Teknik 7–9

NE Nationalencyklopedin AB

Ångbåtsbron 1, 211 20 Malmö redaktionen@ne.se www.ne.se

© NE Nationalencyklopedin AB 2023

Författare: Johnny Häger, Peter Lindström och Johan Warell

Läromedelsutvecklare: Jesper Sörensson

Redaktör: Johan Warell

Bildredaktörer: Martina Eriksson och Låtta Skogh

Illustratörer: Erik Nylund och Jens Klevje

Grafisk formgivare: Jens Klaive

Grafisk produktion: Arvid Gruvö Wärle och Ellen Rönn

Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och studenters begränsade rätt att kopiera för undervisningsändamål enligt Bonus Copyright Access kopieringsavtal, är förbjuden. För information om avtalet hänvisas till utbildningsanordnarens huvudman, t.ex. kommun, eller Bonus Copyright Access. De flesta skolor och högskolor har avtal med Bonus Copyright Access och har därigenom viss kopieringsrätt. Det är lärarens skyldighet att kontrollera att skolan har ett giltigt kopieringsavtal med Bonus Copyright Access. Den som bryter mot lagen om upphovsrätt kan åtalas av allmän åklagare och dömas till böter och fängelsei upp till två år samt bli skyldig att erlägga ersättning till rättsinnehavaren.

Tryckt hos Print Best i Estland

Första upplagan, första tryckningen

ISBN 978-91-88423-79-5

Papper från ansvarsfulla källor FSC ® C129413

Innehåll

Förord

Teknik är ett av de mest dynamiska och spännande områdena i dagens värld. Många av de tekniska prylar som är självklara i din vardag var science fiction för inte så länge sedan. För 100 år sedan fanns inga datorer, det du kallar internet har funnits i mindre än 30 år och iPhone har just fyllt 15.

Tekniken förändrar och förbättrar vår värld. Vi utforskar rymden, kan enkelt kommunicera över hela världen och kan lösa komplexa globala problem.

NE Teknik 7–9 ger inblick i teknikens olika delar, inspirerar dig att utforska teknikens möjligheter och visar hur kreativa innovationer har format vår moderna tillvaro. Målet är att inspirera till att använda teknikens principer för att tänka kreativt för att lösa verkliga problem.

Teknik är mer än bara maskiner och elektronik – den formar morgondagens värld!

Redaktionen, NE

KAPITEL 1

Vad är teknik?

Bilden: Numera samverkar människan direkt med tekniken på många sätt, till exempel för att styra robothänder.

Tekniken skapas av människan

Teknik finns överallt runt omkring oss. Datorn, mobilen eller surfplattan använder du nästan varje dag. Stolen du sitter på är teknik. Lampan i taket och hur du tänder den är teknik.

Teknik är ett ord vi använder för allt som hör till de verktyg, maskiner, apparater, byggnader och andra konstruktioner som vi människor har tillverkat.

Ord och begrepp

Apparat är en sammansatt mekanisk eller elektrisk anordning som kan omvandla energi eller utföra ett arbete.

Biomimetik är tekniska lösningar som har inspirerats av naturen.

Konstruktion är något som är hopsatt av flera olika delar, till exempel en byggnad, en apparat eller en maskin.

Maskin är en mekanisk anordning för att omvandla energi eller utföra arbete.

Teknik är ett ord för allt som hör till människans tillverkning och användning av verktyg, maskiner, apparater, byggnader och andra konstruktioner.

Ur kursplanen för Teknik 7–9 (Lgr22) Hur tekniken möjliggjort vetenskapliga upptäckter och hur vetenskapen har möjliggjort tekniska innovationer. | Konsekvenser av teknikval utifrån ekologiska, ekonomiska och sociala aspekter av hållbar utveckling. KÄLLA: SKOLVERKET

Bröderna Wrights flygplan The Flyer demonstreras 1908 i Frankrike av Wilbur Wright. Deras flygplan var det första som kunde flyga.

Teknikens utveckling

Den tekniska utvecklingen började när det första verktyget uppfanns. Det var antagligen någon form av klubba på stenåldern för många tusen år sedan. Den tekniska utvecklingen gick först mycket långsamt, men i dag går den mycket fort.

Det har lett till att den teknik som används och finns runt en människa vid livets slut är helt annorlunda än 80 år tidigare vid hennes födelse. Så var det inte förr. Då ändrades inte mycket kring en människa under hela hennes livstid.

Tänk bara på flygets utveckling. För drygt 100 år sen var det en dröm att kunna flyga. I dag är flyg en självklarhet. Det går att flyga snabbare än ljudet och med raketer till och med ut i rymden.

Teknikens områden

Den moderna tekniken delas in i många områden. Här följer några exempel:

Transportteknik handlar om att förflytta varor och människor, men också tekniken att packa in, lagra och hantera varor. Viktiga uppfinningar här har varit hjulet, ångmaskinen och motorn.

Reglerteknik handlar om att styra och kontrollera teknik och tekniska system så att de ska kunna fungera automatiskt. Det kan vara att sköta robotar i en bilfabrik, autopiloten som styr ett flygplan eller värmesystemet som styr värmen i elementen i ett vanligt hem.

Cockpiten i ett modernt flygplan är fylld med visare, knappar och reglage. Det har hänt en del med förarplatsen i ett flygplan sedan de första flygplanens tid.

– Livsmedelsteknik handlar om hur mat tillverkas och behandlas. Det kan vara att ta fram särskilda maskiner för att baka bröd eller att hitta säkra sätt att behandla och packa in kött. Exempel kan vara speciella mjölkpaket som är tåliga men ändå lätta att hälla ur eller frysdiskar som fungerar utan lock, men trots det inte gör av med mycket el.

Datorteknik handlar om att göra avancerade beräkningar, skapa spel och 3D-grafik, lagra data och kommunicera snabbt över stora avstånd. För att göra det behöver man billiga och snabba mikrochips, bredband och internet som kan överföra stora mängder information och säkra system och program som hindrar hackare att stjäla och förstöra data.

Byggteknik handlar om att designa och bygga hållbara konstruktioner med rätt typ av material, som broar, hus och vägar. Men det handlar också om att bygga fordon, tåg, flygplan, djuphavsubåtar och rymdfarkoster, och att driva dem med så lite och så ren energi som möjligt.

Tekniken och naturen

Det händer att man säger att tekniken står i motsats till naturen. Naturen är ”naturlig” och kan klara sig själv utan oss människor. Tekniken är helt och hållet skapad av människan. Den hade inte funnits utan oss. Men med tekniken förändras livet för oss människor. Och även naturen själv kan påverkas. Vi har kommit på hur man tillverkar plast, som är ett billigt och starkt material att göra förpackningar och påsar av. Men när vi har använt all denna plast och kastar bort den samlas den i stora drivor i haven. Där förgiftar den vattnet och gör att fiskar och andra havsdjur dör.

Plast är ett stort och globalt miljöproblem. Varje minut hamnar lika mycket plast i haven som ryms i en sopbil, vilket blir ungefär 10 miljoner ton plast varje år. Djuren i haven kan svälja den i tron att det är mat. Däggdjur kan fastna under vatten och drunkna eller svälta för att magen är full av plast.

Geckotejpen imiterar funktionen hos geckoödlans fötter.

Med tekniken följer ett stort ansvar att ta hand om det som produceras när det är använt. Annars tar jordens resurser slut och miljön och klimatet förstörs. Många hoppas och tror att ny teknik kan hjälpa till att städa upp och göra samhället mer hållbart, och att kunskap om situationen kan få människor att ändra sitt beteende.

Teknik i naturen

Naturen har många gånger tjänat som inspiration för att lösa olika slags tekniska utmaningar. Du känner säkert till kardborrbandet som används i kläder, skor, väskor och mängder av andra saker. Men det finns många fler uppfinningar som har uppkommit genom biomimetik, alltså att ingenjörskonsten har härmat naturens lösningar. Här är tre exempel.

– Kardborrbandet uppfanns 1948 och utvecklades vidare av NASA på 1960-talet för att fästa tyngdlösa föremål i rymdfarkosterna så att de inte svävade fritt i kabinen. Inspirationen kommer från kardborreväxterna, vars frökapslar är försedda med små krokar som hakar i pälsen på förbipasserande djur. På så sätt kan växternas frön sprida sig över stora områden.

