4 Techniek

4.1 Technisch proces

een

Op pagina 4 en 5 van dit Vademecum lees je hoe dit technisch proces ook in het stappenplan wetenschappelijk onderzoek verwerkt zit.

4.2 Functiedriehoek

Een functiedriehoek is een voorstelling die de functie van een technisch systeem in kaart brengt. Centraal staat de functie, en elke hoek van de driehoek staat voor een onderdeel van dat technisch proces. De functie is bepalend voor de keuze van het gepaste materiaal, het juiste gereedschap en de mogelijke bewerking.

4.3 Voorwerpen, materialen en grondstoffen

voorwerp gemaakt uit een… materiaal afkomstig van een… grondstof

De grondstof van een voorwerp is het onbewerkte materiaal dat dient als basis voor dat voorwerp. Zo is kwartszand (grondstof) een ingrediënt van glas (materiaal). Van dat glas kan dan bijvoorbeeld een knikker (voorwerp) gemaakt worden.

4.3.1 Beslissingsboom materiaalsoort ja

Is het magnetisch? ja neen ijzerhoudend metaal (= ferrometaal)

- staal

- ijzer niet-ijzerhoudend metaal (= non-ferrometaal)

- koper

- zink

- lood

- goud

- zilver neen neen ja

Is het zwaar?

Komt het in de natuur voor?

- hout

- katoen

- wol

- natuurlijk rubber

- koolstof

Is het materiaal een metaal? ja neen

Is het breekbaar? ja neen

- bamboe - glas - keramiek - beton

- chroom

- titanium kunststoffen

- polyethyleen

Soms maakt men legeringen (mengsels van materialen) om betere eigenschappen te bekomen. Brons is bijvoorbeeld een mengsel van koper en tin. Dat zorgt ervoor dat brons minder buigzaam is dan koper of tin op zich.

Goud is één van de edelmetalen. Het heeft als belangrijke eigenschap dat het roestvrij is. Goud wordt vaak gebruikt in sieraden of in legeringen om andere materialen harder te maken. Het is eveneens een goede geleider.

Zilver is de beste geleider voor elektriciteit en warmte. Het is ook een veelgebruikt materiaal in sieraden en vaatwerk (bestek, schalen, kandelaars …). Zilver wordt ook vaak gebruikt om voorwerpen die gemaakt zijn van minderwaardige metalen, te verzilveren.

Koper is een roodgeel metaal. Het is een uitstekende geleider voor elektriciteit en warmte. Heel wat toepassingen in de industrie maken gebruik van koper, denk maar aan elektriciteitskabels, elektromotoren, waterleidingen ...

Lood is een zacht en kneedbaar metaal. Omdat het schadelijk is voor het milieu wordt het steeds minder gebruikt. Het heeft wel stralingswerende eigenschappen. In de schort van verpleegkundigen die röntgenfoto’s nemen, zit bijvoorbeeld lood verwerkt.

Zink is een blauwwit metaal. Het wordt heel vaak gebruikt in de bouwsector voor afvoerbuizen, dakgoten en dakbedekking. Het wordt ook toegepast als bescherming op andere metalen tegen corrosie. Dat noemt men verzinken.

Chroom is een zilverkleurig metaal dat kan worden opgepoetst, zodat er een glanzend oppervlak ontstaat. Het wordt vaak op andere metalen aangebracht als beschermende laag tegen corrosie. Zo worden waterkranen en auto­onderdelen vaak verchroomd.

Titanium is een metaal dat wordt gebruikt bij het maken van racefietsen, ruimtevaartuigen, vliegtuigen, prothesen, brillen, horloges … Het is bestand tegen corrosie en zeer licht, maar net zo sterk als staal.

IJzer wordt gewonnen uit ijzererts. Van alle metalen wordt ijzer wellicht het meest gebruikt. Het is tegenwoordig meestal de basis om een legering te maken, zoals staal (ijzer + koolstof).

Koolstof kennen wij het best onder de vorm van houtskool. Het werd al in de prehistorie ontdekt. Het wordt bereid door een organisch materiaal (meestal hout) te verhitten in een zuurstofarme omgeving.

Staal is wellicht de bekendste ijzerlegering. Dit koude materiaal is enorm sterk en bestaat uit ijzer en koolstof. Het kan een grote belasting aan bij een grote overspanning. Het wordt vaak gebruikt voor bruggen, kranen, schepen …

Massief hout, net zoals natuurlijk fineerhout, is rechtstreeks afkomstig van een boom. Het wordt in planken gezaagd en bewerkt.

OSB, multiplex en MDF noemen we plaatmateriaal en is door de mens gemaakt. Dit zijn eigenlijk resten hout zoals schillen, spaanders en vezels die met toevoeging van lijm tot platen worden geperst.

Bamboe is een grassoort. Het is de snelst groeiende plantensoort ter wereld. Als grondstof wordt het vooral in de bouwsector gebruikt (voor bamboe hutten, vloeren, raamkozijnen …), maar het wordt ook meer en meer verwerkt tot vezels voor het maken van kledij.

Wol is een natuurlijke stof die bestaat uit de vacht van sommige dieren, zoals schapen, geiten of konijnen. Het wordt vaak gebruikt voor kledij of tapijten, maar ook voor het maken van vilt. De losse vezels van de wol worden dan verbonden door warmte, druk en wrijving. Vilt wordt bijvoorbeeld gebruikt in de geluidsdempers van een piano, maar ook voor hoeden, draagtassen, warmte­ en geluidsisolatie.

Katoen is afkomstig van de katoenplant. Die groeit het best in tropische klimaten. Het is nog steeds de belangrijkste grondstof in de textielindustrie (voor kledij, beddengoed, handdoeken …).

Rubber is een polymeer die gemaakt wordt van het sap van rubberbomen. Dan spreken we over natuurrubber. Deze rubber wordt voornamelijk gebruikt in de bandenindustrie. De vraag naar rubber is groter dan rubberboomplantages kunnen leveren, daarom worden ook heel wat synthetische rubbers gebruikt.

Keramiek is een verzamelnaam voor alle producten die gemaakt zijn van klei. Aan de basis van keramiek ligt dus een natuurlijke grondstof. Deze bewerkte, gedroogde en gebakken klei wordt gebruikt voor bakstenen, dakpannen, serviezen, vazen, beelden …

Glas is een vast stof die gebruikt wordt om doorzichtige voorwerpen te maken zoals vensters of vaatwerk (glazen, vazen, erlenmeyers …). Het is een sterk en hard materiaal dat goed bestand is tegen bijtende stoffen. Een groot nadeel is dat het erg breekbaar is.

Beton is een kunstmatig, steenachtig materiaal dat gemaakt wordt van cement, zand, grind en water. Het wordt vooral als bouwmateriaal gebruikt omdat het goedkoop is.

Polyethyleen wordt gemaakt uit aardolie en is een populaire kunststof met meerdere goede eigenschappen. Men smelt de korrels om tot plastic flesjes, zakjes, folie, leidingen, speelgoed … Polyethyleen is sterk, slijtvast, relatief goedkoop en gemakkelijk te recyclen. Het is dan ook een duurzame keuze van materiaal.