|
Project Consumentenproducten (IO, TBK, WB)
Na het succesvol afronden van project Consumentenproducten kan een student:
• een multidisciplinaire aanpak toepassen op ontwerpproblemen;
• de ‘echte’ opdracht formuleren op basis van de gepresenteerde industriële opdracht.
• prioriteiten stellen in het omgaan met een overdaad aan ontwerpaspecten
• kennis uit verschillende vakgebieden (marketing, vormgeving, CAD/CAM, kunststofverwerking, intellectueel eigendom, verpakkingen, productie) integreren en geïntegreerd toepassen.
• verschillende fasen en perspectieven van de product ontwikkelcyclus op elkaar afstemmen ten behoeve van die cyclus als geheel.
• gelijktijdig aandacht besteden aan vakinhoudelijke en organisatorische aspecten (projectplanning en -management).
• impliciet kennis toepassen die in voorgaande vakken/projecten verworven is.
• een patentenonderzoek uitvoeren naar een productidee of naar onderdelen van een productontwerp.
Specialisatie: Ontwerpen in kunststoffen
Na succesvolle afronding van deze specialisatie kan de student:
• rekening houden met de relatie tussen productontwerp, materiaalselectie, het productieproces (spuitgieten) en het matrijsontwerp.
• het eigenschappenprofiel van de meest belangrijke kunststoffen opsommen.
• rekening houden met de invloed van temperatuur, milieu, veroudering en gebruik op eigenschappen van kunststoffen en polymeren.
• rekening houden met de invloed van de meest belangrijke verwerkingsprocessen voor rubber en kunststoffen op product- en materiaaleigenschappen.
• een product specifiek eisenpakket ten behoeve van de materiaalkeuze opstellen.
• op basis van een eisenpakket een materiaalkeuze maken, verantwoorden en een bijbehorend verwerkingsproces aandragen.
Specialisatie: Matrijsontwerp
Na succesvolle afronding van deze specialisatie kan de student:
• rekening houden met de relatie tussen productontwerp, materiaalselectie, het productieproces (spuitgieten) en het matrijsontwerp.
• de geometrische consequenties benoemen die het spuitgietproces oplegt aan kunststof delen.
• surface- en solid geometrie modellen maken in een 3D CAD systeem van producten met dubbel gekromde vlakken en/of dunne wanden.
• vanuit productgeometrie een spuitgietmatrijs ontwerpen gebruik makend van een 3D matrijsmodel..
Specialisatie: Spuitgietsimulaties
Na succesvolle afronding van deze specialisatie kan de student:
• rekening houden met de relatie tussen productontwerp, materiaalselectie, het
• productieproces (spuitgieten) en het matrijsontwerp.
• het productontwerp optimaliseren voor het spuitgietproces.
• de procesinstellingen optimaliseren zodat het ontstaan van luchtinsluitingen, lasnaden en vervormingen binnen de grenzen van de producteisen vallen.
• de cyclustijd van het spuitgietproces minimaliseren (en daarmee dus de koeling van het product optimaliseren.
Academische vaardigheden 6
Na succesvolle afronding van dit onderdeel kan de student:
• zijn of haar ontwerpresultaten presenteren en verantwoorden aan een opdrachtgever door middel van een visuele en interactieve presentatie.
• in een complexe probleemsituatie verantwoorde keuzes maken om te komen tot een realistische projectplanning.
• tijdens het project de voortgang evalueren en indien nodig de planning bij te stellen.
• samenwerken in een team dat bestaat uit teamleden afkomstig uit verschillende disciplines en op effectieve wijze gebruik te maken van de aanwezige expertises.
• reflecteren op zijn of haar eigen bijdrage aan de interdisciplinaire samenwerking en de toegevoegde waarde van zijn of haar eigen discipline aan het ontwerpteam.
Elasticity theory (S. Luding)
Na succesvolle afronding van het onderdeel kan de student:
• spanningen doorrekenen (krachtevenwicht, etc) en tensoren gebruiken.
• optredende vervormingen verklaren aan de hand van een materiaaltheorie.