– Återanvändbar tejp som inte klibbar har inspirerats av geckoödlans fötter, som har miljoner små hårstrån som anpassar sig perfekt till ytan och ger en enorm vidhäftning. Med hjälp av vanliga material som kevlar och elastiskt gummi kan man i dag tillverka ”geckotejp” som gör det möjligt att klättra på väggar och tak, precis som Spindelmannen. – Ekolokalisering används av fladdermöss, valar, delfiner och näbbmöss för att orientera sig i mörkret. De sänder ut ultraljudssignaler som studsar mot omgivningen. Med hjälp av ekot skapar de sig en bild av hur omgivningen ser ut och var faror och bytesdjur finns. I moderna datorkontrollerade bilar används ultraljud för att beräkna avståndet till föremål nära bilen och att styra undan eller bromsa för att undvika kollisioner.

Datorerna i moderna bilar använder ultraljudssignaler för att uppfatta föremål i närheten, precis som fladdermusen.

Teknikutvecklingens drivkrafter

Tekniksprång görs hela tiden, i både fredstid och krigstid. Vi är till exempel mitt uppe i den ”gröna omställningen”, där vi växlar från fossila bränsleslag som driver på klimatförändringen till långsiktigt hållbara förnybara energislag som ska begränsa den.

Vi är också mitt i genombrottet för artificiell intelligens – som kan hjälpa oss eller i värsta fall stjälpa oss – och för civil rymdfart med turistresor och baser på månen. Dessutom är vi inne i en period av global militär upprustning som drivs på av det osäkra säkerhetsläget i världen.

Teknikutveckling i fredstid

Ofta startar teknikutvecklingen i ett land under fredstid, men man bygger samtidigt upp motståndskraft mot större kriser, konflikter eller till och med krig. När ett land känner sig hotat läggs stora resurser på teknikprojekt för att skydda landet.

Den gröna omställningen

Den gröna omställningen sker i fredstid i många av världens utvecklade länder eftersom regeringarna inser att de stora klimatförändringar som sker nu kan påverka bland annat säkerhetspolitik och livsmedelsförsörjning på ett dramatiskt och negativt sätt. Vi ser tydliga tecken på omställningen varje dag i sol- och vindkraftverk, elbilar och så småningom troligen också i en ny generation kärnkraft.

För att energitekniken ska kunna utvecklas krävs stora resurser, mycket kunskap och mycket pengar. Men omställningen ger de stater som genomför den ett försprång gentemot andra genom att skapa nya hållbara samhällssystem där jordens resurser inte förbrukas lika fort och genom möjligheten att sprida tekniken vidare till nya marknader.

Eldrivna bilar och elbilsladdare blir allt vanligare.

Tranquility Base i Stillhetens hav på månen där Apollo 11:s månlandare Eagle tog mark 20 juli 1969. Månlandarens pilot Edwin Aldrin fotograferades av befälhavaren Neil Armstrong bredvid en seismisk mätstation.

Rymdkapplöpningen

Ett annat exempel på avgörande teknikutveckling i fredstid är månkapplöpningen mellan USA och Sovjetunionen under 1960-talet, som i grunden handlade om att visa vilket politiskt system som var överlägset. Under det amerikanska Apolloprogrammet, som sände människor till månen, utvecklades mängder av uppfinningar som vi använder i dag och som accelererade teknikutvecklingen. Till dessa hör datorer, radiokommunikation, kevlar och kardborrband.

Sedan början av 2000-talet utvecklas ny rymdteknik i snabb takt av företag och länder på ett sätt som vi inte sett tidigare. Målet för många av dessa aktörer är turistresor till nya rymdstationer och permanent vistelse på månen med astronauter för att nå nya tekniska och vetenskapliga framsteg, liksom för att utvinna material kommersiellt.

Teknikutveckling i kris

Ett exempel på teknikutveckling i kristid är att många länder, inklusive Sverige och EU, sedan covidpandemin 2020 bygger upp egna system för att trygga livsmedelsförsörjning, sjukvårdsresurser och energiförsörjning. Många brister i resursförsörjningen och transportlogistiken blev tydliga under pandemin, och nu försöker man förändra de tekniska systemen för att klara nästa kris bättre.

Covid och vaccin

Ett exempel på en global teknikutveckling under en kris är framställningen av nya vaccin mot covid. Det skedde i rekordfart i många utvecklade länder genom statliga stöd till läkemedelsföretag. På bara ett par års tid kunde större delen av jordens befolkning vaccineras flera gånger om och med kontinuerligt anpassade läkemedel.

Flera vaccin utvecklades i rekordfart under covidpandemin för att minska smittspridningen. Här förbereds läkemedlet på en tillfällig vaccinationscentral.

Det svampformade molnet från atombomben som just detonerat över Nagasaki 9 augusti 1945 stiger upp i atmosfären.

Teknikutveckling i krig

På 1930-talet gjordes mycket forskning för att framställa grundämnen som är tyngre än uran, så kallade supertunga grundämnen. Uran bestrålades med neutroner i hopp om att bilda nya och tyngre grundämnen. Detta resulterade i utvecklingen av den första atombomben, ett så kallat kärnvapen.

Manhattanprojektet

Atombombsutvecklingen drevs på i USA av militära skäl inom Manhattanprojektet under ledning av fysikern Robert Oppenheimer. Syftet var att hinna utveckla ett kärnvapen innan de tyska nazisterna gjorde det, men Tyskland kapitulerade innan projektet var klart. I stället släppte USA två bomber över Hiroshima och Nagasaki i Japan 1945 för att tvinga landet att kapitulera och därmed avsluta kriget.

En V-2-raket som togs över av brittiska styrkor testas i Cuxhaven, Tyskland, 1945.

Raketen

Ett annat tekniksprång som gjordes under andra världskriget hade militära avsikter, nämligen utvecklingen av raketen. Tyskarna byggde V-2-raketen som bombade städer som Antwerpen och London under krigets slutskede. Många ingenjörer som arbetade med detta projekt togs till Sovjetunionen och USA efter kriget och byggde upp deras program för strategiska robotvapen och rymdfarkoster, bland annat den tyske ingenjören Wernher von Braun.

Datorn och artificiell intelligens

Den första Colossusdatorn installerades 1943 vid Bletchley Park norr om London och användes för att avkryptera tyska krigsmeddelanden.

Även datorerna utvecklades under andra världskriget. Brittiska ingenjörer byggde Colossusmaskinen för att dechiffrera tyska militära radiomeddelanden vilket, gav de allierade fördelar i krigföringen. En av de ledande forskarna var den brittiske matematikern Alan Turing. Han intresserade sig för artificiell intelligens och konstruerade Turingtestet för att kunna avgöra om en dator är intelligent. Tekniksprången fortsätter i fredstid, just nu med utvecklingen av artificiell intelligens. Denna utveckling går enligt många forskare oroande snabbt och vissa vill begränsa den. Farhågor finns att människan en dag inte kommer att kunna kontrollera vad de artificiella datorintelligenserna gör, vilket i sin tur kan utsätta mänskligheten för fara.

Sammanfattning

@ Teknik är ett ord vi använder för allt som hör till de verktyg, maskiner, apparater, byggnader och andra konstruktioner som vi människor har tillverkat.

@ Mänsklighetens tekniska utveckling började när det första verktyget uppfanns.

@ Den moderna tekniken delas in i många områden, till exempel transportteknik, datorteknik, reglerteknik och livsmedelsteknik.

@ Tekniken påverkar både människan och naturen.

@ Med biomimetik menar man tekniska lösningar som inspirerats av naturen.

@ Teknikutvecklingen drivs på av stora händelser i både fredstid och krigstid.

@ Den gröna omställningen är en övergång till en ekologiskt hållbar ekonomi och tillväxt som inte bygger på överkonsumtion av naturresurser och fossila bränslen.

Vad är teknik?

Tekniken skapas av människan

Instuderingsfrågor

1. Beskriv vad ordet teknik innebär.

2. När började den tekniska utvecklingen?

3. Är den tekniska utvecklingen långsam eller snabb i dag?

4. Beskriv vad reglerteknik är.

5. Vad är skillnaden mellan teknik och natur?

6. Sortera det som kommer från naturen från det som är teknik som människan har tillverkat: snö, träd, dator, solceller, timglas, gräs, gräsklippare, solljus, snömaskin, vatten.

Aktiviteter

1. Skriv en kort faktatext om en teknisk pryl som du använder varje dag. Använd vederhäftiga källor och ange var du hämtat informationen.

2. Fundera på vilken slags teknik som finns

a. i klassrummet

b. på skolgården

c. där hemma.

Skriv ner namnen på alla tekniska prylar du kan komma på.

Bilden: Har du någon gång drömt om att susa fram på en motorcykel i hög fart genom landskapet? Nu kan du göra det på ett realistiskt och säkert sätt med hjälp av VR-glasögon och kraftfulla datorer.

