Verplicht in fase
Optioneel in fase
Tweede semester
Beide semesters
Niet ingericht
Dit jaar
Volgend jaar
Wisselende jaren
Extern
Voorwaarden
Identieke opleidingsonderdelenMaterialen: eigenschappen, selectie en duurzaamheid (B-KUL-HBN77B)
Uitgesloten voor examencontract
Van Acker Karel (coördinator) | Van Acker Karel Doelstellingen
Dit opleidingsonderdeel behandelt de materialenwetenschappen en -technologie als voorbeeld voor een technologische discipline, waarbij aspecten zoals wetenschappelijke onderbouw, technische processen, duurzaamheid, economische en ecologische aspecten geïntegreerd worden behandeld.
Bij het voltooien van dit opleidingsonderdeel:
- Begrijpt de student de belangrijkste materiaaleigenschappen vanuit fysische basisprincipes, waarbij de nadruk ligt op
a) mechanische (stijfheid, sterkte, breuk), elektrische (geleidbaarheid, diëlektrische eigenschappen) en thermische (geleidbaarheid, diffusiviteit, expansie) eigenschappen en
b) ecologische (energie van ontginning, vormgeving, gebruik en recyclage) en economische (kost van ontginning, vormgeving, gebruik en recyclage) aspecten.
- Onderkent de student de relatie tussen eigenschappen, vormgeving en materiaalgedrag.
- Beschikt de student over nodige kennis om verantwoorde materiaalkeuzes te maken en een genuanceerde evaluatie te maken van hun toepassing.
- Heeft de student een begrip van de beginselen van circulaire economie, de grondstoffenproblematiek en de impact van materialen gedurende hun hele levenscyclus.
Begintermen
Wiskunde (eenvoudige differentiaal- en integraalrekening), basisfysica (kracht, krachtmoment, arbeid, energie, vermogen) en basisbegrippen uit de chemie (basis van koolstofchemie, elementen van periodiek systeem).
*Indien je dit opleidingsonderdeel volgt binnen een FEB-bacheloropleiding, dan kun je de aangewezen opbouw en volgorde (volgtijdelijkheid) voor het opnemen van opleidingsonderdelen binnen je opleiding terugvinden op https://feb.kuleuven.be/brussel/studenten/3-begeleiding/trajectbegeleiding/trajectbegeleiding-campus-brussel.
Identieke opleidingsonderdelen
Dit opleidingsonderdeel is identiek aan de volgende opleidingsonderdelen:
D0R02A : Materialen: eigenschappen, selectie en duurzaamheid
D0X32A : Materialen: eigenschappen, selectie en duurzaamheid
Plaats in het onderwijsaanbod
Onderwijsleeractiviteiten
6 sp. Materialen: eigenschappen, selectie en duurzaamheid (B-KUL-HBN77b)
NederlandsWerkvorm: College
16 uren
Eerste semesterInhoud
Binnen de hoorcolleges worden de verschillende materiaaleigenschappen toegelicht, wordt de levenscyclus en duurzaamheid van een materiaal besproken en wordt er een methodologie aangeleerd om aan materiaalkeuze te doen op basis van zogenaamde materiaalindices.
De belangrijkste mechanische (stijfheid, sterkte, breukweerstand, vermoeiingsgedrag) en fysische (dichtheid, thermische en elektrische geleidbaarheid) materiaaleigenschappen worden uitgelegd op basis van de atomaire, kristallografische en/of moleculaire bouwstenen van de verschillende materiaalklassen. De verschillen tussen metalen, keramieken, kunststoffen en composietmaterialen worden aangehaald.
Vervolgens worden de verschillende fases van de levenscyclus van een materiaal toegelicht: primaire materiaalproductie (vraag en aanbod van grondstoffen, ontginning en opzuivering, ecologische impact), vormgeving en productie (materiaalvormgevingsmethodes, kostenfuncties), materiaal- en productgebruik (economische en ecologische aspecten van materiaalgebruik), einde-levensfase (hergebruik, re-engineering, recyclage, storten, verbranding, … en hun ecologische impact). De grondbeginselen van evaluatiemethodes voor ecologische impact van materialen, zoals materiaalstroomanalyses (MFA) en levenscyclusanalyse (LCA), worden aangebracht. Tenslotte wordt het concept Circulaire Economie en mogelijke strategieën om deze te realiseren besproken
Op basis van de verworven kennis rond materiaaleigenschappen, materiaalontginning- en materiaalvervaardigingsmethodes wordt een methodologie aangeleerd om een verantwoorde materiaalkeuze uit te voeren en om verschillende materialen te evalueren. Aan de hand van een bedrijfsbezoek aan Belgische ondernemingen, actief in de materialensector, zullen de verschillende aspecten van materiaalkeuze, materiaalopzuivering, materiaalvervaardiging en materiaalrecyclage geïllustreerd worden.
