בחירה חכמה: Balancing Materials Properties עם דרישות ספציפיות

מבוא ל-Smart Materials

בחירת החומרים הנכונים חיונית להצלחת פרויקטים הנדסיים ועיצוב בכל התעשיות.בחירת החומרים מבוססת על יישום, תכונות חומריות נדרשות, ותקציב.התהליך כולל הערכה של תכונות חומריות שונות כדי לעמוד בדרישות יישום ספציפיות תוך איזון ביצועים, עלות ומגבלות מניפולטיביות. בחירה חומרית חכמה מבטיחה עמידות, ביצועים, יעילות לאורך כל מחזור חיי המוצר.

בחירת החומרים מתייחסת לתהליך בחירת החומרים המתאימים ביותר, בהתחשב בקריטריונים עיצוביים ספציפיים ומגבלות, ליישום הנדסי או מוצר.זה דורש הבנה מפורטת של התכונות החומריות, מאפייני הביצועים, העלות והזמינות. המורכבות של הנדסה מודרנית דורשת גישה שיטתית שעולה מעבר לאינטואיציה או החלטות מבוססות תקדים.

חומרים משפיעים על תפקוד המוצר, שביעות רצון הלקוחות, מערכות הייצור, מחזור חיי המוצר, אשר הולך להשתמש או לייצר אותו, שימושיות, אישיות המוצר, סביבת התפעול, ועלויות באופן מורכב.אפקט רב-פנים זה הופך את הבחירה החומרית אחת ההחלטות הקריטיות ביותר בפיתוח המוצר ועיצוב הנדסי.

הבנה של נכסים חומריים

תכונות חומריות כוללות מגוון רחב של מאפיינים הקובעים כיצד חומר מגיב בתנאים שונים.ניתן לתאר את התכונות במונחים של מכני, אלקטרומגנטי, תרמי, אופטי, פיזי, כימי, אלקטרוכימי, ותכונות קוסמטיות.

תכונות מכניות

התכונות המכאניות של חומר משפיעות על האופן שבו הוא מתנהג כפי שהוא טעון.המודולו הגמישות של החומר משפיע על כמה הוא מסיט תחת עומס, וכוח החומר קובע את הלחצים שהוא יכול לעמוד לפני שהוא נכשל.

תכונות מכניות עיקריות כוללות:

• (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) ,(הדגש בו מתחיל החומר לפענוח באופן מפלסטיק
• (ב) ⁇ :0) שינוי טבעי: 1 (FLT:1) מדד של קשיחות חומרית המתארת את הקשר בין מתח למתח.
• (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ⁇ :0) ⁇ : יכולת של חומר לספוג אנרגיה עד שבר חומרים שיכולים לספוג הרבה אנרגיה לפני ששבר יש קשיים גבוהים.

לדוגמה, תכונות מכניות כגון כוח תשואות ועייפות החיים הם קריטיים עבור חומרים מבניים, שבו הם חייבים לעמוד סוגים שונים של מתח.הבנת האופן שבו תכונות אלה אינטראקציה חיונית לחיזוי ביצועים חומריים ביישומים בעולם האמיתי.

נכסים ארסיים

התכונות הירומאליות קובעות כיצד חומרים מגיבים לשינויים בטמפרטורה ולעברת חום.נכס זה חיוני לחומרים המשמשים בסביבות שבהם מתרחשים תנודות טמפרטורה משמעותיות, כגון בחלל, ייצור חשמל, ותעשיות רכב.חומרים עם יציבות תרמית גבוהה יכולים להתנגד להשפלה, עיוות או אובדן של כוח מכני תחת חום.

תכונות תרמיות חשובות כוללות מוליכות תרמיות, יעילות התפשטות תרמית, יכולת חום מסוימת, ונקודת התכה.הדוכסות של חומר יכולה להשתנות עם טמפרטורה. הרבה סוגים שונים של פלדה למשל הם קשקשים הם טמפרטורת החדר אבל להיות ערה כאשר הטמפרטורה יורדת מתחת לטמפרטורת המעבר דוקטרילי-ל-לברי.זה התנהגות תלויה בטמפרטורה חייבת להיחשב בזהירות בבחירת החומר.