Teknik börjar med en idé

Varför finns tekniken och varför kommer det hela tiden nya och förbättrade saker? Nästan alla uppfinningar är skapade av människan för att göra livet enklare, roligare eller bara vackert. Det är en så stark drivkraft att vi aldrig tycks tröttna.

Ord och begrepp

Artefakt är ett föremål som tillverkats av en människa.

Entreprenör är en uppfinningsrik och driftig person som startar nya verksamheter eller utvecklar produkter.

Patent är en rättighet för den som uppfunnit eller konstruerat något nytt att få vara ensam om att tillverka eller sälja produkten.

Prototyp är en testmodell.

Uppfinning är en helt ny teknisk konstruktion eller en viktig förbättring av en gammal konstruktion.

Ur kursplanen för Teknik 7–9 (Lgr22) Teknikutvecklingsarbetets olika faser: identifiering av behov, undersökning, förslag till lösningar, konstruktion och utprövning. Hur faserna i arbetsprocessen samverkar i det egna arbetet och i teknikutvecklingsarbeten i samhället, till exempel inom arkitektur och kollektivtrafik. KÄLLA: SKOLVERKET

Teckning från 1889 av R.J. Spaldings “flygmaskin” som patenterades i USA. Tanken med fågeldräkten var att kunna flaxa och styra sin rörelse i luften som en fågel. För att hålla sig uppe i luften hängde man under en luftballong. Idén och ritningarna var bra, men eftersom denna uppfinning inte går att köpa måste det ha varit något annat som gjorde att den inte blev populär. Kan du fundera ut någon anledning?

Så tas ny teknik fram

Patent

Om det du uppfunnit eller tillverkat är något helt nytt går det att söka patent. Det betyder att du har rätt att vara ensam om att tillverka eller sälja produkten.

En entreprenör är en uppfinningsrik och driftig person som startar nya verksamheter, såsom företag, eller som utvecklar nya produkter.

En del entreprenörer är också uppfinnare som genom att komma på nya produkter eller nya och bättre sätt att lösa gamla problem har skapat nya verksamhetsfält inom industrin och näringslivet. Att tänka som en entreprenör handlar om att vara nyfiken, kreativ och företagsam.

En uppfinning som har stor betydelse för utvecklingen inom ett visst område kallas innovation. Sådana ger ofta upphov till många nya företag eller till och med branscher över hela världen.

När uppfinningar och ny teknik, så kallade artefakter, tas fram följer arbetsprocessen nästan alltid samma steg. Så här brukar vägen mot en ny produkt se ut.

1. All teknik och alla tekniska lösningar har startat som en idé. Oftast har det handlat om något vi har önskat eller behövt, till exempel diskmaskinen för att man skulle slippa diska för hand eller rymdraketen för att kunna åka till månen.

2. Om idén och tankarna är vettiga och möjliga att genomföra görs en enkel skiss eller en kort beskrivning i text.

3. Efter skissen tillverkas en testmodell, en prototyp. Den behövs för att kunna testa på riktigt om idén är bra eller användbar.

4. Om prototypen fungerar görs mer detaljerade ritningar. Säkert görs det fler tester som leder till nya förändringar och förbättringar.

5. När prototyparbetet är klart beslutas det om det går att tillverka saken man uppfunnit till en rimlig kostnad. I så fall har idén gått från en fantasi till en verklig produkt som går att sälja.

Teknik och jämlikhet

Kvinnor och män har under historiens gång inte varit jämlikt representerade bland uppfinnare och ingenjörer. Exemplen är många på att kvinnors och mäns historia i många avseenden är ojämlika. Till exempel fick vi först 1979 en lag som förbjöd könsdiskriminering i arbetslivet.

Långt in på 1900-talet var högre utbildning i stort sett bara till för män, och det har till och med varit förbjudet för kvinnor att vidareutbilda sig.

Den första svenska kvinnliga ingenjören examinerades från Chalmers 1917, två år innan man i Sverige beslutade om att införa lika och allmän rösträtt för kvinnor och män (som sedan bekräftades 1921). Vera Sandberg antogs som enda kvinna bland 500 män på ingenjörsutbildningen 1914. Vera antogs genom tester medan männen antogs på betyg. Det var långt ifrån jämlikt.

Hur har vi det med jämlikheten i dag? Antalet beviljade patent under 1900-talet som kvinnor stod för var ungefär 4 procent. Borde det inte vara fler? Kvinnliga uppfinningar är vanligare kring hem- och hushållsteknik, där det ofta är kvinnan som är ”ingenjören” – det beror förstås på att det är den flitiga användaren som ser behoven och kommer med förslag på lösningar.

Men varför är det oftast män som står för nya konstruktioner och förknippas med teknik? Är det så att pojkar och män är mer intresserade än flickor och kvinnor eller har det med uppfostran och makt att göra? Kanske är det så att kvinnor inte alltid har fått tillåtelse att träda in på männens arena?

Papperspåsen med platt fyrkantig botten

Ett bra exempel på en uppfinning som uppstod av ett behov var maskinen som vek och limmade ihop papperspåsar med platt fyrkantig botten.

Under mitten av 1800-talet arbetade Margaret Knight på en papperspåsfabrik i Massachusetts, USA. Hon tyckte då att det borde vara lättare att packa saker i påsarna om de hade platt fyrkantig botten (inga papperspåsar hade det på den tiden). 1868 uppfann hon därför en maskin som kunde göra just det.

Margaret Knights uppfinning gjorde att användningen av papperspåsar i världen ökade rejält. Och det är faktiskt precis den sortens papperspåsar du använder i dag när du handlar i till exempel mataffärer.

Margaret Knights maskin vikte papperspåsar med fyrkantig botten. Uppfinningen gjorde det lättare att packa varorna i butiken.

Den första svenska kvinnliga ingenjören, Vera Sandberg, examinerades på Chalmers i Göteborg 1917.

Hedy Lamarr var en självlärd och påhittig uppfinnare som under andra världskriget utvecklade tekniken för modern radiokommunikation.

Trådlös kommunikation

Hedy Lamarr föddes i Österrike men flyttade till USA som ung där hon blev filmstjärna i Hollywood. Hon hade ett starkt intresse för teknik och naturvetenskap som hon odlade vid sidan av sin framgångsrika skådespelarkarriär. Hon förbättrade och utvecklade en hel del vardagsteknik, men hennes främsta uppfinning lade grunden till dagens säkra radiokommunikation.

Under andra världskriget användes radiokontrollerade torpeder för att sänka fartyg. Hon kom på en metod att störa radiokommunikationen med torpeden vilket gjorde det möjligt att styra torpeden i en annan riktning så att den missade målet. I samarbete med en pianomusiker utvecklade hon sin uppfinning baserat på mekanismen från ett självspelande piano. Apparaten kunde sända ett störande radiomeddelande som inte gick att upptäcka tack vare att radiofrekvensen snabbt varierades. Hennes uppfinning var tekniskt komplicerad och kom inte till militär användning på allvar förrän 20 år senare. Men då blev den framgångsrik och lade grunden till dagens trådlösa radiokommunikation som Wi-Fi, Bluetooth och mobiltelefoni.

Sammanfattning

@ En artefakt är ett föremål som tillverkats av en människa.

@ Patent är en rättighet för den som uppfunnit eller konstruerat något nytt att få vara ensam om att tillverka eller sälja produkten.

@ Under historien har kvinnor haft svårt att bidra till den tekniska utvecklingen på grund av stora ojämlikheter jämfört med män.

@ Många svenska entreprenörer och ingenjörer har gjort värdefulla uppfinningar och innovationer som fått stor spridning över världen.

Vad är teknik?

Teknik börjar med en idé

Instuderingsfrågor

1. Sortera artefakter från det som inte är artefakter: hjul, gummi, luft, batteri, giraff, mobiltelefon, vatten, äggkopp, PET-flaska, hönsägg, sten, cykel, kisel, tvål, trä, guld.

2. Följande steg brukar finnas med när en ny teknisk sak eller lösning tas fram. Placera dem i rätt ordning: tillverkning, prototyp, detaljerade ritningar, ekonomisk undersökning, skiss eller beskrivning, idé.

