Wat is Dibond?

Dibond® is een merknaam voor sandwichplaten die uit drie lagen bestaan: twee aluminium buitenlagen met daar tussen een laag polyethyleen. Naast de merkbaan Dibond® worden ook namen Alupanel en Alubond gebruikt. De eerste drie letters ‘Alu’ maken duidelijk dat er aluminium is verwerkt in het sandwichpaneel. De kernlaag tussen de twee aluminium lagen bestaat uit polyethyleen. Deze kunststof wordt ook wel aangeduid met de afkorting PE en is hele harde laag kunststof die zwart van keur is. PE is UV-gestabiliseerd en daardoor bestand tegen de negatieve effecten van UV licht. Dibond® heeft nog een aantal eigenschappen. Deze zijn in de volgende alinea benoemd.

Eigenschappen Dibond®
Dibond® platen bestaan uit drie verschillende lagen. De combinatie van twee aluminium buitenlagen en een polyethyleen kernlaag geeft het sandwichpaneel unieke eigenschappen. Deze eigenschappen zijn van belang als men overweegt om het materiaal te gebruiken. Het materiaal is bijvoorbeeld weer-, wind- en temperatuurbestendig is. De voordelen van Dibond® even op een rij:

  • Dibond® is UV-werend
  • Dibond® is waterdicht en dus bestand tegen regen
  • Kan zowel binnen als buiten worden toegepast
  • Dibond® heeft een licht gewicht
  • Het materiaal is eenvoudig te hanteren
  • Men kan het materiaal voorzien van stickers
  • Het materiaal kan goed worden bewerkt
  • Dibond® is leverbaar in diverse kleuren en afwerkingen
  • De platen zijn glad en buigen niet snel door vanwege de meerdere stevige lagen.

Wat is metaliseren of thermisch spuiten?

Metaliseren of thermisch spuiten is een proces waarbij men verhit vloeibaar aluminium of zink spuit op een metalen oppervlakte. Het metalen oppervlak moet van te voren goed gereinigd worden. Er mag dus geen roest, verf of ander materiaal op het oppervlakte van het metaal aanwezig zijn voordat men gaat metaliseren. Een schoon of blank oppervlak kan men realiseren doormiddel van stralen.

Andere benamingen voor  dit proces
Men noemt metaliseren ook wel’ thermisch spuiten’ omdat men doormiddel van hitte (thermisch) vloeibare metalen spuit op een metalen oppervlak. Ook de term schoperen of schooperen wordt wel gebruikt omdat de uitvinder van dit proces de Zwitserse uitvinder Max Ulrich Schoop (1870-1956) is geweest.

Hoe wordt metaliseren of thermisch spuiten gedaan?
Tijdens het metaliseren wordt gebruik gemaakt van een spuitpistool met perslucht. In dit spuitpistool wordt zinkdraad of zinkpoeder door een vlam heen getransporteerd om vervolgens in vloeibare vorm op het oppervlak neer te laten dalen. De vlam zorgt er voor dat het zinkpoeder of zinkdraad op het smeltpunt wordt gebracht. Zodra het gesmolten metaal op het oppervlak is neergedaald gaat het snel stollen. Daardoor ontstaat een stevige beschermende laag.

Wat is schooperen voor soort metaalbewerkingstechniek?

Schooperen is een techniek die wordt gebruikt in de metaalbewerking. Doormiddel van schooperen wordt metaal bestand beter tegen roest. Schooperen wordt ook wel vuurverzinken of vlamverzinken genoemd. De naam schooperen is afgeleid van de Zwitserse uitvinder M. U. Schoop. Men spreekt schooperen uit als “schoeperen”. Schooperen werd aan het begin van de 20ste eeuw ingevoerd en is een preventieve metaalbewerkingstechniek waarmee corrosie of oxidatie van een metalen oppervlak wordt tegen gegaan door een dun laagje van een ander soort metaal er op aan te brengen.