תכונות כימיות ואלקטרוכימיות

התנגדות קורוזיה היא יכולת של חומר לעמוד בנזק שנגרם על ידי תגובות כימיות עם הסביבה, במיוחד חמצון.נכס זה חיוני לחומרים חשופים לתנאים קשים, כגון לחות, מלח או כימיקלים, אשר יכול להוביל להידרדרות לאורך זמן.

תכונות כימיות כוללות התנגדות קורוזיה, התנגדות חמצון, יציבות כימית, ותגובה עם חומרים ספציפיים.נכסים אלה חשובים במיוחד לחומרים המשמשים לעיבוד כימי, סביבות ימיות, ויישומים ביו-רפואיים שבהם החומר חייב לשמור על השלמות שלו כאשר נחשפים לסביבות קורוזיות או תגובתיות.

תכונות חשמל ומגנטיות

לעומת זאת, תכונות חשמליות כמו התנגדות עשויות להיות חשובות יותר עבור חומרים אלקטרוניים. תכונות חשמל כגון מוליכות, התנגדות, כוח דיאלקטרי, ורישיונות לקבוע כיצד חומרים אינטראקציה עם שדות חשמליים וזרמים. תכונות מגנטיות כולל נחיתות, קורקטיביות, רגישות מגנטית הם קריטיים עבור יישומים במטרויים, מסובכים, ומכשירי אחסון מגנטיים.

תהליך בחירת החומרים השיטתיים

בחירת חומרים היא תהליך קבלת החלטות מורכב בשל מעורבות של קריטריונים שונים של בחירה מבעלי עניין שונים וחומרים מרובים של מועמדים עם תכונות שונות.לכן, יש לבצע את בחירת החומרים ב DfS בהתבסס על שיטות מדעיות ושיטתיות, כך שניתן לבצע החלטות מדויקות.

תהליך בחירת החומרים עבור רכיבי הנדסה כרוך במספר שלבים. מאמר זה מספק סקירה של התהליך. גישה מובנים מסייעת למהנדסים להימנע ממלכודות נפוצות ולקבל החלטות אובייקטיביות, מונעות נתונים.

שלב 1: זיהוי דרישות עיצוב

הצעד הראשון בבחירה חומרית הוא להגדיר בבירור את כל דרישות העיצוב.דרישות הביצוע מתארות את התכונות כי הרכיב או המשותף חייב להיות לתפקד כנדרש.התכונות ניתן לתאר במונחים של תכונות מכניות, אלקטרומגנטיות, תרמיות, אופטיות, פיזיות, כימיות, אלקטרוכימיות וקוסמטיקה.

דרישות בדרך כלל כוללות:

• מפרט ביצועים (קיבולת עומס, טווח טמפרטורה הפעלה, דרישות חשמל)
• דרישות אמינות וחיי שירות צפויים
• תנאים סביבתיים (טמפרטורה, לחות, חשיפה כימית)
• הגבלות ייצור ותהליכים
• עלויות מטרות ומגבלות תקציב
• דרישות ציות ותקנות
• שיקולים של אחריות והשפעה סביבתית

מהנדס יעיל מתעד באופן שיטתי כל פרמטר חיוני לפני בהתחשב אפשרויות החומר.הבה לתוך בחירה חומרית ללא בהירות זו לעתים קרובות מוביל יקר overengineering, או גרוע יותר, קריטי תחת ביצועים.

שלב 2: הקמת קריטריונים לבחירה חומרית

קריטריונים של בחירת החומרים הם תכונות ספציפיות חומרים שמקורן בדרישות שזוהו במהלך שלב 1. לדוגמה, עבור רכיב שיש לתמוך עומס מסוים, הלחץ התשואות המינימלי הנדרש עבור החומר של הרכיב יכול להיות נקבע.

הקריטריונים הברירה לחומרים הנדסיים כוללים תכונות פיזיות (Strength, גמישות, עמידות), עמידות כימית, עלות, זמינות, קלות ייצור, השפעה סביבתית, איכות אסתטית, תאימות לתקנות או לסטנדרטים. תרגם דרישות רחבות לקריטריונים ספציפיים, מדידה חיונית להערכה אובייקטיבית.

שלב 3: זיהוי חומרים

השתמש בקריטריונים של בחירת החומרים כדי לשלול חומרים שלא יספקו את כל קריטריונים של בחירת החומרים.כאשר להעריך אם חומר עשוי להיות מתאים ליישום, הקפד לשקול את טווח החומרים של ערכים עבור תכונות של עניין.