3. Förklara kortfattat begreppet prototyp.

4. Förklara kortfattat begreppet patent.

5. Förklara kortfattat begreppet terminologi.

6. Förklara kortfattat begreppet artefakt.

7. Förklara kortfattat begreppet elektronik.

8. Förklara kortfattat begreppet mekanik.

Aktiviteter

1. Beskriv och motivera en ny uppfinning.

a. Skriv en kort faktatext om en teknisk uppfinning som inte finns i dag men som du tycker borde finnas.

b. Hur tänker du dig att den ska fungera?

c. Vilka problem tror du att uppfinningen kommer att lösa?

d. Vilken miljöpåverkan har uppfinningen?

e. Tror du att många andra kommer vilja skaffa denna nya pryl?

f. Hur skulle du kunna sälja in den till presumtiva kunder?

2. Värdera betydelsen av en uppfinning.

a. Vilken uppfinning tycker du är den bästa av dem som du använder i din vardag? Motivera.

b. Har uppfinningen någon nackdel?

c. Är uppfinningen på något sätt skadlig för miljön?

d. Diskutera ovanstående frågor med dina kamrater i klassen.

3. Välj och beskriv ett tekniskt föremål i klassrummet.

a. Beskriv den terminologi som du förknippar med föremålet. Vilka ord och uttryck används för att beskriva hur den har konstruerats och hur den ska användas? Motivera.

b. Beskriv vilka standarder som du tror har använts för att tillverka föremålet. Motivera.

Svenska entreprenörer och uppfinnare

Att lära sig om svenska entreprenörer och uppfinnare är viktigt för att förstå hur olika delar av den svenska industrin har vuxit fram.

SKF (Svenska Kullagerfabriken), ASEA, Atlas Copco, Ericsson, Electrolux och AGA (Aktiebolaget Gasackumulator) är exempel på företag som skapades av svenska uppfinnare och innovatörer.

Maria Erika Aiitamaa var en fattig flerbarnsmor från byn Lovikka i Tornedalen. Hon stickade mycket och fick 1892 en beställning på ett par vantar av fårull som hon ruggade och kardade så de blev täta, varma och mjuka. De fick också ett färggrant samebroderi och en tofs för upphängning. Dessa slitstarka vantar blev populära bland bönder och skogsarbetare och många kvinnor anlitades som stickare. I dag vet nästan alla svenskar vad en lovikkavante är!

Gustaf de Laval konstruerade på 1870-talet en separator som separerade grädde från mjölk.

Separatorn utgjorde grunden till företaget Alfa Laval, men Gustaf de Laval sökte patent på hela 92 uppfinningar och skapade arbete åt miljoner människor världen över.

Företaget Allmänna Svenska Elektriska AB (ASEA) grundade sig på att Jonas Wenström uppfann trefassystemet på 1880-talet. Det kunde leda ström genom mycket längre ledningar än förut. Ett världsledande företag inom elkraft hade fötts.

Lars Magnus Ericsson förbättrade telefonen genom att sätta samman hörluren och mikrofonen. Hans företag L.M. Ericsson blev stort inom teleindustrin och finns i dag i många länder.

Anna Julie Heilborn ägnade mycket tid åt att förenkla uppgifterna i hushållet. 1906 tog hon patent på ett sportkök som innehöll allt som behövdes för matlagning i fält: fotogenkök, skafferi, porslin och bord. Allt kunde bäras i en

Lars Magnus Ericsson och hans hustru Hilda vid en tidig telegrafapparat.

Ett par lovikkavantar med karakteristisk krage, tofs och starka garnfärger.

Anna Julie Heilborn uppfann det transportabla sportköket.

trälåda på ryggen. Annas idé ledde 1951 fram till Trangiaköket, ett litet smidigt friluftskök som numera säljs över hela världen.

AGA grundade sig på Gustaf Daléns uppfinning från 1907, solventilen. Med den släcktes fyrarna automatiskt när det ljusnade och tändes när det blev mörkt.

Svenska Kullagerfabriken (SKF) fick sina framgångar genom Sven Wingquists kullager som kunde få maskindelar att rotera med mindre friktion än någonsin.

Alfred Nobel uppfann i slutet av 1800-talet dynamiten som fick stor betydelse i gruvor och byggprojekt, inte minst vid järnvägsbyggen. Han byggde en förmögenhet på sin uppfinning som han skänkte bort och som i dag delas ut i form av Nobelprisen.

Johan Petter Johansson skapade den justerbara skiftnyckeln som ersätte många tunga fasta nycklar. Plötsligt kunde man lätt bära med sig ett verktyg för olika mutterstorlekar, och man hade bara ett verktyg att hålla reda på.

C.E. Johansson är mannen bakom den industriella måttsats som hyllades av Henry Ford, löpande bandets fader. Måttsatsen kunde mäta med bara en tusendels millimeters felmarginal och tillverkningsprecisionen inom industrin nådde nya höjder.

Håkan Lans uppfann många tekniker för kommunikation och bildhantering som i dag finns överallt. Han kom på ett system för att kunna visa färg på TV-skärmar, han uppfann datormusen för att digitalisera information och kommunicera med datorn, och han utvecklade en teknik för att kunna positions-

Annons i en fransk tidning 1905 för Gustaf de Lavals uppfinning separatorn, som separerade grädde från mjölk.

bestämma fartyg, flygplan och bilar med hjälp av satelliter som i dag används i det världsomspännande GPS-systemet.

Flygingenjören Nils Bohlin uppfann trepunktsbältet som i dag används i de flesta bilar. Det infördes i Volvobilar 1959 och blev obligatoriskt på alla platser i bilen 1970. Men det var inte förrän 1988 som det blev lag på att ha bilbälte på sig när man åkte bil. Trepunktsbältet är fäst i tre punkter, fördelar trycket från kollisionen över större delar av kroppen och förlänger den tid som kollisionen tar. På så sätt blir kraften och skadorna mindre – hälften av alla personskador som orsakas vid olyckor med bilar förhindras av trepunktsbältet.

Spotify, Minecraft och King är exempel på framgångsrika svenska mjukvaruföretag som har erövrat världen med streamad musik och datorspel. Bluetooth är en svensk uppfinning som utvecklades av Ericsson och som i dag är internationell standard för att överföra radiosignaler över korta sträckor. Bluetooth används i mobiltelefoner, radioapparater, hörlurar, datorer och stereoanläggningar.

Alfred Nobel var en förmögen affärsman och grundare av Nobelpriset.

En uppfinnares metoder

Alla tekniska uppfinningar har först varit en idé i någons huvud. Var det i en uppfinnares huvud så är det inte omöjligt att idén gick vidare och till slut blev en produkt som kunde användas av andra människor.

I din vardag har du mängder av sådana produkter: cykeln, bilen, datorn, mobiltelefonen, diskmaskinen, klockan och så vidare. I det här avsnittet ska vi titta närmare på en av uppfinnarna till alla dessa prylar, Thomas Alva Edison.

Ord och begrepp

Fonograf är en apparat för att spela in och spela upp ljud.

Glödlampa är en ljuskälla som lyser när en glödtråd hettas upp av elektrisk ström.

Innovation är en ny idé, produkt eller tjänst som har betydelse för utvecklingen inom ett visst område.

Mikrofon är en apparat som omvandlar ljud till elektriska signaler.

Telegraf är en apparat för att överföra text över stora avstånd.

Thomas Alva Edison var en amerikansk uppfinnare som levde 1847–1931.

Ur kursplanen för Teknik 7–9 (Lgr22) Hur tekniken möjliggjort vetenskapliga upptäckter och hur vetenskapen har möjliggjort tekniska innovationer. KÄLLA: SKOLVERKET

Bilden: Thomas Alva Edison fotograferad 1915 tillsammans med ett par exemplar av hans mest kända uppfinning – glödlampan.

Edison med en tidig fonograf. Cylindern är täckt med tennfolie där en ljudinspelning har registrerats. Med veven roteras cylindern med en jämn hastighet medan ett stift rör sig framåt längs cylindern och återger det registrerade ljudet.

Uppfinnaren Edison

Den amerikanske industrimannen Thomas Alva Edison är med sina 3 500 uppfinningar och över 1 000 patent en av tidernas främsta uppfinnare. Han föddes 1847 och hans år som barn var fyllda av upptäckarlust – han hittade på, konstruerade och uppfann.

Vi har Edison att tacka för ett stort antal betydande innovationer, till exempel telegrafen, stencilapparaten, fonografen, mikrofonen, telefonen, filmkameran och glödlampan.

Här ska vi titta lite närmare på några av Edisons uppfinningar och se hur han fick idén till dem och arbetade vidare mot en färdig produkt.

Många av hans patent baserades inte på egna uppfinningar utan var förbättringar av produkter som redan existerande. Ofta var det så att ganska små förändringar av produkten kunde göra den intressant för många fler, och därmed blev den ekonomiskt lönsam.