Hoe wordt schooperen gedaan?
Schooperen wordt gedaan met een vlam en een corrosievast metaal zoals aluminium en zink. Aluminium en zink oxideren weliswaar maar deze oxidatie is veel minder destructief dan de roestvorming die plaatsvindt op ferro legeringen zoals staal. In plaats daarvan is de oxide van aluminium en zink juist extra hard en beschermd het daardoor het onderliggende metaal nog beter. Daarom worden aluminium en zinklaagjes aangebracht over ferro-producten.

Doormiddel van een vlam wordt het toevoegmateriaal (zink of aluminium) gesmolten. Dit toevoegmateriaal wordt meestal in de vorm van een draad in de vlam gebracht. De hitte van de vlam zorgt er voor dat het toevoegmateriaal op het smeltpunt wordt gebracht. Het gesmolten materiaal wordt vervolgens neergeslagen op de oppervlakte van het materiaal dat beschermd moet worden. Het gesmolten zink of aluminium hecht zich als kleine spetters op het oppervlak. Naar mate het proces vordert wordt het gehele oppervlak bedekt met kleine druppeltjes zodat er een dichte ontstaat. De oxide die gevormd wordt op aluminium en zink zorgt voor een extra dichte laag waardoor het onderliggende materiaal nog beter is beschermd tegen corrosie.

Belangrijke aandachtspunten
Men kan alleen schooperen als bewerkingsproces toepassen op onvervuild schoon metaal. Daarom wordt metaal dat men wil schooperen eerst gestraald zodat er geen corrosie, verfresten of andere vervuiling meer aanwezig zijn. Verder kan men na het schooperen het product niet meer lassen op de delen waar deze laag is aangebracht. Daarom moet men geen materialen gaan schooperen die nog gelast moeten worden. 

Wat is basismetaal en wat zijn basismetaalproducten?

Het woord ‘basismetaal’ kan op verschillende manieren worden uitgelegd. De website technischwerken.nl kiest er voor om het woord ‘basismetaal’ als volgt te definiëren:

Een basismetaal is een metaal in een pure ongelegeerde en onvervuilde vorm.

Voorbeelden van basismetalen zijn ijzer, aluminium, koper, nikkel en zink. Deze basismetalen kunnen worden verwerkt in legeringen. Een voorbeeld van een bekende legering is staal. Staal is een legerig van koolstof en ijzer waarbij het koolstofgehalte verhoudingsgewijs laag is. Het koolstofgehalte is typisch minder dan 1,9%.

Basismetaalproducten
Als men producten vervaardigd uit basismetalen ontstaan basismetaalproducten. Men zou in deze context bepaalde halffabricaten als metaalproducten kunnen beschouwen. Men kan ook denken aan plaatwerk en profielen die men nog kan verwerken tot halffabricaten en producten. Aluminium profielen en buizen kunnen bijvoorbeeld worden verwerkt in constructies. Het aluminium profiel is dan het basismetaalproduct dat wordt verwerkt tot een fabricaat of halffabricaat.

Uitgangsmetaal of uitgangsmateriaal
In de verspanende techniek bewerkt men materialen zoals kunststoffen, hout en metalen tot producten en onderdelen van producten of machines. Het uitgangsmateriaal is dan het onbewerkte materiaal. Dit kan bijvoorbeeld gereedschapstaal zijn. Als men metalen gaat verspanen kan men ook wel spreken van uitgangsmetaal. Het uitgangsmetaal is dan in feite het uitgangsmateriaal dat wordt verspaand of op een andere manier wordt bewerkt.

Uit het uitgangsmateriaal of uitgangsmetaal ontstaat dus een product of een deel daarvan. In de verspanende techniek worden bijvoorbeeld lagers gedraaid die worden geplaatst in machines. Het materiaal dat men hiervoor gebruikt is altijd groter dan het product. Kortom het uitgangsmateriaal heeft een grotere diameter dan de as (of ander product) dat er uit gedraaid of gefreesd wordt.

Wat wordt bedoelt met anodiseren van aluminium?