• 3D elasticiteitstheorie voor isotrope materialen toepassen op constructie onderdelen
• het resultaat van een (FEM) berekening evalueren en begrijpen
• een probleem herkennen en eenvoudiger maken door een juiste interpretatie van de theorie.
Processing and Properties of Polymers (R. Akkerman)
Na succesvolle afronding van dit onderdeel kan de student:
• aangeven op welke manier de chemische en fysische opbouw van de ketens, de (mechanische) eigenschappen van een polymeer beïnvloeden.
• een beschrijving geven van de verschillende faseovergangen en de bijbehorende verandering in fysische structuur en mechanische eigenschappen.
• bestaande modellen voor (tijdsafhankelijke) kleine vervormingen in kunststof onderdelen (de lineair visco-elastische theorie inclusief Boltzmann en tijdtemperatuur-superpositie) kunnen toepassen in de berekening van (tijdsafhankelijke) vervorming of spanning.
• het mechanische gedrag bij grote deformaties en breuk kunnen verklaren vanuit de moleculaire opbouw van het polymeer.
• het gedrag van kunststoffen tijdens de verwerking tot product kunnen verklaren en aanpassingen in het productontwerp kunnen doorvoeren zodat ongewenst gedrag vermeden wordt.
Tribology (D.J. Schipper)
Na succesvolle afronding van dit onderdeel kan de student:
• het tribologisch system identificeren.
• wrijving en wrijvingsverschijnselen stick-slip, schranken etc. verminderen.
• met slijtagewet de levensduur van componenten bepalen.
• keuze maken m.b.t. toe te passen oppervlaktebehandeling/coating.
• constructie aanpassen zodat wrijving en slijtage geminimaliseerd worden.
|
 |
|
Project: Consumentenproducten
In module 6 staat het ontwerpproject van een consumentenproduct centraal. In dit project legt een bedrijf een realistisch probleem voor dat door afzonderlijke projectgroepen opgelost en uitgewerkt wordt.
Specialisatie: Ontwerpen in kunststoffen
Bij het ontwerpen in kunststoffen zijn vele facetten van belang. Om tot een goed product te komen is het noodzakelijk de gebruikscondities goed te kunnen vertalen naar benodigde materiaaleigenschappen om zo tot een goede materiaalkeuze te komen. Daarbij is het van belang om te ontwerpen met het te gebruiken productieproces (en uiteraard het gekozen materiaal) in het achterhoofd. In deze specialisatie wordt dit ontwerpproces verder uitgelicht.
Specialisatie: Matrijsontwerp
De spuitgietmatrijs is het productiegereedschap waarin product, vormgeving en productieproces samen komen. Er dienen over de verschillende kennisgebieden heen afwegingen gemaakt te worden om tot een optimale combinatie van, kostprijs, productkwaliteit, proces-robuustheid te komen. Het ontwerpen van een spuitgietmatrijs is mede daardoor erg complex. Deze complexiteit wordt nog eens verhoogd door de geometrische beperkingen; de vele functies van een matrijs moeten gecombineerd worden in een zo compact mogelijk volume. Om een matrijs goed te kunnen ontwerpen is 3D modellering in een CAD omgeving daarom onontbeerlijk. Binnen deze specialisatie worden daarom niet alleen de ontwerpprincipes maar ook 3D modelleervaardigheden bijgebracht, om tot een volwaardig matrijsontwerp te kunnen komen.
Specialisatie: Spuitgietsimulaties
Het grote voordeel van het spuitgietprocedé is dat er een producten gemaakt kunnen worden in serieproductie terwijl er nog steeds een relatief hoge vormvrijheid is voor het productontwerp. De grote vormvrijheid gecombineerd met het grote aantal procesinstellingen bij het spuitgieten heeft echter als nadeel dat het verkrijgen van een product met de gewenste eigenschappen met een minimale cyclustijd een zeer gecompliceerde kwestie is. Met de huidige mogelijkheden op het gebied van numeriek modelleren is het mogelijk om ontwerpaanpassingen en procesinstellingen gemakkelijk te variëren en een idee te krijgen van de producteigenschappen.