Telegrafen

Som 15-åring får Edison anställning som telegrafist, och de kommande åren har han flera anställningar på telegrafstationer. Han blir skicklig i yrket men är inte särskilt pålitlig då han är mer intresserad av att konstruera, förbättra och göra arbetet enklare. En av Edisons idéer var att konstruera om telegrafen så att den kunde sända flera meddelanden samtidigt, två i varje riktning på samma telegraflina. Då gick det bara att sända ett meddelande åt gången åt ett håll.

Som 22-åring bestämmer sig Edison för att säga upp sig, ta steget till uppfinnare fullt ut och försöka försörja sig på detta. Edison hamnar i New York. Efter både medgångar och motgångar och en massa uppfinningar startar han tillverkning av mottagarapparater. Han har 50 personer anställda och ett eget laboratorium. Dessutom lyckas han 1874 med att förverkliga drömmen om att sända fyra telegram samtidigt på samma telegraflina, två i varje riktning.

Fonografen

”Edison Standard Phonograph”, en kommersiell fonograf från 1909 med en cylinder som roterades av en fjäderdriven motor.

Några år efter framgången med telegrafen bygger Edison ett stort laboratorium med modern utrustning och skapar det vi i dag skulle kalla en avdelning för forskning och utveckling. Här arbetar flera anställda med att exempelvis automatiskt omvandla morsesignaler till bokstäver, utveckla en apparat för att kopiera text och konstruera en bättre mikrofon till telefonen.

Det är under arbetet med mikrofonen som han får en snilleblixt. När han ser membranet i mikrofonen vibrera får han idén att montera dit

Telegrafen användes från 1850-talet för att sända meddelanden med morsekod över hela världen, vilket revolutionerade kommunikationerna. Thomas Alva Edison vidareutvecklade telegrafen så att man skulle kunna sända och ta emot flera meddelanden samtidigt.

ett stift som följer membranets rörelser. Genom att tala över membranet och samtidigt låta stiftets rörelser överföras till ett spår på en tennfolie lyckas han inte bara spela in sig själv och uppfinna fonografen utan startar även utvecklingen av det som kom att bli grammofonen (dagens skivspelare).

Glödlampan

Den uppfinning som Edison är mest känd för är glödlampan. Idén får han våren 1878 vid ett besök hos generatortillverkaren William Wallace. Generatorn var en relativt ny uppfinning som kunde omvandla vattenkraft eller ångkraft till elektricitet. Elektriskt ljus fanns redan i form av bågljuslampor, liksom lampor med en glödtråd innesluten i en glaskula, men dessa hade väldigt kort brinntid eftersom glödtråden snabbt förbrukades.

Edison vill konstruera en glödlampa med lång livslängd som ska kunna användas inomhus och ersätta ljuskällor av fotogen och stearin.

Till vänster Edisons första kommersiella glödlampa, till höger den första prototypen som fungerade.

Edison är noggrann, systematisk och envis. Han börjar med att ta reda på vad som tidigare har gjorts inom detta fält och undersöker sedan olika material för att hitta den perfekta glödtråden. Han testar över 1 600 material, allt från platina och förkolnad sytråd till ett skäggstrå från en medarbetare.

Han arbetar också med att få ett bättre vakuum i själva lampan och förbättra generatorns stabilitet. Ett och ett halvt år senare lyckas han få en lampa att lysa 40 timmar med en förkolnad sytråd som glödtråd. Med förkolnad papp ökade brinntiden till 100 timmar. Några månader senare, i januari 1880, hade Edison patenterat en glödlampa som var tillräckligt hållbar för att säljas kommersiellt.

Det är viktigt att inse att det när patentet beviljades inte fanns något elnät som kunde förse glödlampan med ström, och det är kanske utvecklingen av infrastruktur för att leverera elektricitet som är Edisons största bedrift som uppfinnare.

Belysning som vi känner den i dag med belysta vägar och städer, och ljuset och strömmen i hemmet bara ett knapptryck bort, började faktiskt med Edisons besök på en generatorfabrik för ungefär 140 år sedan.

Sammanfattning

@ Thomas Alva Edison är med sina 3 500 uppfinningar och 1 000 patent en av tidernas främsta uppfinnare.

@ Många av Edisons uppfinningar var innovationer som fick stor betydelse inom sina teknikområden.

@ Många av Edisons patent var inte egna uppfinningar utan förbättringar av produkter som redan existerande.

@ Tre av Edisons innovationer var telegrafen, fonografen och glödlampan.

Vad är teknik?

En uppfinnares metoder

Instuderingsfrågor

1. Mycket av det som Edison gjorde var egentligen inte uppfinningar utan snarare teknikutveckling. Detta eftersom han ofta utgick från något som redan fanns men utvecklade det så att det fungerade bättre. En av dessa saker var telegrafen.

a. Vad används en telegraf till?

b. Hur fungerade telegrafen innan Edison förbättrade den?

c. På vilket sätt förbättrade Edison telegrafen?

2. En uppfinning som Edison gjorde var fonografen.

a. Vad är en fonograf?

b. Hur fungerar en fonograf?

c. Vilken apparat har du kanske hemma som fungerar enligt samma princip?

3. Den uppfinning Edison är mest känd för var egentligen en förbättring av något som redan fanns.

a. Vilken uppfinning är det?

b. Vad var det som Edison förbättrade?

Aktiviteter

1. Samla fakta och skriv en uppsats om glödlampans konstruktion. I texten ska du besvara följande frågor:

a. Varför har man vakuum i glödlampor?

b. Vilket material har glödtråden i moderna glödlampor? Vilka material användes förr?

c. De flesta typer av glödlampor får inte längre säljas i Sverige. Varför? Vilken typ av belysning har ersatt glödlampan?

Berätta gärna mer om glödlampan. Gör ett arbete om telegrafins utveckling.

a. Vad är optisk, elektrisk och trådlös telegrafi?

b. Hur började utvecklingen av telegrafen?

c. Hur långt har tekniken utvecklats i dag? Skriv en redogörande uppsats på svenska.

KAPITEL 2

Teknikutveckling

Bilden: När regalskeppet Vasa byggdes på 1600-talet var trä det naturliga materialet. Syftet var att bygga ett krigsskepp som skulle användas i många år, men designen var dålig. Fartyget var för högt och det kantrade och sjönk redan på sin första färd i Stockholms hamn.

Syfte, funktion och ekonomi

Att utveckla en ny produkt kan vara svårt. Som konstruktör måste du kunna motivera flera val som måste göras innan den kan tillverkas och säljas.

Vi studerar dessa frågor med några exempel som visar att det ligger en hel del beslut bakom utformningen av varje sak vi använder.

Ord och begrepp

Design är formen eller utseendet på en sak som någon har tillverkat.

Funktionalitet är en artefakts förmåga att utföra de uppgifter som den är konstruerad för.

Konstruktion är något som är hopsatt av flera delar, till exempel en byggnad, en apparat eller en maskin.

Material är i de flesta fall materia i fast form som man kan tillverka saker av.

Ur kursplanen för Teknik 7–9 (Lgr22) Konsekvenser av teknikval utifrån ekologiska, ekonomiska och sociala aspekter av hållbar utveckling. | Tekniska lösningar för hållfasta och stabila konstruktioner, till exempel armering och balkformer. | Teknikutvecklingsarbetets olika faser: identifiering av behov, undersökning, förslag till lösningar, konstruktion och utprövning. Hur faserna i arbetsprocessen samverkar i det egna arbetet och i teknikutvecklingsarbeten i samhället, till exempel inom arkitektur och kollektivtrafik. KÄLLA: SKOLVERKET

Vad får en uppfinning att lyckas?

Det är nästan omöjligt att veta om en idé kommer att bli en produkt som folk vill ha. Men en viktig sak är att en uppfinning inte måste vara helt ny och revolutionerande. Det kan räcka med en liten förändring av en existerande produkt, till exempel i design eller funktionalitet, för att den ska bli omtyckt och sälja bra.

Vissa saker är enkla till sin utformning eller funktion och behöver inte förändras nämnvärt med tiden. Men om apparaten är tekniskt komplicerad och bygger på användning av annan teknik, som mobilen och datorn, måste den konstrueras för att kunna teknikutvecklas.

Men det finns några saker man bör tänka på när man utvecklar sin idé. Ofta är det så att en bra uppfinning ...

– löser ett problem

– är originell

– är enkel att använda eller förenklar livet

– är tidlös eller lätt att förändra

– är synlig för rätt målgrupp

– är värd vad den kostar.