תהליך סינון זה כרוך בדרך כלל באמצעות מסדי נתונים חומריים, תרשימים רכוש וכלים לבחירה כדי לצמצם את היקום העצום של חומרים זמינים להגדרה מנוהלת של מועמדים. מהנדסים להשתמש בכלים כמו ⁇ אשבי וביצועים מעידים על השוואת חומרים ולמצוא את ההתאמה הטובה ביותר ליישום שלהם.

שלב 4: הערכה והשוואה בין המועמדים

ברגע שחומרי המועמד מזוהים, יש לבצע הערכה מפורטת.ליישומים ספציפיים, זהו שילוב של תכונות חומריות (אינדקס חומרי) המאפיינת את הביצועים. Properties of ⁇ s זמינים במאגרי מידע, כך שהטבות ראויות לdices, בשילוב עם ⁇ של אשבי, מאפשרות אופטימיזציה של תהליך הבחירה החומרית.

לוחות דירוג משקל: ציוני אסת למועמדים חומריים המבוססים על כל סדרי עדיפויות ספציפיים לפרויקט, הבטחת הערכה הוליסטית.גישה אנליטית זו שומרת מפני הטיה ומבטיחה החלטות מונחות על נתונים.שיטות הערכה מרובות מסייעות להבטיח הערכה מקיפה של כל הגורמים הרלוונטיים.

שלב 5: לעשות את הבחירה הסופית

הבחירה הסופית כוללת חישוב כל הגורמים וקבלת החלטה שמציקה את כל הדרישות.המטרה היא לבחור חומרים המאפשרים ביצוע הפגישה, אמינות ודרישות העלות.

החלטה זו צריכה להיות תועדות בהצדקה ברורה מדוע החומר שנבחר נבחר על פני חלופות, יצירת תיעוד של התייחסות עתידית ושינויי עיצוב אפשריים.

דרישות מימון

יישומים שונים דורשים תכונות חומריות ספציפיות המבוססות על תנאי התפעול הייחודיים שלהם ועל דרישות הביצועים שלהם. יישומים יכולים להשתנות מרכיבי חשמל לבניית פרויקטים הנדסיים בקנה מידה גדול של הנדסה אזרחית.הבנת הצרכים הספציפיים ליישום אלה היא חיונית לבחירה מוצלחת של חומר.

יישומים אוויריים

רכיבים אוויריים דורשים חומרים המשלבים תכונות משקל עם כוח ואמינות יוצאי דופן.תנאים תפעוליים קיצוניים - כולל טמפרטורות גבוהות, וריאציות לחץ, וטעינה מחזורית - חומרים ביקוש עם עמידות עייפות גבוהה ויציבות תרמית.

חומרים אוויריים נפוצים כוללים ⁇ אלומיניום עבור יחס כוח מעולה שלהם משקל, ⁇ טיטניום עבור יישומים עתירי זמן גבוהה, ומורכבים מתקדמים עבור רכיבים קריטיים משקל.לדוגמה, ⁇ s כמו Inconel וסוגים מסוימים של פלדה נבחרים עבור יישומים עתירי זמן גבוהה כי הם שומרים על שלמות מבנית שלהם אפילו תחת חום קיצוני.

יישומים ביו-רפואיים

מכשירים ביו-רפואיים זקוקים לגמישות ולהתנגדות קורוזיה כדרישות עיקריות.יישומים רפואיים לפני התאמה ביולוגית וניקוי על אופטימיזציה של ייצור טהור.חומרים לא חייבים לגרום לתגובות שליליות כאשר במגע עם רקמות ביולוגיות וחייבים לשמור על התכונות שלהם בסביבה הקורטוזיבית של הגוף האנושי.

פלדה ללא סטטין, ⁇ טיטניום, סגסוגת cobalt-chromium, ופולימרים מיוחדים משמשים בדרך כלל ביישומים ביו-רפואיים.חומרים אלה חייבים לעמוד בדרישות רגולטוריות מחמירות ולעבור בדיקות נרחבות כדי להבטיח את דרישות הבטיחות של המטופל בייצור מכשירים רפואיים כוללים בדרך כלל פרוטוקולים משופרים. דרישות אלה עשויות לסייע לחומרים עם תכונות ייצור צפויות יותר, גם אם חומרים אחרים עשויים להציע ביצועים פונקציונליים מעולים.

