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projekt mission material …

Metall

Litium, Aluminium, Eisen, Kupfer, Zink, Zinn, Cobalt, Nickel, Chrom, Titan, Platin, Gold, Silber, Platin, Quecksilber, Blei, Magnesium, Wolfram, Molybdän, Osmium, Mangan, Calcium, Natrium, Kalium, Cadmium, Silizium, Nickel...

Recherche: Isabella Spindler

1projekt mission material …

Metalle / AufbauMaterialeigenschaften

Elementarstruktur

Beim Abkühlen aus der Schmelze formieren sich die Metallionen zu einer kristalli-nen Raumstruktur und bilden mit einer freibeweglichen Elektronenwolke eine sehr feste Bindung.

Spezifische Eigen-schaften:

gute thermische/elektrische LeitfähigkeitVerformbarkeitMetallischer GlanzUndurchsichtigkeitRelativ hoher Schmelzpunkt


Metalle / chemisch u. physikalischMaterialeigenschaften

Physikalische Eigen-schaften:

Metalle verformen sich entweder elastisch (Feder-stahl), plastisch (Blei) oder wie die meisten Metalle elastisch-plastisch.

Chemische Eigen-schaften:

Es gibt korrosionsbeständige (Edelmetalle) und korrosions-anfälligere Werkstoffe (Eisen)und diese, die selbst eine schädliche Wirkung auf ihre Umwelt ausüben (Blei).


Metalle / BeeinflussungMaterialeigenschaften

Legierungen

Ein metallisches Gemisch, das aus mindestens einem Metall besteht (Al + Mg)

Hitzebehandlung

Das Anwärmen, Durchwärmen und Abkühlen eines Werkstückes (Glühen).

Umformen

Beschichten

Erhöhte Festigkeit bei Kaltum-formung (Falzen von Blechen).

Oberflächenbehandlungen als Verbesserung von z.B. Korrosions- und Verschleiß- eigenschaften.


Metalle / EisenWerkstoffe

Eisen

Vornehmlich als Gusseisen in Verbindung mit Silizium und Kohlenstoff verwendet. Altes Herstellungsverfahren wegen guter Fließeigenschaften.

kostengünstiggute Verschleißfestigkeitsprödegute Druckfestigkeithohe Dichte

KanaldeckelWerkzeugeMöbel Küchengeräte


Metalle / StahlWerkstoffe

Stahl

EisenmetallLegierung mit Kohlenstoff(Je mehr C umso fester und härter, aber weniger dehnbar)

fest und zähRecycling energiesparend kostengünstigleicht formbar

KarosserieblecheTechnik und BauwesenKlingen und Messer


Metalle / StahlsortenWerkstoffe

BaustahlEdelstahlWerkzeugstahlFederstahlweitere LegierungenNickel - HärteCobalt - TemperaturbeständigkeitBlei - Verarbeitbarkeit

Stahlbeton


Metalle / AluminiumWerkstoffe

Aluminium

stapelstuhl mirandolina, zanotta, 1992

Nichteisenleichtmetall

Vorkommen in TonerdeSeit Anfang 18. Jahrhundert Verfahren zur Auslösung(sehr aufwendig)

dehnbarleicht und festsehr korrosionsbeständiggut leitfähigrecyclebar


Metalle / Aluminium / VerwendungWerkstoffe

KonstruktionElektronikVerpackungenFahrzeugbauAlufolieOberflächendesignHaushaltMöbelGehäuse

Besonderheit:Extrudierbar


Metalle / Kupfer Werkstoffe

Kupfer

Nichteisenschwermetall

korrosionbeständigLeiter von Wärme und Strom widerstandsfähigdehnbar und schmiedbar

Elektronik KommunikationstechnologieHeizungsrohre

Dekorative Korrosion in der Architektur5085-01


Metalle / TitanWerkstoffe

Titan

Nichteisenleichtmetall

fest und leichtsehr korrosionsbeständigniedrige Leitfähigkeitgeringe Wärmeausdehnunghoher Schmelzpunkt

Golfschläger, Brillen, Laptops, Kameras, Implantate,Chemie, Schiffs- und Fahrzeugbau, als weißes Pigment in Lacken

titanhaut, guggenheimmuseum gehry 1997

Lindberg Brillengestell, 1995


Metalle / konventionelle BearbeitungBe- und Verarbeitung

Spanende Trennung

Sägen, Fräsen (CNC), Strahlen, Schleifen, Drehen, Bohren, Polieren, Honen, Laserschneiden, Stanzen...

Urformen

Umformen

Sintern, Schäumen, Sandguss, Extrudieren Kokillenguss, Druckguss, Rotationsguss, Feinguss, Rapidprototyping...

Druckumformen, Walzen, Schmieden, Pressen, Tiefziehen, Drücken, Biegen...