Vissa uppfinningar har längre livslängd än andra. I dag ser du till exempel väldigt få barnvagnsmopeder. Vad beror det på?

Lådcyklar är det många som använder. Hur kommer det sig?

Om du brinner för din idé kommer det att märkas i slutprodukten, och då är chansen större att den är originell. Men du måste också marknadsföra den för den grupp av människor som du tror är intresserad av den. Kanske behöver du göra en marknadsundersökning först.

Har du någon gång försökt att använda en apparat som du inte förstår dig på? Det är en anledning till att design och funktion ska vara intuitiva, så att du direkt kan se hur saken ska användas. De flesta vill nog helst inte behöva läsa instruktionsboken – och finns det en sådan ska den vara tydlig och välskriven.

Våtservetten

Säkert har du någon gång råkat bli smutsig och inte haft tillgång till tvål, vatten och handfat. Vatten bär många med sig men sällan tvål och aldrig handfat. En lösning kan vara att ha med sig en tät ask med en fuktig tygbit att tvätta sig med.

Men det finns en lösning på detta problem som någon kom på och som de flesta människor har erfarenhet av, nämligen våtservetten. Den kan finnas i askar om hundra stycken eller i engångsförpackningar. Vilka val har då en konstruktör gjort för att ta fram en våtservett i en engångsförpackning?

Kanske tankegången gick så här:

1. Själva servetten måste hålla för att torka sig med eller för att torka av något.

2. Papperet måste alltså vara mjukt och starkt och dessutom enkelt att vika ihop.

3. Vidare ska servetten vara lite fuktig, men inte blöt, och gärna lukta gott.

4. Förpackningen måste vara tät så att servetten inte torkar ut och den måste vara ganska tålig för att kunna åka runt i en handväska utan att gå sönder.

5. Samtidigt ska förpackningen vara lätt att riva sönder så att den som vill använda servetten enkelt kan göra det, kanske även ett barn.

6. För att underlätta öppningen kanske det ska finnas en liten perforering i ena hörnet så att det lätt går att riva av.

Kanske var det så konstruktören tänkte om själva produkten. Till detta tillkom att fundera över kostnaden för varje tillverkad våtservett, vem som skulle kunna tillverka den och vilken information som skulle finnas på produktens utsida. Ett företag ser alltid till att saluföra sitt eget produktmärke och sätter därför gärna sitt namn någonstans på produkten.

Våtservetten ser förrädiskt enkel ut, men utformningen av även en så enkel sak kräver tankemöda för att försäljningen ska bli framgångsrik.

Skruvmejslar med fasta spetsar. De är alltid redo att användas men kräver mycket material och tar mycket plats.

En skruvmejsel med olika typer av spetsar eller bits som kan monteras i handtaget. Med denna tekniska lösning sparar man både material och plats.

Skruvmejseln

Gissningsvis har du någon gång skruvat i eller ur en skruv, och antagligen har du då använt en skruvmejsel.

En skruvmejsel har vissa givna delar. Den har ett handtag, ofta i plast, och en klinga i metall. Beroende på vilken typ av skruv som ska hanteras är spetsen på klingan utformad på olika sätt. Det finns många olika typer av skruvar och därför många typer av skruvmejslar. Men också storleken på skruvarna som mejseln är tänkt att användas till varierar. För att tillverka en skruvmejsel måste alltså konstruktören bestämma dels vilken sorts skruv, dels vilken skruvstorlek den ska anpassas för. Enkelt uttryckt är stora mejslar till för stora skruvar och tvärtom. Tittar vi på en mejsel så signalerar därför storleken och formen på mejselns spets vilken typ av skruv den är avsedd för.

Materialet i klingan är oftast stål, men handtagets material kan variera. Äldre skruvmejslar har ofta trähandtag och nyare har oftast ett handtag av någon typ av plast. En mindre mejsel utsätts inte för så stora krafter när den används varför plasten i handtaget ofta är billig och lätt går sönder. Handtaget är också relativt litet, vilket gör att användaren inte kan ta i hur mycket som helst.

En stor mejsel däremot har ett handtag av plast med högre kvalitet som tål att vridas med stor kraft men också tål att bankas på med en hammare. Handtaget är kraftigt och stort. Ofta är handtagets yta försedd med ett extra greppvänligt material, till exempel gummi, för att man ska kunna vrida med större kraft. Stålet i klingan varierar också och är i regel mjukare i billigare mejslar som därför håller sämre.

Konstruktören funderar också på hur mejseln ska se ut rent utseendemässigt. Till exempel kan formen och färgen på handtaget signalera kraft och storlek.

Ekonomin i produktionen hänger alltså ihop med utseendet, funktionen och materialvalet, och alla dessa aspekter måste vägas samman för att forma en bra produkt.

Bron

En bro har till uppgift att överbrygga vatten eller djupa dalar så att vi människor lättare kan ta oss mellan olika platser. Brons längd avgör vilka material den ska konstrueras av för att ge bron dess allra viktigaste egenskap, nämligen att hålla för användning. Självklart behöver kostnaderna för bron begränsas, men inte till priset av en olycka.

Vanliga konstruktionsmaterial för broar är betong, järn och sten, och ofta kombineras flera olika material. Valet av material hänger också ihop med hur konstruktören vill att bron ska se ut. Om bron ska vara estetiskt tilltalande eller uppseendeväckande utformas den på ett noga uttänkt sätt som kan kräva alldeles speciella material.

Mobilskalet

I takt med att mobiltelefonerna blev större, dyrare och ömtåligare växte en ny marknad fram: tillbehörsmarknaden med produkter för att exempelvis skydda telefonen mot repor när den ligger i fickan eller från att gå sönder om den tappas i marken.

Bamburör kan användas i en hängande gångbro som behöver vara lätt.

Betong är ett utmärkt byggmaterial i en bågbro för tung trafik.

Fackverk med stålbalkar är ett optimalt val för långa hängbroar.

Mobilskal finns i mängder av färger, former och material. Vilken modell väljer du?

Mobilskalens huvudsakliga syfte är att skydda telefonen, men de kan även ha fler syften. Genom valet av skal kan exempelvis ens favoritfotbollslag få gratis reklamplats samtidigt som användaren visar vilket lag hen hejar på. Skalet kan signalera exklusivitet om det är gjort av exempelvis läder eller dekorerat med blingbling. Det kan även vara multifunktionellt genom att ha fack för kreditkort och på så sätt vara ett alternativ till plånboken.

Eftersom så många människor använder mobiltelefoner är marknaden väldigt stor och konstruktörerna har råd att ta fram och tillverka många olika modeller. En smal marknad med få möjliga kunder gör att varje framtagen modell måste sälja bra för att bli lönsam. Med just mobilskal är antalet modeller viktigt eftersom det ökar chansen att sälja –de flesta användare vill ju att telefonen ska vara personlig. Dessutom vill de flesta gärna byta skal då och då eftersom tycke och smak förändras. Så konstruktörens materialval är här ett helt annat än för exempelvis skruvmejseln. Ett mobilskal ska inte hålla särskilt länge, kanske inte ens ett år, varken till utseende eller hållbarhet. Det är en produkt med kort livslängd och hållbarhet, och den konstrueras med detta faktum i åtanke.

Sammanfattning

@ Vid utvecklingen av en ny produkt behöver man tänka på att den bör vara originell på något sätt och tilltala en utvald målgrupp.

@ En framgångsrik produkt bör kännas nödvändig, till exempel genom att lösa ett problem eller förenkla vardagen.

@ En bra design är intuitiv så att man förstår hur produkten ska användas utan att behöva läsa instruktionsboken.

@ Att välja material kräver att tillverkaren vet föremålets funktion, syfte och vad det är rimligt att det kostar.

Teknikutveckling

Instuderingsfrågor

1. Vilka av dessa påståenden är sanna och vilka är falska?

a. Ekonomin i produktion av föremål hänger inte ihop med utseendet, funktionen och materialvalet.

b. Att välja material för att tillverka en produkt kräver att tillverkaren vet vad föremålet ska användas till.

c. Frågor som en konstruktör måste fundera på är föremålets funktion, syfte och ekonomi men aldrig hur produkten ska återvinnas.

d. Mobilskalets huvudsakliga syfte är att se snyggt ut.

e. Våtservetter är vanligtvis tillverkade av mjukt papper.

2. Vad behöver tillverkaren veta för att kunna välja material för att tillverka en produkt?

Aktiviteter

1. Beskriv syfte, funktion och ekonomi hos ett föremål.

a. Välj ut en sak som finns i din vardag, till exempel en kortlek, skor, glasögon eller dörr.

b. Fundera på och beskriv sakens syfte, funktion och ekonomi.