יישומי רכב

תעשיית הרכב דורשת חומרים שמשנים כוח, משקל, עלות ומיומנות.כלי רכב מודרניים מדגישים יותר ויותר יעילות דלק, הביקוש המניע לחומרים קלים שאינם מתפשרים על בטיחות או עמידות. חומרים חייבים לעמוד בפני רטט, רכיבה על טמפרטורה, ועומסים פוטנציאליים תוך שמירה על עלויות יעילות לייצור המוניות.

פלדה גבוהה סטריאנט, ⁇ אלומיניום, ופולימרים הנדסיים משמשים נרחב ברחבי בנייה של כלי רכב.קשה של פלדה קלה משמש לספוג את ההשפעה של התרסקות באזור סרטני.זה מראה כיצד תכונות חומרים ספציפיות ממונף עבור פונקציות בטיחות קריטיות.

בנייה ותשתית

יישומים בנייה דורשים חומרים עם כוח דחוס גבוה, עמידות, וחסכוני בקנה מידה גדול. כוח מדכא נדרש עבור עמודות או עמודות התומכים במשקל מסיבי של בניין או גשרים.חומרים חייבים גם להתנגד להידרדרות סביבתית מעל עשרות שנים של חיי שירות.

פלדה מבנית, וחומרים מילדות יוצרים את עמוד השדרה של הבנייה.דבורים פלדה המשמשים בבניית גורדי שחקים נועדו לעמוד בעומסים כבדים ללא הפסקה, הודות לנכסים המכניים המצוינים של פלדה. הברירה חומרית בבנייה חייבת גם לשקול זמינות מקומית, שיטות בנייה, דרישות תחזוקה ארוכות טווח.

יישומים חשמליים ואלקטרוניקה

יישומים אלקטרוניים דורשים חומרים עם תכונות חשמליות ספציפיות, יכולות ניהול תרמיות, ויציבות ממדית.מוליכים חייבים להיות התנגדות חשמלית נמוכה, בעוד אינסולטורים זקוקים לחוזק דיאלקטרי גבוה.ההתנהגות הירומית היא קריטית לניתוק חום באלקטרוניקה כוח ויישומים מחשוב ביצועים גבוהים.

קוטפר ואלומיניום שולטים כמוליכים, בעוד קרמיקה, פולימרים שונים, ומורכבים משמשים כמבודדים ומ substrates.המיניון של אלקטרוניקה מציב דרישות נוספות על חומרים, הדורשות שליטה מדויקת של התרחבות תרמית ואמינות מעולה תחת רכיבה תרמית.

מינוף מספר רב של נכסים

אחד האתגרים הגדולים ביותר בבחירת החומר הוא כי חומרים חייבים לעתים קרובות לאזן מספר רב, לפעמים סכסוכים נכסים.האתגר המרכזי הוא אפוא לחדול בין לפעמים דרישות סותרות.

כוח-דוקטיות סחר-off

אחד מהמתקפה הנפוצים ביותר בבחירה חומרית כרוך איזון כוח ודקטיות.עבור חומר שיש לו קשיחות גבוהה יש לו איזון טוב של כוח גבוה ומיומנות גבוהה. עם זאת, כוח גובר לעתים קרובות מקטין את הדוקטרינה, ולהיפך.

מהנדסים בוחרים לעתים קרובות חומרים דוקטריליים לעיצוב כי חומרים אלה מסוגלים לספוג הלם או אנרגיה, ואם הם הופכים להיות מוגזמים, הם בדרך כלל יוצגו עיוות גדול לפני כישלון.זה מספק שולי בטיחות ואזהרה גלויה לפני כישלון קטסטרופלי.

המפתח לנוקשות הוא שילוב טוב של כוח ודוכסיות. חומר בעל עוצמה גבוהה ודוכסיות גבוהה יהיה קשה יותר מאשר חומר בעל כוח נמוך ומיומנות גבוהה.הבנת מערכות יחסים אלה עוזר למהנדסים לבחור חומרים המספקים את האיזון האופטימלי עבור היישום הספציפי שלהם.