De cursus vertrekt vanuit het ontwerpers- en gebruikerstandpunt van materiaalkeuze. Vanuit de concrete toepassingen wordt de materiaalwetenschap opgebouwd. De volgende thema's worden behandeld:
- de opbouw van de materialen- en processenfamilies
- elastische en plastische aspecten van mechanisch materiaalgedrag
- breukaspecten en vermoeiing van materialen
- fysische materiaaleigenschappen: thermische, elektrische, magnetische, optische
- vervaardigingsprocessen en hun impact op materiaaleigenschappen
- grondstoffenproblematiek en ecologische en economische impact van materialen
- materiaalstromen en levenscyclus(analyse) van materialen
- recyclagetechnologieën en circulaire economie: concept en strategieën, cases
- ontwerp en het belang van materiaal- en proceskeuze
Er wordt een oefenzitting georganiseerd om het gebruik van de materiaalselectiesoftware (CES Edupack®) in te oefenen. Binnen een klein team wordt een groepswerk uitgevoerd waar een materiaalselectie dient te gebeuren voor een concrete casestudie.
Studiemateriaal
https://webapps.odisee.be/Ancor/SSM/Pages/BekijkSSM.aspx?OID=25023
Toelichting werkvorm
* Hoorcolleges verhelderen de opbouw van de materialen- en processenfamilies, geven wetenschappelijke achtergrond en situeren de toepassingen.
* Teamactiviteiten in kleinere groep laten toe de verworven inzichten toe te passen op concrete toepassingen.
* Halfdaags bedrijfsbezoek dat een illustratie is van de materiaalindustrie in België en de relevantie van de materiaalproducerende en verwerkende industrie in België.
Evaluatieactiviteiten
Evaluatie: Materialen: eigenschappen, selectie en duurzaamheid (B-KUL-H75160)
Toelichting
Evaluatiekenmerken
* De evaluatie bestaat uit:
- een groepspaper (20% van de punten)
- een schriftelijk gesloten boek examen (80 % van de punten)
* Voor de groepspaper werken de studenten in groepjes van 2 tot 4 personen aan een gemotiveerde materiaalselectie over een concreet praktisch voorbeeld of actueel onderwerp in het licht van de gedoceerde theorie en rapporteren hierover onder de vorm van een wiki die wordt ter beschikking gesteld via Toledo. De mogelijke thema’s evenals de precieze modaliteiten voor inschrijving, uitvoering en inlevering worden bij het begin van het semester vastgelegd door de docent en bekend gemaakt via Toledo.
* Bij het schriftelijk examen is het gebruik van het formularium toegestaan. Het examen bestaat uit conceptuele vragen en toepassingsvragen. Voorbeeldexamenvragen worden aangeboden via Toledo.
* Het schriftelijk examen wordt gequoteerd op 80 punten, de groepspaper op 20 punten, dit leidt tot een totaalscore op 100, deze score wordt gedeeld door 5 en afgerond (naar het dichtstbijzijnde gehele getal).
Bepaling eindresultaat
* Het examen wordt beoordeeld door de docent, zoals meegedeeld via Toledo en de examenregeling. Het resultaat wordt berekend en uitgedrukt met een geheel getal op 20.
* Het eindresultaat is een gewogen cijfer dat als volgt wordt bepaald:
- 20% van de punten staan op de groepspaper
- 80% van de punten staan op het afrondend examen
* Indien de vastgelegde inleveringstermijn voor de groepspaper niet wordt gerespecteerd, wordt de eindbeoordeling voor het opleidingsonderdeel ‘NA’ (niet afgelegd), tenzij om een zwaarwichtige reden na aanvraag een nieuwe indieningsdatum wordt bepaald.
* Indien de student niet deelneemt aan één van de twee deelevaluaties, krijgt de student ‘NA’ (niet afgelegd) voor het gehele opleidingsonderdeel.
* Opmerking: Het bedrijfsbezoek is een geïntegreerd en verplicht onderdeel van het opleidingsonderdeel. Bij ongewettigde afwezigheid wordt het eindresultaat verminderd met 1 punt op 20.
Tweede examenkans
* De evaluatiekenmerken en bepaling eindresultaat van de tweede examenkans zijn identiek aan die van de eerste examenkans zoals hierboven beschreven.
* Bij de tweede examenkans maakt de paper opnieuw deel uit van de eindbeoordeling. Wegens de aard van de groepspaper wordt het bij de eerste examenkans behaalde cijfer op de groepspaper opnieuw meegerekend in het eindresultaat bij de tweede examenkans.