In de scheepsbouw en jachtbouw gebruikt men regelmatig de woorden anode en anodiseren. Het woord kathode heeft hier eveneens mee te maken. Het casco van schepen die vervaardigd zijn van staal wordt bijvoorbeeld beschermd doormiddel van zinkanodes. Deze anodes zijn van zink gemaakt. Omdat zink onedeler is dan staal (ijzer) wordt het zink eerder door corrosie aangetast dan het stalen casco. Er komt namelijk tijdens het proces dat kathodische bescherming heet een elektronenstroom op gang van de zinkanode naar de kathode (het casco). De kathode wordt dus beschermd. Anodiseren heeft ook met dit proces te maken.

Wat is anodiseren?
Anodiseren is een proces waarbij men een metaalsoort versneld laat oxideren. Het doel van dit proces het creëren van oxide. Bij sommige metaalsoorten zoals aluminium vormt de oxidehuid een ondoordringbare harde laag waardoor het onderliggende metaal wordt beschermd. De oxidehuid is moleculair verbonden met het basismetaal, daardoor hecht deze laag optimaal. Een gemiddelde anodiseerlaag heeft een dikte van circa 30 µm.

Hoe wordt anodiseren van aluminium uitgevoerd?
Tijdens het anodiseren wordt doormiddel van een elektrochemisch proces de buitenkant van aluminium omgezet in aluminiumoxide. Hiervoor wordt aluminium in een chemisch bad met verdund zwavelzuur en meestal ook een toevoeging van oxaalzuur geplaatst. Op het aluminium wordt elektrische gelijkstroom ingewerkt. Het aluminium wordt hierbij geschakeld als anode. Hierdoor ontstaan poreuze kristallen op het aluminium. Deze kristallen worden vervolgens afgedicht doormiddel van stoom of heet water.

Wat zijn hoofdgroepmetalen en welke elementen behoren bij deze categorie?

Hoofdgroepmetalen zijn elementen waarbij een p-orbitaal het laatst toegevoegde elektron bevat. Hoofdgroepmetalen zijn de zwaardere elementen van de boorgroep, de stikstofgroep en de koolstofgroep. Door de aanduiding hoofdgroepmetalen worden deze elementen onderscheiden van overgangsmetalen, de actiniden en de lanthaniden. Men kan het begrip hoofdgroepmetalen ook breder bekijken door bijvoorbeeld ook elementen waarbij het elektron ook in een s-orbitaal geplaatst mag zijn tot de hoofdgroepmetalen te rekenen. In dat geval worden de aardalkalimetalen en de alkalimetalen ook tot gerekend tot de hoofdgroepmetalen.

Periodiek systeem der elementen
De indeling van hoofdgroepmetalen kan verschillen. Voor de verduidelijking wordt een tabel gehanteerd. Hoofdgroepmetalen staan in het ‘periodiek systeem der elementen’. Dit  is een tabel waarin alle scheikundige elementen systematisch zijn weergegeven. Door deze systematische weergave kunnen de fysische en chemische eigenschappen van elementen in kaart worden gebracht. Het is door deze tabel zelfs mogelijk om te voorspellen welke chemische en fysische eigenschappen elementen hebben. Het periodiek systeem der elementen wordt ook wel de tabel van Mendelejev genoemd. Dmitri Ivanovitsj Mendelejev was een Russische scheikundige en hij wordt gezien als de grondlegger van het periodiek systeem dat vandaag de dag wordt gebruikt. In het periodiek systeem staan alle bekende elementen op volgorde van atoomnummer. Deze indeling is zodanig dat alle elementen uit dezelfde periode naast elkaar gerangschikt zijn en elementen uit dezelfde groep boven elkaar staan. Ook elementen uit hetzelfde blok en uit dezelfde reeks staan in de buurt van elkaar in het periodiek systeem der elementen.