Metalle / konventionelle BearbeitungBe- und Verrarbeitung

Oberfläche

Lackieren, Ätzen, Drucken, Pulverbeschichtung, Wirbelsintern,Galvanisieren, Drucken, Eloxieren (Aluminium), Anodisieren, Sandstrahlen...

Verbinden

Schweißen, Kleben, Nieten, Löten, Schrauben, Klicken, Passen...


Metalle / Eisen / GeschichteDesign

Ein altes Material

Aus Eisenerz zu Eisenguss daraus Eisenbahn

der Krieg als „Vater aller Dinge“Kanonen, um 1800erste Metallbohrmaschine

Zunächst Schmieden, Drehen und Fräsen und dann Guss möglich


Metalle / Stahl / GeschichteDesign

Glasfassade und Stahl-beton

Stahl in der Architekturhöher, leichter und offener Stahlgerippe mit GlasfassadeWolkenkratzer

Galleria Vittorio Emanuele, Mailand 1864

Fagus- Werk, Gropius 1917


Metalle / Stahlrohr / BreuerDesign

Marcel Breuer(1902-1981)

Leiter der Metallwerkstatt am BauhausExperimente mit Stahlrohr

Aus der Idee Fahrradlenker ergaben sich neuartige, leichte Formen im Möbel- u. Einrichtungsdesign.

Wassily-Stuhl, Breuer 1927


Metalle / Stahlrohr/ ProuvéDesign

Jean Prouvé (1901-1971)

Gelernter KunstschmiedAb 1924 Möbelentwürfe aus Profilstahlblech in neuem Elektroschweißverfahren Eigene Technik Stahlrohr zwecks größerer Stabilität an den wichtigsten Druckstellen zusammen zu pressenMethoden und Formen aus der Flugzeugtechnik.

antony, 1950 Aluminiumstellwand, 1948

cite arm chair relaxer, 1931


Metalle / Aluminium / GussaluminiumDesign

Aluminium

Massenproduktion in Gussaluminium möglichKomplexe Formen und wenig MasseBeispiel: Stapelstühle

Albinson Modell Nr.1601, Don Albinson 1965


Metalle / Aluminium / VerpackungDesign

Verpackung

Zunächst Weißblech dannAluminiumGetränkedose www.rexam.com

Vom Verschweißen und Bördeln zu Form aus einem Stück

Aluminiumfolie in Tetrapack


Metalle / Aluminium / AradDesign

Ron Arad (geb.1951)

Verbindung aus High-Tech und Poesie. Absichtlich von Serienproduktion distanzierte „Kunstmöbel“.Stuhl „Tom Vac“ aus vakuumgeformtem Aluminium.

well tempered chair, 1986

tom vac, 1997

loop loom, 1992


Metalle / Aluminium / FlachmaterialienDesign

Metallblech

Vergoldetes Alu,Lampe ParagaudiIngo Maurer, 1997

Recycling, www.borisbally.com, 2000

blackwrap, schwarz eloxierte Alu-miniumfolie, biegsam und hält die Form, zum Lichteindämmern bei Fotografie, www.allfoils.com

Biegsame Kanten, aus 2D wird 3D, BluDot 1998


Metalle / DrahtDesign

Neu interpretiert

Spielplatzgitter von Joep Verhoeven „Alles lässt sich neu erfinden“


Metalle / MagnetenEntwicklungen

Magnetisch

Flexibles Magnettuch (1)0184-01Bedruckbare Magnetfolie www.aic.com.hk

Flexibler Magnetgummi (4)www.dextermag.com

Magnetische Tinte (2)5528-03Bei elektromagnetischem Feld vibrierendes Metall (3)4987-01Magnetische Flüssigkeiten3680-01

1 2

3 4


Metalle / Schaum

Schäume

Aluschaumwww.alusion.com, www.ptc.nl, www.alveo.com, www.tenberge.nl

Stahlschaumwww.scholz-in-duisburg.de

Sehr fest aber wenig Masse:Leichtbau, Dämpfung, Wärme-und Schallisolierung, Fahr-zeuge, Luft- und Raumfahrt, Medizin (Knochenstruktur)www.m-pore.de DresdenSchaumzentrum Chemnitz

1495-016073-01

Entwicklungen


Metalle / HydroformenEntwicklungen

Hydroforming

Innenhochdruckumformenwww.innovations-report.de/html/berichte/verfahrenstechnologie

Rohre werden mit Wasserdruck von innen an eine Werkzeugform gedrückt

Hydromech. Tiefziehenwww.hmt.co.at

Blech wird mit einem Stempel, nachgiebigem Niederhalter und unendlich flexiblem Hydrobad zum Hohlkörper geformt.Ergibt exelente Oberfläche5797-01


