en koolstof
In de metallurgie is een legering een vast mengsel van een metaal met een of meer andere
elementen.
Samenvatti ng TEC 2
(PowerPoint week 1)
Doel TEC 2
Materiaalkunde:
1. Kennismaking met materiaaleigenschappen van metalen.
Fabricagetechnieken:
2. Kennismaking met vervaardigingtechnieken van metalen.
Productie inrichting:
3. Kennismaking met wijze van inrichting van discrete productieprocessen.
4. Kennismaking met wijze van aansturing van discrete productieprocessen.
5. Beoordeling van de prestatie van discrete productieprocessen.
Geschiedenis
Industriële revolutie (start eind 18e eeuw Engeland):
- Omschakeling handmatig naar machinaal vervaardiging van producten.
- Stoommachine: levering grote hoeveelheid mechanische arbeid.
- Bijeenbrengen van productiemiddelen en georganiseerd verband.
- Productiecapaciteit ++ -> fabricagekosten - - -> verkoopvolume ++
- Toename complexiteit producten en productieprocessen.
- Ontstaan verschillende bedrijfsfuncties (begin 20 e eeuw).
- Behoefte aan vastlegging in productstructuren: Bill of material (BOM).
- Behoefte aan overzichtelijkheid door niveau te onderscheiden: BOM levels.
Bedrijfsfuncties ontstonden in de 1e helft van de 20e eeuw. Dit was met name zinvol bij
massafabricagesystemen.
Productiekosten
Product levenscyclus (PLC):
1. Materiaalkeuze -> productiemethoden.
2. Productievolume -> inrichting productieproces (PLC faseafhankelijkheid).
(PowerPoint week 2)
,Doel
Kennis verkrijgen op het gebied van materiaaleigenschappen die van belang zijn voor het
fabricageproces:
1. Mechanische eigenschappen (sterkte en stijfheid)
2. Vervorming (elastisch en plastisch)
3. Hardheid (puntbelasting)
4. Opnemen van energie
5. Thermische uitzetting
6. Warmtegeleiding
Indeling van materialen
Een composiet materiaal is opgebouwd uit laagjes van verschillend materiaal en/of verschillende
structuren b.v. een vezels op honingraat structuur en daarbovenop een deklaag.
Composietmateriaal kan lagen van zowel metaal als kunststof bevatten. Een legering is altijd een
mengsel van metalen. (Dus geen laagjes, maar een écht mengsel) B.v. koper en zink om zo messing te
maken.
Structuren van metalen:
- Vloeibaar -> vast: ontstaan van kristallen.
- Kristalrooster: regelmatige ordening van
atomen.
- Amorf: Met name glas en kunststoffen.
- Anisotropie: sterkte en stijfheid richtingsafhankelijk.
- Roosterfouten: o.a. dislocaties (lijn fouten) en Puntfouten. Koud versteviging: weerstand
tegen vervorming neemt toe bij verdergaande vervorming.
Segregatie: onregelmatige verdeling van legeringselementen in een materiaal (na stolling).
, - Oorzaak: te hoge afkoelsnelheid.
- Oplossing: warmtebehandeling (mogelijkheid tot herkristalisatie).
Metalen:
- Glimmend uiterlijk
- Hoge taaiheid
- Hoog smeltpunt (m.u.v. kwik)
o Kwik: smeltpunt -28,9
Kookpunt 356,7
- Goede geleider van warmte
o Koud: metalen voelen koud aan, doordat warmte bij contact direct verspreid wordt
over gehele metaal.
o Warmte: metalen lepel in de soep.
- Goede geleider van elektriciteit
Metalen, zouten (in vloeibare of opgeloste toestand) en grafiet kunnen stroom geleiden.
Ferro metalen:
- Ferrum: volledige naam symbool ijzer. (Fe)
- Ferrometalen omvat ijzer en legeringen (mengsels van metalen) waarbij het
hoofdbestandsdeel ijzer is.
- Ferro metalen zijn magnetische te maken “Ferromagnetisme”
Staal is een legering waarbij hoofdbestandsdeel ijzer is met toevoeging koolstof. (En eventueel nikkel
en chroom om het roestvast te maken)
Non-ferro metalen:
- Metaal dat geen ijzer bevat of waarin de legering ijzer niet als hoofdbestanddeel heeft.
- Veel schaarser dan ferro metalen, dus veel kostbaarder.
- Niet magnetisch te maken.
Temperatuur en inwendige energie: twee begrippen die veel met elkaar te maken hebben, maar
zeker niet hetzelfde zijn!
Temperatuur is een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de moleculen. Naast kinetische
energie bezitten de moleculen ook potentiële energie. Ze trekken elkaar immers aan, een beetje
zoals de aarde massa’s aantrekt. De kinetische en potentiële energie van alle moleculen van een stof
samen noemen we de inwendige energie.
Door het verwarmen (= energie toevoeren) van de stof kunnen we de inwendige energie verhogen:
moleculen gaan sneller bewegen – hogere kinetische energie – en/of komen verder uit elkaar te
liggen – hogere potentiële energie. In het eerste geval stijgt de temperatuur van de stof, in het
tweede geval hebben we een faseovergang.
Legeringen: vast mengsel van een metaal met een of meer andere elementen, veelal andere
metalen. Alle metalen die wij gebruiken zijn legeringen:
- Brons: koper en tin
- Messing: koper en zink
- RVS: ijzer, chroom, nikkel en koolstof
In de metallurgie is een legering een vast mengsel van een metaal met een of meer andere
elementen.