Academische vaardigheden 6
The purpose of the Socratic Dialogue meetings is to help your group complete your project. This will be achieved, firstly, by showing you how to question yourselves and each other in order to discover what particular set of skills each member can contribute to the group. Secondly, we will show you ways to discover the specific strengths of your group as a whole, and challenge you to integrate these strengths into your product design. Finally, after your project has been completed, you will be asked to assess your group’s process, and to modify the standards for your group that you had previously identified.
The instruction language of this part will be English.
Processing and Properties of Polymers (R. Akkerman)
Zowel in eigenschappen, verwerking als in toepassingen verschillen kunststoffen op een aantal punten van metalen. Dit leidt tot vragen zoals:
- Wanneer zou je wel, en wanneer niet kunststoffen toepassen?
- Welke materiaaleigenschappen kunnen daarbij van belang zijn?
- Hoe zijn de (mechanische) materiaaleigenschappen te verklaren vanuit de moleculaire opbouw van kunststoffen?
In het licht van energiebesparing is het steeds belangrijker om het gewicht van bestaande constructies te reduceren. Dit is al jaren een trend in de vliegtuigindustrie, maar er komen steeds meer producten in de markt waarin kunststoffen toegepast worden. Als werktuigbouwkundig ingenieur is het dan ook zeer waarschijnlijk dat je in de toekomst op de een of andere manier in aanraking zult komen met kunststoffen. Omdat de eigenschappen van kunststoffen sterk verschillen van die van metalen, is het noodzakelijk om al in de ontwerpfase rekening te houden met de specifieke eigenschappen van kunststoffen en hun verwerking om tot een succesvol eindproduct te komen.
In deze collegereeks wordt er een eerste inzicht gegeven van het gedrag van kunststoffen door vanuit de chemische en fysische structuur van kunststoffen een verklaring te geven voor de tijds- en temperatuur afhankelijke mechanische eigenschappen van kunststoffen. Van hieruit worden ook het gedrag tijdens de verwerking van kunststoffen en de eigenschappen van het eindproduct verklaard.
Tribology (D.J. Schipper)
Aandacht zal worden gegeven bij dit vak in deze module aan:
- Maken product: Interactie product-gereedschap,
- Energiezuinig product (tijdens gebruik, geringe wrijving),
- Levensduur (slijtage),
De focus hierbij is het kunststof oppervlak (eigenschappen ervan) in interactie met het tegenloopvlak en in mindere mate de bulkeigenschappen van de kunststoffen (dit komt bij een ander vak in dit blok aan de orde).
Kortom, colleges basis tribologie (wrijving en slijtage), daarna wordt ingegaan op oppervlakte eigenschappen (ook hoe te bepalen/meten). Afhankelijk van het type product dat gekozen wordt in deze module zal een college gegeven worden om de student specifieke tribo-info aan te leveren, gerelateerd aan het product.
Elasticity Theory (S. Luding)
In het vak komt de lineair elastische elasticiteitstheorie (wet van Hooke) aan de orde en deze wordt uitgebreid naar de 3D situatie (hoofdspanningen, grensspanningstoestand). Dit omvat de introductie tensoren, tensoranalysis en lineaire algebra (herhaling/toepassing). De student leert de nieuw aangeleerde theorie toe te passen op heel eenvoudige constructies. Tijdens de colleges komen diverse praktijkvoorbeelden en materialen (vooral polymeren, maar bijv. ook metaal, glas of poeders) aan de orde waardoor de student het belang van het vak onder ogen krijgt.
|
|
|
|
|
| | Required materialsBook| A.K. vd Vegt en L.E. Govaert: 'Polymeren, van keten tot kunststof' (5e druk of later) ISBN 978-90-71301-48-3 |
|
|
Recommended materialsBook| Anton van Beek, "Advanced Engineering Design, Lifetime performance and reliability", ISBN 978-90-810406-1-7 |
| Reader| Dictaat "Elasticiteitstheorie" (dictaat nummer 095) |
|
|
Instructional modesColstructie
| Lecture
| Practical
| Presentation(s)
| Project
| Self study with assistance
| Tutorial
|
|
TestsProcessing and Properties of Polymers
| Tribology
| Elasticity Theory
Remark1 toets
| Proj. Consumer Products & Ac. Skills 6
Remarkverslag
| Compensation 6
|
|
| |