Materialen (deel 2)
Module 12: materiaalverwerking/ slijtage
12.1. Inleiding
- Omzetten van materialen in bruikbare producten via verwerking
- Materiaaleigenschappen en verwerking onlosmakelijk met elkaar verbonden
Hoe kunnen we een geschikte verwerking kiezen?
- Materiaalfamilies, attributen van materialen, materiaalselectie
- Aandacht schenken aan levenscyclus
- Screen, rangschik, documenteer, kies
- Ontwerprichtlijnen, ervaring, …
Maar eerst, welke verwerkingsmethodes zijn er?
- Primaire verwerkingsmethodes: zetten ruwe
materialen om in de vorm nodig voor het product.
- Secundaire verwerkingsmethodes: de afwerking
van deze vorm door bv. frezen en boren (=
tweedelijns verwerkingsmethodes: komt steeds na
primair) ook bv. warmtebehandelingen
- Tertiaire verwerkingsprocessen: componenten
worden met elkaar verbonden en krijgen een
oppervlaktebehandelingen.
12.2. Selectie verwerkingsmethode
Selectiestrategie
Beperking Welke onvoorwaardelijke grenzen worden er gesteld, wat zijn wenselijke
en grenzen (harde en zachte criteria)? bv. max. gebruikstemperatuur,
, dimensies, sterkte
3 soorten beperkingen
Technische beperking
Kwaliteit
Economische beperking
Objectief Wat moet geoptimaliseerd worden?
Meestal kostprijs
Vrije Welke parameters kan de ontwerper vrij kiezen?
variabelen Keuze verwerkingsmethode
Soms: verfijnen materiaalkeuze binnen materiaalfamilie
Soms: verfijnen van ontwerpdetails in functie van de
verwerkbaarheid en gewenste eigenschappen
= een vertaling van de vereisten
- Beperkingen:
o Technisch: kan het wel?
Is het compatibel met het materiaal?
Kan de gewenste vorm, massa en dikte verwerkt worden?
o Kwaliteit: hoe goed is het resultaat?
Oppervlakte-afwerking: ruwheid?
Tolerantie of precisie?
Defecten?
Gewenste materiaaleigenschappen?
o Economische beperkingen
- Doelstellingen (kostenminimalisatie) – zo goedkoop mogelijk
- Welke variabelen?
Screenen en rangschikken op basis van kostmodel
TECHNISCHE BEPERKINGEN
Koppeling materiaalkeuze-proceskeuze (=comptabiliteit)
Keuze materiaal bepaalt ook proceskeuze
o Bv. Al-legeringen: gieten, warmtebehandelingen, …
o Afhankelijk van smelttemperatuur
= co-selectieproces
Proceskeuze-vorm: vormclassificatie
Belangrijk gevolg: kan deze vorm gemaakt worden in een
o Continu proces (= continue verwerking) doorgaans goedkoper, omdat
machines kunnen blijven lopen, niet stil worden gezet
o Discreet proces (= stuk voor stuk gemaakt)
, zo zijn er nog: compatibiliteit, ifv massa, ifv
dikte (op basis van kleurencode)
- Massa: sommige methodes maken heel
kleine, andere heel grote componenten
- Dikte: sommige methodes zijn in staat heel
dunne, andere heel dikke componenten te
maken
KWALITEITSBEPERKINGEN
Kwaliteit – vormgeving: tolerantie en ruwheid
- Kwaliteit bepaald door T (tolerantie) en R (ruwheid)
- Functioneel, vermoeiingseigenschappen, uitzicht
L
1
Ruwheid: R = ∫ y ( x ) dx
2 2
L0
testen door oppervlak af te tasten met een naald.
als de primaire en secundaire verwerking een ruw
oppervlak levert, kan deze nog altijd nabehandeld
worden in de tertiaire verwerking
Tolerantie = maat voor mogelijke afwijking na verwerking
van de vooropgestelde dimensies van de component, het
geeft aan hoe nauwkeurig stukken kunnen worden
gemaakt
Welke graad van nauwkeurigheid nodig is hangt af van de
toepassing
KOSTENMODEL
Kost, prijs en waarde
- Kost = wat het kost om een product te vervaardigen
- Prijs = de prijs waarvoor je iets wil verkopen
- Waarde = wat de verbruiker wil betalen
Maximaliseer winst (P-C), minimaliseer C
Kost heeft bij materiaalverwerking te maken met de verbruikte grondstoffen:
materiaal, energie, machines, arbeid, …
Kost materiaal/eenheid m .C m
f : schrootfractie (= hoeveelheid dat afval wordt) C 1=
1−f
m: massa eenheid output
( n ))
(
Andere variabelen kost/eenheid: verbruiksgoederen n
C 1+∫
t
(werktuigen, hulpopstellingen, …) t
n: #eenheden C 2=
nt: #eenheden/werktuig n
( )
Uitrustingskost/eenheid (installatie) 1 C
c
Cc: kost uitrusting two: afschrijftijd C 3=
ṅ L t wo
L: gebruiksfactor ń : eenheden/uur
Overheadkost Ċ oh
Ċ oh: overheadkost/uur C 4=
ṅ
Module 12: materiaalverwerking/ slijtage
12.1. Inleiding
- Omzetten van materialen in bruikbare producten via verwerking
- Materiaaleigenschappen en verwerking onlosmakelijk met elkaar verbonden
Hoe kunnen we een geschikte verwerking kiezen?