2. Resonera kring materialval.

a. Fundera på hur materialvalet för en produkt ska göras. Vad behöver man tänka på om olika material ska kombineras eller utsättas för olika typer av krafter eller miljöer?

b. Formulera ett antal frågor som kan ställas under produktutvecklingen för att identifiera lämpliga material.

Syfte, funktion och ekonomi

Fysisk och digital ritteknik

Människan är en mästare på att bygga och färdigställa saker. Vi har fantasi och förmåga att tänka ut och visualisera saker.

Gissningsvis har du någon gång i ditt liv byggt med LEGO, Brio, Geomag eller Meccano. Eller så har du byggt digitala byggnader och världar i Minecraft eller Sims.

Byggleksaker och spel av detta slag har ibland en ritning som visar hur man ska bygga det som avses. Men man kan också bygga fritt och skapa egna konstruktioner. Kanske du bestämmer dig för vad du vill bygga innan du sätter igång, men lika ofta övergår ett planlöst byggande sakta i något mer konkret. Vi kan se framför oss vad vi vill bygga, men vi äger också förmågan att inspireras av det som redan finns.

Ord och begrepp

2D betyder tvådimensionell, alltså något som har utsträckning i två riktningar, oftast på längden och på bredden men inte på djupet.

3D betyder tredimensionell, alltså något som har utsträckning i tre riktningar: på längden, bredden och djupet.

Arkitekt är en person utbildad i att utifrån estetik och funktion formge hus och stadsdelar.

Dimension är tvådimensionell (2D) om föremålet ritas platt eller tredimensionell (3D) om föremålet ritas med djup.

Ritning är en detaljerad beskrivning av ett föremål i form av en bild med mått.

Skala anger hur stort ett ritat föremål är jämfört med verkligheten.

Skiss är en snabb och enkel teckning som visar ett förslag.

Vy är en av de riktningar som ett föremål visas i på en ritning: framifrån, från sidan och uppifrån.

Ur kursplanen för Teknik 7–9 (Lgr22) Hur digitala verktyg kan användas i teknikutvecklingsarbete, till exempel för att göra ritningar och simuleringar. | Dokumentation av tekniska lösningar: skisser, ritningar, fysiska och digitala modeller samt rapporter som beskriver teknikutvecklings- och konstruktionsarbeten. KÄLLA: SKOLVERKET

Bilden: På Legoland i Billund, Danmark, finns denna låtsasfotograf i skala 1:1.

En hästdragen vagn från romartiden tar passageraren till dödsriket. Vagnen är avbildad i relief på en kyrkvägg.

Från dekoration till ritning

I södra Polen ristade någon för 5 500 år sedan in en tvåaxlad fyrhjulig vagn på en lerkruka.

Varför? Var krukmakaren trött på att avbilda jägare och byten, mönster och symboler? Eller var vagnen tänkt att förmedla makt, att vara en länk till det gudomliga eller menad att visa status och makt? Eller var den rentav en ritning?

Hur som helst hjälper krukan oss att förstå teknikens utveckling, alltså var, när, hur och för vem tekniken blev till.

Om vi med fantasin försöker följa krukan och motivet och försöker förstå vad de kan ha betytt för människan och teknikutvecklingen kommer vi kanske fram till något som liknar det följande.

Tänk dig att krukan med vagnsmotivet togs med ut i världen på något sätt. Någon såg motivet och fick idén att bygga en egen vagn. Plötsligt hade den ristade vagnen på krukan förvandlats från en dekoration till en teknisk ritning.

En stenbelagd gata i den romerska staden Pompeji, som begravdes av aska från vulkanen Vesuvius 79 efter Kristus.

Det visade sig snart att fler ville ha vagnar. Upptrampade gångstigar röjdes på sten och rötter och de första transportvägarna kanske tog form. Säkert var det någon som var extra duktig på att tillverka hållbara och lättdragna vagnar. Denne någon blev en vagnmakare, en hantverkare. Med tiden organiserade sig hantverkarna i hantverksskrån där den yrkesskickligaste kallades mästare, en yrkesperson som behärskade allt det praktiska och teoretiska. För att bli mästare krävdes att man först lärt sig grunderna i yrket som lärling för att sedan bli gesäll. Kunskapen överfördes från mun till mun och från hand till hand. Kunskapen fanns inte i textform utan ägdes av hantverkaren.

Denna lerkruka hittades i Bronocice i Polen och tillverkades 3550 före Kristus. Ser du vagnen?

Den snabba tekniska utvecklingen krävde så småningom ett effektivare sätt att utbilda yrkesfolk. Specialiserade tekniker och ingenjörer finns nu inom nästan alla områden. Globaliseringen och handeln med varor och tjänster har också skapat behov av gemensamma internationella system för mått och enheter, exempelvis längd och vikt, och gemensamma system för kommunikation och organisation.

Att kommunicera teknik och tekniska lösningar kräver precision och ett gemensamt språk utan gränser, liksom gemensamma regler för hur tekniken ska avbildas och tekniska ritningar utföras. Tänk dig svårigheten att med enbart ord förklara hur en bilmotor eller en mobiltelefon är konstruerad och ska sättas ihop för att fungera.

Att kommunicera teknik handlar numera om precision i språk och i metoden att göra ritningar som visar detaljernas form, storlek och montering.

Kanske är alla fordon på fyra hjul besläktade med en ristad tvåaxlad fyrhjulig vagn på en lerkruka!

Det tekniska språket

I vårt samhälle är det viktigt att kunna tänka tekniskt och förstå teknik. Därför bör alla ha samma tekniska grund att stå på. Det handlar om det tekniska språket, att kunna läsa instruktioner och att förstå ritningar. Ingen ska vara rädd att våga testa och använda den teknik som finns i vår vardag.

Inom alla områden behövs ett specialspråk, en terminologi. Med terminologi menas de ord och uttryck som används inom ett visst område. Inom den teknik som vi använder till vardags är det bra att veta vad en app är och vad Wi-Fi eller internet betyder.

Terminologi är också läran om hur dessa specialord uppstår och används. Till exempel har kemin en terminologi som kemister förstår, biologin en som biologer förstår, precis som teknikens ingenjörer och konstruktörer har sin.

Ska du förstå tekniken behöver du förstå teknikens språk.

Artefakter

Något som är tillverkat av en människa kallas för en artefakt. Artefakt är ett ord som beskriver det som du annars är tvungen att berätta med en hel mening. I NE:s ordbok är det förklarat som ”föremål som formats av människa, ofta i motsats till naturföremål”. Exempel på artefakter är en kruka, ett halsband eller en mobiltelefon.

En ritning av en skruv och den färdiga produkten med gängad tapp och plastratt. Skulle du kunna kommunicera denna idé till tillverkaren utan att ta hjälp av en teknisk ritning?

Symbolen för Wi-Fi ser man ofta i det moderna uppkopplade samhället. Oftast symboliserar den att ett trådlöst nätverk finns tillgängligt.

En beskrivning för en LEGO-byggsats visar hur man stegvis sätter ihop leksaken, här en lådcykel.

Skissen är ofta enkel och visar bara ungefär hur man tänker sig uppfinningen eller konstruktionen. Den används till exempel när man ska konstruera och designa kök.

Skisser

En skiss är en enklare ritning. Den visar sällan rätt storlek på de olika delarna i ett föremål och kanske inte ens alla delar som ingår. Skissen används nämligen mest för att pröva och diskutera olika tekniska lösningar. Kanske gör man många skisser innan man känner sig redo att göra en detaljerad ritning.

Ritningar

Om ett föremål ska tillverkas eller byggas, som ett hus, en bil eller en ljusstake i trä, är det ofta bra att tänka till före. Om man bygger fel med LEGO är det bara att riva och börja om, men om det gäller ett stort hus är det viktigt att man tänker igenom noggrant så att det blir rätt från början. Ett bra hjälpmedel är då en ritning.

Ritningen finns för att ge vägledning för byggandet och för att inga detaljer ska glömmas bort. Saker måste göras i rätt ordning så att inte exempelvis avloppsrören går rakt genom ett rum eller att huset blir utan el.

Ritningar på saker man kan sätta ihop eller bygga själv har ofta steg-för-steg-instruktioner, till exempel cykelförråd, möbler eller byggmodeller. Ritningar för professionella hantverkare har mått, vinklar och noteringar om material, men inga bygginstruktioner. Sådant ska den som är proffs redan kunna.