משקל ועוצמה

יישומים רבים, במיוחד בתעשיות אווירוקל ומכוניות, דורשים מקסימום כוח תוך צמצום משקל.המהנדס מחשב יחס רלוונטי (למשל, קשיחות / ממסה), מה שהופך את הדרישה התפקודית לקריטריון אובייקטיבי.אינדקס זה מדרג משפחות חומריות בהתאם לכדאיותן האמיתית.

מדדים כגון כוח ספציפי (יחסי צמיחה למשקל) ונוקשות מסוימת (יחסי משקל עד משקל) מסייעים לכמת את החומרים האלה כמו ⁇ טיטניום, ⁇ אלומיניום, וסיבים פחמן מרוכבים במדדים אלה, אם כי הם בדרך כלל מגיעים בעלות גבוהה יותר מאשר חומרים קונבנציונליים כמו פלדה.

עלויות ו-Vover Performance

העלות היא תמיד שיקול קריטי בבחירת החומר.במרבית המקרים, העלות של חשבונות חומרי גלם כ 50 אחוזים מהעלות הסופית.ברור, העלות של החומר היא גורם מרכזי המשפיע על הבחירה של החומר או התהליך.

עלינו לציין כי השימוש בחומר זול יותר לא תמיד יפחית את העלות הסופית של הרכיב או המוצר.שימוש בחומר זול יותר עשוי להיות קשור בעלות עיבוד גבוהה יותר עקב מספר גדול של פעולות להתבצע וגם יותר גרוטאות.

מהנדסים בוחרים לעתים קרובות חומרים העולה על דרישות פונקציונליות על ידי שוליות משמעותיים, יצירת מורכבות ייצור מיותרת.הימנעות משיפור יתר מסייע אופטימיזציה של איזון ביצועים.

שיקולים של

בחירה חומרית עבור מניפולציה היא התהליך השיטתי של בחירת חומרים המבוססים לא רק על דרישות פונקציונליות אלא גם על כמה בקלות ועלות-יעילות ניתן לעבד באמצעות שיטות ייצור זמינות. גישה זו רואה את כל מחזור החיים של הייצור, החל מייצור פעולות ראשוניות באמצעות איסוף סופי בקרת איכות.

נקודת המבט של מניפולציה מעריכה חומרים נגד קריטריונים ספציפיים: דירוגים של מיומנות, תכונות צורה, דרישות עיבוד תרמיות, תאימות עם פעולות משניות.חומרים שהצטיין באופן פונקציונלי אבל יצירת צווארי בקבוק ייצור יכול להשפיע באופן משמעותי על קווי זמן הפרויקט ותקציבים.

בחירה חומרית מוצלחת דורשת הערכה שיטתית של דרישות פונקציונליות והשלכות הייצור.דרישות ביצועים צריך להיות מופרד בבירור ל"חייב" מול קטגוריות "נחמדות-ליש" לעתים קרובות, חומרים העולה על דרישות פונקציונליות על ידי שולי גדולים ליצור מורכבות ייצור מיותרת ללא מתן יתרונות משמעותיים של המוצר.

כלי בחירה ושיטות

בחירת החומר המודרנית מסתמכת על כלים ומתודולוגיות שונים כדי לנהל את המורכבות של השוואת אלפי חומרים פוטנציאליים על פני עשרות נכסים.הגישה המערכתית שפותחה על ידי מייקל אשבי מספקת בדיוק מסגרת זו: היא ממירת מפרטים פונקציונליים לקריטריונים שניתן למדידה אובייקטיבית של תכונות חומריות וההסרחת ההדרגתי של אפשרויות לא רלוונטיות.

Ashby Charts ו-Matsual Property Charts

תרשים בחירת חומרים הוא שיטה גרפית המשמשת בהנדסה חומרים כדי לדמיין ולהשוות את המאפיינים של חומרים שונים.זה עוזר למהנדסים בבחירת החומר המתאים ביותר עבור יישומים ספציפיים המבוססים על גורמים כגון כוח, עלות, עמידות, או משקל.

בלב השיטה, דיאגרמות בקנה מידה לונאריתמיות מעצבים את כל התכונות החומריות על מנת להנחות בחירה רציונלית. Ashby ⁇ ⁇ ⁇ שתי תכונות חומריות אחד נגד השני על בקנה מידה לוגיסטי, עם משפחות חומריות שונות הכובשות אזורים נפרדים של התרשים.זה זו מקלה לזהות חומרים שעומדים בדרישות ביצועים ספציפיות.