Eigenschappen van hoofdgroepmetalen
Hoofdgroepmetalen hebben eigenschappen met elkaar gemeen. Een belangrijke eigenschap van hoofdgroepmetalen is dat het metallieke geleiders zijn. De band waarin deze metallieke geleiding plaats vindt bestaat voornamelijk uit p- of s-golffuncties. De geleiding bestaat niet uit d- of f-functies. De p- en s-banden hebben een grotere overlap en zijn breder. Hierdoor benaderen de elektronen meer het ideaal van een vrij elektronengas. Verder is de chemie van hoofdgroepmetalen eenvoudiger. Dit komt omdat er minder oxidatietoestanden zijn die met elkaar kunnen concurreren. Omdat er minder concurrerende oxidatietoestanden zijn kan een betere geleiding plaatsvinden.

Zwaardere elementen kunnen wel te maken krijgen met het optreden van inertie in de s-orbitaal. De ionlading die het meest voorkomt wordt twee lager dan het groepsnummer. De ionen bevatten meestal geen kleur in tegenstelling tot de d- en f-metalen.

Welke hoofdgroepmetalen zijn er?
De indeling van elementen in de categorie hoofdgroepmetalen kan verschillen. Over het algemeen worden de volgende metalen tot de hoofdgroepmetalen gerekend:

  • Aluminium, symbool Al en atoomnummer 13
  • Gallium, symbool Ga en atoomnummer 31.
  • Indium, symbool In en atoomnummer 49.
  • Thallium, symbool Tl en atoomnummer 81.
  • Tin, symbool Sn en atoomnummer 50.
  • Lood, symbool Pb en atoomnummer 82.

Wat zijn de verschillen en overeenkomsten tussen staal, ijzer en metaal?

Dit artikel gaat over de verschillen en overeenkomsten tussen staal, ijzer en metaal. Deze materialen worden onder andere genoemd in de werktuigbouwkunde. Het is belangrijk om de eigenschappen van deze materialen te kennen omdat ze daardoor effectief kunnen worden toegepast in bijvoorbeeld een constructies, machines en voertuigen. Elk materiaal heeft eigenschappen die het uniek maken. De eigenschappen waar vooral op wordt gelet zijn de sterkte, de taaiheid, de bewerkbaarheid en de smeedbaarheid van een materiaal. Deze eigenschappen zijn unieke kenmerken voor materialen en bepalen of een materiaal wel of niet geschikt is voor een bepaalde toepassing. Hieronder worden de materialen ijzer, staal en metaal uitgelegd.

Wat is IJzer?
IJzer is een metaalsoort en wordt als element aangeduid met Fe dit staat voor Ferro. IJzer valt onder de metalen net zoals bijvoorbeeld koper, goud, zilver en tin metalen zijn. IJzer wordt gewonnen uit erts. Deze ijzererts kwam vroeger veel voor in Duitsland, Zweden, Engeland, Noord-Amerika en Rusland. Ook tegenwoordig wordt in die landen nog veel ijzererts gewonnen. Wanneer uit ijzererts de verontreiniging zoals kalksteen, leem, zand en mergel zijn verwijdert ontstaat ruwijzer. Dit ruwijzer is afkomstig uit hoogovens en bevat 3 tot 4,5 procent koolstof. Dit hoge koolstofpercentage zorgt er voor dat het ruwijzer nog heel bros  is en daardoor geen goede mechanische eigenschappen heeft om het in constructies te verwerken. Daarnaast bevat ruwijzer ook andere elementen zoals zwavel, fosfor en silicium. Om de mechanische eigenschappen van ruwijzer te verbeteren moet het koolstofpercentage omlaag worden gebracht. Wanneer het koolstofpercentage tussen de 0,1 en 1,7 procent is worden de eigenschappen van het materiaal aanzienlijk verbeterd en ontstaat staal.