Metalle / PulverspritzgussEntwicklungen

MetallpulverspritzgussMetal inyection moldingwww.mimplus.de

Spritzguss von Kunststoff- Metallpulvergemisch

Kunststoff ausschmelzen

Am Schmelzpunkt des Metalls Werkstück sinternund damit wieder verdichten

Auch mit Titan nöglichSehr komplexe Formen4048-01


Metalle / RapidprototypingEntwicklungen

Rapidprototypingmit Metallen

Direct Metallic ToolingSelektives Lasersinternwww.harvest-tech.com

Computergesteuerte Ver-schmelzung von Metallpulver durch LaserstrahlenZ.B. Aluminium mit Polyamid5201-01


Metalle / Stahl / StahlkissenEntwicklungen

Stahlkissenwww.fullblownmetals.com

Zwei Metallquadrate aus Aluminium- oder Stahlblech werden miteinander verschweißt und aufgeblasen.Das Kissen hält seine Form und ist sehr stabil.Formenvielfalt ist aber nur reduziert möglich. 5368-01

Abflußstöpselhalter, Newby, 2002


Metalle / MemorymetalleEntwicklungen

Memory-Metallwww.memory-metalle.de

Werkstoff: NiTinol (Bimetall)

Thermischer Memoryeffekt(Verändert temperaturabhängig seine Form)

Martensit - Verformbarkeit(Lässt sich sehr lange ohne Bruch biegen)

Superelastischer Effekt (Biegt sich auch nach starker Umformung wieder zurück)

MedizintechnikSchaltungenKlettverschlüsseTextilien etc.4649-01

Leuchte Hanabi, Nendo


Metalle / KeramikMaterialkombinationen

Metallmatrix-Verbund-stoffe (MMC)

Hochfeste keramische Fasern, die in eine Metalllegierung eingebettet sind

Gute Verarbeitbarkeit, Leitfähigkeit und Zähigkeit bei hoher Kratzfestigkeit und geringe Wärmeausdehnung.

AutomobilindustrieSpikes für RennschuheFahrräderGolfschlägerköpfe


Metalle / GlasMaterialentwicklungen

Metallische Gläserwww.innovations-report.de/html/berichte/materialwissenschaften/bericht-45552.html

Durch schnelles Abkühlen einer Schmelze entstehen amorphe Metalle.

Glaseigenschaften:hochfestkorrosionsbeständigMetalleigenschaften:hohe Zugfestigkeit/ Elastizität leitend

In Form von Bändern oder auf Oberfläche aufgedampft


Metalle / PolymerMaterialkombinationen

Metall- Polymer- Ver-bundstoffewww.alucobond.com

Eine Kunststoffkern ist beidseitig mit einer Aluminiumhaut überzogen.Durch das Aluminium ist der Kunststoff geschützt und lässt sich biegen, falten, knicken etcEinmalschaniere1627-05


Metalle / TextilienMaterialkombinationen

Textilien

Metallbeschichtetes Nylongarn 5176-02, 5452-01Natürliche Patina 5722-01Wärmend, kühlend, leitend:Aluminiumfaser 5798-01, 5138-01, 5562-01 Edelstahlgewebe4909-01, 5030-01, 2535-03

Textil + Memorymetall:Hemd, das sich die Ärmel bei Hitze hochkrempelt


Metalle / TendenzAussichten

Aktuelle Tendenzen Prinzip Warum Metall

Kaum mehr Verwendung von reinen Metallen

Nanotechnologieschmutzabweisend, antibakteriell, Antifingerprint, kratz- und abriebfest, Antirefelex, Anti-graffiti, feuerbe-ständig, UV-schutz, Antibeschlag, easy to clean,otuseffekt

Metallverbundstoffe Keramik, Polymere etc

Beschichtungenhitzereagierend, superhart, antibakteriell, ästhetisch

Superlegierungen

Durch spezielle Herstellung, gezielte Beeinflussung oder geschickte Kombination positive Eigenschaften optimieren.

Leichtigkeit bei hoher Festig-keit, Biokompatibler Werkstoff, und vor allem Leitfähigkeit noch nicht komplett durch andere Werkstoffe ersetzbar.Zukunftswerkstoffe: TitanAluminiumMagnesium


Metalle Literatur

Chris Lefteri„Metall. Material-Herstellung-Produkte“avedition GmbH, LudwigsburgISBN 3-89986-018-7

Beylerian, Dent„ultramaterials“Prestel Verlag, München

Fachkunde MetallVerlag Europa LehrmittelHaan-Gruiten, 1999ISBN 3-8085-1153-2

Handbuch für Technisches ProduktdesignSpringer-Verlag, Berlin 2006ISBN 3-540-21416-x

Charlotte und Peter FiellDesign des 20. JahrhundertsTaschen GmbH, Köln 2000

www.wikipedia.de, 2008

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