14-02-2011
Kunststof en composiet
Kunststof en composiet 4e college kunststof Utrecht
HKU
Materialen Vandaag: • Overige kunststoffen • Composieten • Kunststofherkenning en herhaling
Materialen PE, polyetheen
- LDPE en HDPE: verschillend soortelijk gewicht, verschillende eigenschappen. - bestaat slechts uit koolstof en waterstof goed te recyclen - wasachtig - niet duur - veel verpakkingen en plaatmateriaal - dunne film
1
14-02-2011
BlobWall van Greg Lynn
Ronan & Erwan Bouroullec
Ronan & Erwan Bouroullec
www.yemmhart.com
2
14-02-2011
Materialen Siliconen
Materialen Siliconen
- Niet op basis van koolstofchemie, maar op basis van silicium - Komt voor in veel verschillende gedaanten - zeer geschikt voor het maken van mallen. Geen enkel materiaal (behalve siliconen) hecht aan het materiaal - temperatuur: - 50 tot + 250 - verouderd - slijt
Materialen
Materialen
Kunststof, recycling en milieu
recycling
4 % van de fossiele brandstoffen wordt verbruikt voor het maken van kunststoffen. Op zich een goede investering.
1: PET
Afval, afvalscheiding en verbranding zijn een groter probleem, vandaar de ontwikkeling van afbreekbare (composteerbare) kunststoffen (van zowel aardolie als de zogenaamde biokunststoffen)
2: HDPE 3: PVC 4: LDPE 5: PP 6: PS 7: andere kunststoffen
3
14-02-2011
Materialen
Materialen ‘Ecologische’ kunststoffen oftewel biopolymeren Biologisch afbreekbare polymeren. 4 groepen: - Biologisch afbreekbaar: 90 % is afbreekbaar, de overige 10 % is niet giftig - Composteerbaar: resten vormen na ontbinding minder dan 10 % van de massa. Niet giftig - biofragmenteerbaar: combi van bijvoorbeeld polyetheen en plantaardige/minerale elementen. Polymeer veroudert zichtbaar - Oxo-bio-afbreekbaar: afbreekbaar of te fragmenteren. Giftigheid niet duidelijk.
Materialen
Materialen
biopolymeren
4
14-02-2011
Materialen
www.wunderwurks.com
Kunststof: overige leuke dingen....
www.blabitalia.com
5
14-02-2011
Oma / Rem Koolhaas
Productietechnieken
Schuimen / foam molding In het algemeen: wat moet je weten van deze productietechnieken? • Herkenning van naam • Schematisch kunnen tekenen hoe de techniek werkt • Voor welke aantallen deze techniek geschikt is • Voor welke materialen de techniek toepasbaar is • Nauwkeurigheid • Uiterlijk • Voordelen / nadelen
6
14-02-2011
Materialen
1. Composieten, wat is....
Composieten, het gevecht tegen de zwaartekracht : Het materiaal composiet is een typisch voortvloeisel uit de strijd van de mens tegen de zwaartekracht.
Daedalus en Icarus. Toepassing 1e composiet?? Veren, hout, was
Materialen
2. Composieten, Toepassingen
Composieten, het gevecht tegen de zwaartekracht : • Composiet is een samenstelling van materialen met als doel: 1+1 = 3 • Oude(re) composieten • leem en stro • multiplex • Composiet bestaat uit 2 of meer materialen met meestal als doel een hoge stijfheid en een lage massa
Bescherming
7
14-02-2011
2. Composieten, Toepassingen
2. Composieten, Toepassingen
Gewichtsbesparing
Uiterlijk / design
2. Composieten, Toepassingen
Materialen 3. Samenstelling composiet materialen,
Sterkte/stijfheid
Opgebouwd (sandwich structuren) Samengesteld Gemixt:
8
14-02-2011
Materialen
3a. Composieten, opgebouwd
3. Samenstelling composiet materialen, 3a Opgebouwd (sandwich structuren) - Aluminium – polyetheen – aluminium - Honingraatstructuren - Laminaten (kraftpapier en afwerking) 3b Samengesteld, bestaand uit matrix en bewapeningsmateriaal: - Persen (fenolhars en hout/papier/doek/etc) - Filamentwikkelen - Centrifugeren
Opgebouwd: bestaat uit verschillende lagen. Doel: binnenlaag heeft een andere functie vergeleken buitenlaag (verkrijgen van vezelafstand versus verkrijgen van sterkte) Massief: - HPL - multiplex / meubelplaat / etc - aluminium sandwich panelen - etc
3c Gemixt: - cement, beton, pleister
3a. Composieten, opgebouwd
3a. Composieten, opgebouwd
Massieve Sandwichpanelen Laminaten, HPL
Massieve Sandwichpanelen Laminaten, HPL
9
14-02-2011
3a. Composieten, opgebouwd
3a. Composieten, opgebouwd
3a. Composieten, opgebouwd
3a. Composieten, opgebouwd
Opgebouwd: bestaat uit verschillende lagen Doel: binnenlaag heeft een andere functie vergeleken buitenlaag (verkrijgen van vezelafstand versus verkrijgen van sterkte)
Sandwichpanelen met lucht
Massief: - HPL - multiplex / meubelplaat / etc - aluminium sandwich panelen - etc Lucht gevuld: - honingraatstructuren - etc
10
14-02-2011
3a. Composieten, opgebouwd
11
14-02-2011
3b: Composieten, samengesteld: matrix en een wapeningsmateriaal Wapeningsmateriaal: - glasvezel (5 - 10 micron dik). Goedkoop. Kan krassen veroorzaken en breken - Koolstofvezels carbonisering van polymeren kostbaar. Superieur aan glasvezel - (aromatische) Polyamide (Kevlar) - Metaal (zeer kostbaar) Matrix: - polyester - epoxy - fenolhars - thermoplasten - koolstof - keramiek
3b Composieten, samengesteld
Wapening: Glasvezel: - 5 tot 10 µm dik - Kwaliteit afhankelijk van het glas (pure silica = sterker) - Neiging tot krassen - Mechanische eigenschappen vergelijkbaar met aluminiumlegeringen - Goedkoopste composieten - Enorme vormvrijheid
12
14-02-2011
Endura Club Chair Critz Campbell 2002
Endura Club Chair Critz Campbell 2002
13
14-02-2011
3b. Composieten, samengesteld
3b. Composiet met koolstof als wapening :
Wapening: Koolstofvezel, (Carbon): - Gemaakt van kunststofpolymeren (polyacrylonitril acrylvezels) worden ‘gekraakt’ bij een temperatuur van 3000 °C zuivere koolstof-kristal-vezels ontstaan. - Zeer kleine rek (4x kleiner vergeleken aramidevezels) - 10 x kostbaarder vergeleken glasvezel - Mechanische eigenschappen veel beter vergeleken glasvezel
Productietechniek: Filament wikkelen. - Maken van buizen/profielen.
3b Composieten, samengesteld
Wapening: Polyamidevezels - Gemaakt van polyamidevezels (gearomatiseerd). - Lage rek, maar hoger vergeleken koolstofvezels - Bestand tegen relatief hoge temperaturen - Merknamen: Kevlar, Nomex en Twaron - 5x lichter vergeleken met staal, onder water 21 x lichter!
14
14-02-2011
3b. Composiet met aramide als wapening (kevlar) :
Herhaling
n
15
14-02-2011
16