Wat is staal?
Staal is ijzer met een toevoeging van 0,1 tot 1,7 procent koolstof. Het is daardoor een legering tussen IJzer (Fe) en koolstof (C). Staal kan ook andere elementen bevatten maar het hoofdbestandsdeel blijft ijzer. De reden waarom soms andere elementen worden toe gevoegd heeft te maken met het toepassingsgebied van het materiaal. Doormiddel van legeringen kan de kwaliteit van staal worden beïnvloed. Ook thermische behandelingen kunnen er voor zorgen dat de eigenschappen van staal worden beïnvloed. Doormiddel van thermisch ‘harden’ kan de slijtvastheid en daarmee de hardheid van een legering worden verbeterd. Dit is een proces waarbij staal (of ander metaal of legering) eerst wordt verhit en vervolgens wordt afgekoeld (temperen). Doormiddel van deze behandelingen kunnen de mechanische eigenschappen van staal worden aangepast aan de eisen die aan het product, dat er mee vervaardigd moet worden, zijn gesteld. De eigenschappen die staal heeft zijn goed op het gebied van sterkte, taaiheid en smeedbaarheid.

Wat is metaal?
Metaal is een verzamelnaam voor elementen die overeenkomsten met elkaar hebben. Zo geleiden metalen en legeringen die gemaakt zijn van metaal, elektrische stroom uitstekend. Metalen worden ingedeeld in twee groepen: de ferrometalen en de non-ferrometalen. De naam van deze indeling maakt duidelijk dat ferrometalen als belangrijk bestandsdeel ferro hebben oftewel ijzer (Fe) . Non-ferrometalen hebben ijzer niet als bestandsdeel. In een nonferro legering kan wel ijzer worden toegevoerd. Alleen wanneer het percentage ijzer lager is dan 50 procent blijft men van een nonferro legering spreken. Wanneer we metalen onderverdelen in deze twee groepen ontstaat het onderstaande overzicht.

Ferrometalen hoofdbestandsdeel ijzer
IJzer en legeringen die bestaan uit minimaal 50% ijzer. Daarnaast zijn deze magnetisch. Bijvoorbeeld:

  • Gietijzer
  • Kobalt
  • Nikkel
  • Staal (bijvoorbeeld constructiestaal en gereedschapstaal)

Nonferrometalen bevatten geen of nauwelijks ijzer
Non-ferrometalen bestaan uit minder dan 50% ijzer. Daarnaast zijn deze metalen niet magnetisch. Deze groep bevat in feite alle metalen die niet onder de ferrometalen vallen. Hieronder worden een aantal voorbeelden gegeven:

  • Koper
  • Chroom
  • Zink
  • Tin
  • Aluminium
  • Magnesium
  • Titaan
  • Goud
  • Zilver

Toepassing van metalen
Hierboven werd duidelijk dat ijzer het hoofdbestandsdeel is van staal. De toevoeging van 0,1 tot 1,7 procent koolstof aan ijzer zorgt er voor dat de kwaliteit wordt verbeterd en er staal ontstaat. De toepassing van staal is breed. Hieronder volgen een aantal voorbeelden van vervoersmiddelen, producten en constructies waarin staal kan worden gebruikt:

  • Spoorlijnen
  • Bruggen
  • Loodsen
  • Auto’s
  • Vrachtschepen
  • Kranen
  • Boorplatformen

Deze opsomming kan enorm worden uitgebreid. Bijna overal wordt staal gebruikt. Ook nonferro metalen worden toegepast in verschillende constructies. Hierbij moet goed gekeken worden naar de eigenschappen van het materiaal. Vaak worden er legeringen gemaakt om tot een optimale mix te komen van eigenschappen. Brons is een voorbeeld van een legering tussen koper en tin. Door deze combinatie kan brons worden gegoten. Brons gieten wordt al heel lang gedaan, nog voor het gebruik van ijzer zijn intrede deed in de menselijke beschaving.

Aluminium is een materiaal wat in verhouding tot staal weinig weegt. Daardoor is het geschikt voor constructies die niet te veel mogen wegen zoals bijvoorbeeld vliegtuigen. Ook voor de bouw van jachten wordt aluminium gebruikt. Het winnen van aluminium uit Bauxiet kost echter zeer veel energie waardoor de aluminiumproductie kostbaar en milieubelastend is. Zo heeft elke metaalsoort zijn toepassingsgebied. Kennis van metalen en hun eigenschappen vormt daardoor een belangrijk onderdeel van de werktuigbouwkunde.