Ritningar av olika slag är mycket viktiga i dagens samhälle. Vi träffar på dem i många sammanhang, till exempel i form av stadskartor, orienteringstavlor och byggbeskrivningar. De kan ritas av arkitekter vid planering av bostäder och trädgårdar eller av ingenjörer vid konstruktion av föremål och vägar. Ritningar används inom en mängd yrken, till exempel av byggarbetare, snickare och elektriker.

Förr gjordes ritningar för hand. Kanske har du själv fått göra en ritning på träslöjden eller textilslöjden?

I dag är de flesta ritningar digitala, vilket innebär att man ritar dem i datorn i stället för på ett ritbord med linjal, passare och penna.

Den tekniska ritningen

Om du har en idé som du vill konstruera behövs en ritning. Det är viktigt att det finns regler för hur ritningar ska se ut så att alla som ser dem förstår vad de betyder. Därför finns det ett gemensamt ritningsspråk. Då kan man låta ett företag någon annanstans, till och med i ett annat land, tillverka det föremål man har ritat.

Innan man börjar med ritningen gör man en skiss som visar ungefär hur föremålet ska se ut. När skissen är färdig gör man en mer detaljerad och noggrann ritning. På ritningen visar man det föremål man vill tillverka från alla håll. Man gör alltså tre ritningar där man ser föremålet från olika riktningar: framifrån, från sidan och ovanifrån.

Om föremålet ska bli som konstruktören eller uppfinnaren vill måste den som tillverkar föremålet förstå det tekniska språket, ritningsspråket.

Ritningen behöver därför följa vissa regler. Till exempel ska konturerna på klossen vara tjockare än övriga linjer. Måttlinjer, måttpilar och centrumlinjer ska vara tunnare. På ritningen ska det också stå vilken skala som föremålet ritats i. Om skalan är 1:1 betyder det att föremålet har ritats lika stort som det ska bli i verkligheten.

Tillverkaren behöver också veta vilket material klossen ska göras i. Kanske ska olika delar tillverkas i olika material.

Andra typer av ritningar

En planlösning är en ritning som visar hur rummen är fördelade i en byggnad.

En ritning kan också vara en stadskarta, orienteringstavla eller en byggbeskrivning. De kan ritas av arkitekter vid planering av bostäder och trädgårdar, eller av ingenjörer vid konstruktion av föremål och vägar. Ritningar används inom en mängd yrken, till exempel av byggarbetare, snickare och elektriker.

En ritning av en kloss i skala 1:1. Klossen visas i tre olika vyer och i två dimensioner. Längst till vänster visas klossen i tre dimensioner. Måtten är i millimeter.

Linjer och skala

I en ritning används olika typer av linjer. Tjocka linjer används för konturer. På måttsättningslinjer använder man ofta pilar för att ange mellan vilka streck som måttet gäller.

synlig konturlinje

skymd konturlinje

centrumlinje

linje för måttsättning

Skalan anger hur stort något är på ritningen jämfört med i verkligheten. Skalan anger med två tal hur många gånger något är förminskat eller förstorat.

– Skala 1:1 innebär att föremålet är avbildat i verklig storlek.

– Skala 1:2 innebär att föremålet är förminskat två gånger.

– Skala 2:1 innebär att föremålet är förstorat två gånger.

skala 1:2

skala 1:1

skala 2:1

En fåtölj ritad till hälften förminskad (till vänster) och dubbelt förstorad (till höger).

Digitala ritprogram

Att göra ritningar i ett ritprogram på en dator har en rad fördelar. Den främsta är att det är enkelt att rätta till fel och att man oftast kan se hur det man ritar upp i två dimensioner (2D) kommer att se ut i verkligheten (3D).

Man kan rita upp sitt rum eller hela sitt hus som en vanlig platt ritning där man ser rummen uppifrån med fönster, dörrar och inredning. Hela projektet kan sedan omvandlas direkt till 3D i ett eget fönster under ritningen för att man ska kunna följa hela byggprocessen. Innan den tekniken fanns fick en skalmodell av papper, plast eller trä byggas för att visualisera det föremål som ritningen visade.

Andra fördelar med digitala ritningar är att man kan vända, vrida och förstora det tecknade föremålet. Dessutom kan man beräkna föremålets volym och vikt och hur mycket material som går åt vid tillverkningen.

3D-skrivare

Skrivare och digital teknik hör ihop. Oavsett om det är ett dokument eller en bild som ritats i datorn så kan det skrivas ut. Är det en 3D-bild ser det ut som att det avbildade föremålet har tre dimensioner på bilden, men papperet har fortfarande bara två dimensioner.

Möjligheten finns dock sedan ett antal år tillbaka att verkligen skriva ut i 3D. En ritning skapas i en dator och 3D-skrivaren bygger upp ett tredimensionellt föremål av ritningen. På tekniskt språk kallas detta friformsframställning.

Ofta byggs föremålet upp med hjälp av smält plast som via ett skrivarhuvud läggs ut på den plats där föremålet ska byggas. 3D-skrivaren

Med digitala ritprogram som Sweet Home 3D, SketchUp och Floorplanner kan man skapa realistiska vyer i tre dimensioner.

En 3D-skrivare kan bygga komplicerade strukturer med hjälp av flytande plast som läggs på plats med ett smalt sprutmunstycke. Men då måste den digitala modellen vara rätt konstruerad.

Världens första byggnad som har konstruerats av en 3D-skrivare finns i Dubai.

Denna gång- och cykelbro i Amsterdam är byggd med en 3D-skrivare som smälter metall.

fungerar precis som en vanlig skrivare men skrivhuvudet kan röra sig inte bara på djupet och bredden utan också i höjdled.

3D-tekniken är ännu en ganska ung och outvecklad teknik. För tio år sedan var 3D-skrivarna mycket dyra och stora. I dag finns det 3D-skrivare som inte är större än en mikrovågsugn och som bara kostar några tusenlappar. Nu kan nästan vem som helst ha en hemma och skriva ut saker.

Det är främst plast som används i skrivarna, men det finns också skrivare för metall, gips och andra material som kan smältas eller blandas till flytande form för att sedan stelna. Det finns i dag stora 3D-skrivare som kan trycka både broar och byggnader.

Man forskar också intensivt på hur man ska kunna bygga i rymden och på månen och hur man kan utföra avancerad kirurgi på långa rymdresor. Här kan 3D-skrivare som använder sten och grus från månytan eller överblivet skräp komma till användning, liksom skrivare som använder biologiska material för att bygga nya organ.

Sammanfattning

@ Gamla föremål, som lerkrukor med inristade motiv, hjälper oss att förstå teknikens utveckling.

@ Globaliseringen och handeln med varor och tjänster har skapat behov av gemensamma internationella system för mått och enheter.

@ Skisser används för att pröva och diskutera olika tekniska lösningar.

@ I en ritning visas en exakt bild av ett föremål med rätt vinklar, sträckor och mått.

@ Ritningen är ett hjälpmedel för att ge vägledning när något ska byggas eller tillverkas och för att inga detaljer ska glömmas bort.

@ En planlösning är en ritning som visar hur rummen är fördelade i en byggnad.

@ Fördelar med att göra ritningar i ett digitalt ritprogram är att det

– är enkelt att rätta till fel

– går att se hur det man ritar upp i två dimensioner (2D) kommer att se ut i verkligheten (3D)

– går att vrida och vända på ritningen och se den ur olika perspektiv.

Teknikutveckling

Instuderingsfrågor

1. Förklara kortfattat vad en ritning är.

2. Varför är det viktigt att göra en noggrann ritning när man ska bygga ett hus?

3. Vilket material används i dag främst vid utskrifter i 3D-skrivare?

4. Vad är en planlösning till för?

5. Vad skiljer en ritning från en skiss?

6. När gör man vanligen skisser under arbetet med en produkt?

Aktiviteter

1. Gör en ritning av ditt hem.

a. Mät upp måtten i ditt hem.

b. Välj skala på den ritning du ska presentera. Ritningen ska även ha en måttstock.

c. Rita en planlösning över lägenheten eller huset som du bor i. Välj om du vill rita för hand eller på en dator.

2. Skapa din egen stuga i ett digitalt ritprogram. Tänk dig att du ska bygga en stuga precis intill en sjö. Den ska ha ett mindre kök, toalett och högst tre rum.

a. Gör en skiss över stugans utrymmen.

b. Rita en måttsatt planlösning av stugan. Använd ett digitalt ritprogram.

c. Beskriv hur du resonerade när du bestämde dig för planlösningen.

d. Vilka kompromisser fick du göra?

e. När ritningen var klar, såg du några förbättringar som du hade velat göra?

Fysisk och digital ritteknik