62620 Bæredygtig anvendelse af materialer

2020/2021

P.g.a. Covid-19 afholdes den skriftlige eksamen for sommeren 2021 som hjemmeonline-eksamen med alle hjælpemidler tilladt og åbent net.
P.g.a. Covid-19 afholdes den skriftlige eksamen for vinteren 2020 som hjemmeonline-eksamen.
Design, Maskin og Produktion ([100])
Maskinteknik: Valgfag
De andre studieretningsledere på DTU Diplom er orienteret: Valgfag
Kursusinformation
Sustainable Management of Materials
Engelsk
5
Diplomingeniør
F3B (fre 13-17)
Campus Ballerup
Forelæsning, opgaveregning og projektarbejde
13-uger
E3B, F3B
Skriftlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Den skriftlige eksamen tæller 70 % og et projektarbejde tæller 30 % af karakteren
4 timer
Alle hjælpemidler er tilladt
7-trins skala , intern bedømmelse
41681/62009/62183/41683/41650/41659/41680
Carsten Rützou , Ballerup Campus, Bygning Ballerup , carru@dtu.dk
62 Institut for Ingeniørteknologi og -didaktik
I studieplanlæggeren
Dette kursus giver den studerende en mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Det overordnede kursusmål er at gøre emnet miljøbelastning ved brug af materialer håndterligt, således at miljøpåvirkning kan indgå som en målbar parameter ved siden af de øvrige egenskaber for et materiale og derved også kan indgå som en parameter ved design af et produkt i lighed med de øvrige kravsspecifikationer.

Formålet er også at bevidstgøre de studerende om, at et produkt både skal opfylde miljøkrav og anvendelseskrav, samt at give dem et værktøj der til. Herunder også de muligheder der ligger i øget materialegenbrug ved produktfremstilling.

Kurset vil være en hjælp for den studerende til at imødekomme FNs verdensmål nr. 12
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Give en kvantitativ vurdering af de miljømæssige konsekvenser ved at producere et givet materiale.
  • Beregne energiforbrug og ækvivalent CO2 udledning ved fremstilling af materialer.
  • Beregne miljøpåvirkninger, ECO index og andre miljødata især ved hjælp af computerprogrammet CES samt at fremstille miljødata grafisk.
  • Definere begrebet ’kritisk materiale’, samt beregne hvor kritisk forbruget af et materiale er sammenlignet med ressourcerne for det pågældende materiale.
  • Redegøre for, hvorfor vi bruger de materialer, som vi gør, samt ændringerne i et produkts egenskaber, hvis vi anvender alternative materialer.
  • Analysere et produkts livscyklus og give kvalificeret bud på, hvilke materialer og hvor stor en del af disse der kan genbruges.
  • Udvikle og bruge modeller for behovet af forskellige materialer fremover også under hensyn til genbrug af disse.
  • Vurdere hvorledes materialeegenskaberne ændres ved genbrug af materialer.
  • Vælge materialer og fremstillingsmetoder, der bedst opfylder ønsker om lav miljøpåvirkning og andre produktmæssige egenskaber (styrke, stivhed, pris…).
  • Forklare principperne for hvorledes, et produkt skal designes konstruktivt og materialemæssigt, således at det opfylder både miljøønsker og produktegenskabsønsker.
  • Gennemføre en omkonstruktion af et givet produkt/komponent, således at dets miljøpåvirkning mindskes, samtidig med at dets egenskaber ikke forringes væsentligt.
Kursusindhold
• Miljøproblemerne, der er forbundet med at producere et materiale.
• Oversigt over hvor grundstofferne/​materialerne kommer fra og konsekvenserne ved at udvinde dem.
• Metoder til at kunne kvantificere miljøproblemerne og derved vurdere hvor store miljøproblemerne er for hvert materiale samt bidragene fra hvert trin i fremstillingsprocessen(erne).
• Beregning af den energi, der er forbundet med fremstilling af materialer, samt CO2 ækvivalenter ved fremstilling af materialer.
• Definition af begrebet ”Embodied energy”.
• En klar definition af begrebet kritiske materialer/grundstoffer.
• Metoder til at vurdere, hvor store reserver der er i verdenen af de forskellige materialer/grundstoffer samt at beregne deres ”tømningsindeks” (index of exhaustion).
• Begrundelse for hvorfor bruger vi de materialer vi gør, og hvad er det ved de kritiske materialer, der gør dem så attraktive, at vi vælger at bruge dem.
• Modeller for forbruget af materialer fremover.
• Computerprogrammet CES som redskab til at kunne vurdere miljøkonsekvenser ved udvinding og brug af materialer.
• Metoder til at kunne vurdere miljøpåvirkningerne fra et produkt gennem hele produktets levetid og derved kunne vurdere miljøpåvirkningen dels fra materialerne i produktet og dels fra brugen af produktet.
• Begreberne; ”recycling”, “down cycling”, “LCA” og “ECO comparison models”.
• Metoder / principper til at kunne fremstille produkter af materialer med lave miljøpåvirkninger samtidig med at produktegenskaberne er acceptable.
• Oversigt over mulige erstatningsmaterialer / alternative materialer og konsekvenserne af disse.
• Beregning / vurdering af hvilke produktmæssige ændringer brugen af alternative materialer medfører, samt beregning af, hvor meget det hjælper på miljøbelastningen at benytte disse materialer.
• Foruden ovennævnte emner indeholder kurset mange eksempler på ovennævnte, således at den studerede kan anvende de nævnte emner.
• Kurset indeholder også et projektarbejde hvor den studerende omkonstruere et eller flere produkter således, at de giver en mindre miljøbelastning, samtidig med at deres funktion opretholdes.
Litteraturhenvisninger
Michael F. Ashby: "Materials and the Environment". Elsevier
Sidst opdateret
05. maj, 2020