Materiaalkeuze

Materiaalkeuze is het proces waarbij uit beschikbare materialen het meest geschikte materiaal voor een toepassing wordt geselecteerd. De keuze is gebaseerd op functionele eisen, kosteneffectiviteit en de verwachte levensduur van het product. Het doel is een balans tussen prestaties, fabricatie en milieu-impact.

Belangrijke eisen omvatten mechanische eigenschappen zoals sterkte, stijfheid, ductiliteit en slagvastheid, evenals fysische eigenschappen zoals gewicht en warmtegeleiding. Daarnaast spelen chemische weerstand, corrosie, brandvertragend gedrag en omgevingseisen een rol. Productieaspecten zoals toelaatbare toleranties en welke fabricatietechniek kan worden toegepast zijn ook cruciaal.

Andere factoren zijn beschikbaarheid en kosten van materialen, leveringszekerheid, reproduceerbaarheid, onderhoud en recyclebaarheid. Levenscyclusanalyse (LCA), totale eigendomskosten (TCO) en milieuregels kunnen in de afweging meespelen.

Materialen worden onderverdeeld in metalen, polymeren, keramiek en composieten. Metaal kan hoog trekspanningsgebied en bewerkbaarheid bieden; polymeren zijn licht en vormbaar; keramische materialen hebben vaak hoge hittebestendigheid; composieten combineren eigenschappen van verschillende materialen. Toepassingen variëren van constructie tot consumentenelektronica.

Selectietools omvatten datasheets, normen en materiaaldatabases. In de engineeringpraktijk worden vaak grafische hulpmiddelen zoals Ashby-diagrammen en multicriteria-analyses gebruikt, naast LCA en TCO.

Processtappen: definieer eisen, stel selectiecriteria vast, screen mogelijke materialen, selecteer kandidaten, validateer via tests en prototypes, en implementeer. Iteratief en afstemmend tussen ontwerp, productie en inkoop.