- Materiaalfamilies, attributen van materialen, materiaalselectie
- Aandacht schenken aan levenscyclus
- Screen, rangschik, documenteer, kies
- Ontwerprichtlijnen, ervaring, …
Maar eerst, welke verwerkingsmethodes zijn er?
- Primaire verwerkingsmethodes: zetten ruwe
materialen om in de vorm nodig voor het product.
- Secundaire verwerkingsmethodes: de afwerking
van deze vorm door bv. frezen en boren (=
tweedelijns verwerkingsmethodes: komt steeds na
primair) ook bv. warmtebehandelingen
- Tertiaire verwerkingsprocessen: componenten
worden met elkaar verbonden en krijgen een
oppervlaktebehandelingen.
12.2. Selectie verwerkingsmethode
Selectiestrategie
Beperking Welke onvoorwaardelijke grenzen worden er gesteld, wat zijn wenselijke
en grenzen (harde en zachte criteria)? bv. max. gebruikstemperatuur,
, dimensies, sterkte
3 soorten beperkingen
Technische beperking
Kwaliteit
Economische beperking
Objectief Wat moet geoptimaliseerd worden?
Meestal kostprijs
Vrije Welke parameters kan de ontwerper vrij kiezen?
variabelen Keuze verwerkingsmethode
Soms: verfijnen materiaalkeuze binnen materiaalfamilie
Soms: verfijnen van ontwerpdetails in functie van de
verwerkbaarheid en gewenste eigenschappen
= een vertaling van de vereisten
- Beperkingen:
o Technisch: kan het wel?
Is het compatibel met het materiaal?
Kan de gewenste vorm, massa en dikte verwerkt worden?
o Kwaliteit: hoe goed is het resultaat?
Oppervlakte-afwerking: ruwheid?
Tolerantie of precisie?
Defecten?
Gewenste materiaaleigenschappen?
o Economische beperkingen
- Doelstellingen (kostenminimalisatie) – zo goedkoop mogelijk
- Welke variabelen?
Screenen en rangschikken op basis van kostmodel
TECHNISCHE BEPERKINGEN
Koppeling materiaalkeuze-proceskeuze (=comptabiliteit)
Keuze materiaal bepaalt ook proceskeuze
o Bv. Al-legeringen: gieten, warmtebehandelingen, …
o Afhankelijk van smelttemperatuur
= co-selectieproces
Proceskeuze-vorm: vormclassificatie
Belangrijk gevolg: kan deze vorm gemaakt worden in een
o Continu proces (= continue verwerking) doorgaans goedkoper, omdat
machines kunnen blijven lopen, niet stil worden gezet
o Discreet proces (= stuk voor stuk gemaakt)
, zo zijn er nog: compatibiliteit, ifv massa, ifv
dikte (op basis van kleurencode)
- Massa: sommige methodes maken heel
kleine, andere heel grote componenten
- Dikte: sommige methodes zijn in staat heel
dunne, andere heel dikke componenten te
maken
KWALITEITSBEPERKINGEN
Kwaliteit – vormgeving: tolerantie en ruwheid
- Kwaliteit bepaald door T (tolerantie) en R (ruwheid)
- Functioneel, vermoeiingseigenschappen, uitzicht
L
1
Ruwheid: R = ∫ y ( x ) dx
2 2
L0
testen door oppervlak af te tasten met een naald.
als de primaire en secundaire verwerking een ruw
oppervlak levert, kan deze nog altijd nabehandeld
worden in de tertiaire verwerking
Tolerantie = maat voor mogelijke afwijking na verwerking
van de vooropgestelde dimensies van de component, het
geeft aan hoe nauwkeurig stukken kunnen worden
gemaakt
Welke graad van nauwkeurigheid nodig is hangt af van de
toepassing
KOSTENMODEL
Kost, prijs en waarde
- Kost = wat het kost om een product te vervaardigen
- Prijs = de prijs waarvoor je iets wil verkopen
- Waarde = wat de verbruiker wil betalen
Maximaliseer winst (P-C), minimaliseer C
Kost heeft bij materiaalverwerking te maken met de verbruikte grondstoffen:
materiaal, energie, machines, arbeid, …
Kost materiaal/eenheid m .C m
f : schrootfractie (= hoeveelheid dat afval wordt) C 1=
1−f
m: massa eenheid output
( n ))
(
Andere variabelen kost/eenheid: verbruiksgoederen n
C 1+∫
t
(werktuigen, hulpopstellingen, …) t
n: #eenheden C 2=
nt: #eenheden/werktuig n
( )
Uitrustingskost/eenheid (installatie) 1 C
c
Cc: kost uitrusting two: afschrijftijd C 3=
ṅ L t wo
L: gebruiksfactor ń : eenheden/uur
Overheadkost Ċ oh
Ċ oh: overheadkost/uur C 4=
ṅ