Ashby Charts: ייצוג גרפי של שני נכסים מתחרים (או יותר) מהנדסים מגדירים "גלובוס" כי תיבת חומרים מועמדים לעמוד בקריטריונים של פרויקט.קווים בחירה ניתן להימשך על ⁇ אלה כדי לייצג אינדיקציות ביצועים ספציפיות, עוזר לזהות חומרים אופטימליים עבור יישומים מסוימים.

תביעות

אינדיקציות חומריות: דמויות Composite, כגון משקל-על או קשיחות-per-cost, הטביעות תכונות מרובות להשוואה ישירה.הביצועים משלבים תכונות חומריות מרובות למדד אחד המתייחס ישירות למטרה עיצובית מסוימת.

העיקרון הליבה הוא להמיר דרישה פונקציונלית ליחס אובייקטיבי אמין, הנקרא מדד ביצועים.לדוגמה, קרן קלה הדורשת קשיחות מקסימלית תשתמש באינדקס הביצועים E (1/2) / ⁇ , שבו E הוא המודולוס ו- ⁇ הוא צפיפות חומרים עם ערכים גבוהים יותר של אינדקס זה לספק ביצועים טובים יותר עבור יישום ספציפי זה.

ניתוח החלטות רב-טקסריות

המאמץ הבין-תחומי הנדרש ברוב המקרים אינו טריוויאלי ומעצב ההנדסה לא רק דורש מידע מפורט, נגיש ובזמן על המאפיינים של החומרים, אלא גם ידע של קבלת החלטות מרובות-ביקורתיות (MCDM) ספר זה מתאר את העקרונות העיקריים ויישום אסטרטגי של טכניקות MCDM כדי לתמוך במהנדסי הנדסה להשוות את הביצועים של חומרים מבוססים, חומרים חדשים, היברידיים בעת בחירת החומרים המתאימים ביותר עבור עיצוב.

שיטות MCDM מספקות גישות מובינות להערכת חומרים כנגד קריטריונים מרובים בו זמנית.שיטות אלה להקצות משקל לקריטריונים שונים המבוססים על החשיבות היחסית שלהם וחושבות ציונים הכוללים עבור כל חומר מועמד. Common MCDM טכניקות כוללות מודלים של סכום משקל, תהליך היררכיה אנליטית (AHP), ו- TOPSIS (טכניקה למסדר העדפות דומות לפתרון אידיאלי).

תוכנה

השימוש בכלי ייעודי משנה באופן קיצוני את זרימת העבודה הנדסית: מרכזיזציה מבנה: הפלטפורמה משלבת את כל הנתונים הרלוונטיים (נכסים פיזיים, מאפיינים כימיים, תהליכי ייצור) במחסן יחיד, ביטול פיזור נתונים. ניהול סכסוכים: המערכת מאפשרת לך מיד לדמיין את ההשפעה של שינוי במשתנה אחד על תכונות חומר אחרות, מתן הבנה מערכתית של פעולות מסחר טכני-הסתירה: הודות לקריטריונים חזותיים והגדרה של פתרון אופטימיטיבי של קריטריונים אופטימיים של בחירה אופטימטיביים של מוטציות.

עבור יישום מעשי, צוותים מובילים משלבים כעת מסדי נתונים חומרים מקוונים ותוכנות אופטימיזציה.פיתוח החומרה של AJProTech מעסיקה שיטות אלה כדי להאיץ תוצאות וקיצוץ עלויות הפיתוח.כלי תוכנה מודרניים משלבים מסדי נתונים חומריים, אלגוריתמים בחירה ויכולות הדמיה כדי לייעל את תהליך הבחירה.

משפחות חומריות ואופייהן

חומרים מאורגנים בדרך כלל למשפחות בהתבסס על המבנה האטומי שלהם ועל המאפיינים האג"ח שלהם.כל משפחה מציגה תכונות והתנהגויות שונות שהופכות אותם מתאימים ליישומים שונים.בחירת חומרית היא פעילות גופנית בפשרות, עם כל מחלקה המציעה נקודות חוזק ייחודיות ומציגה מגבלות נפרדות.

מתכת וכלולים

מתכת: בבעלות כוח, קשיחות, עמידות, ו מוליכות תרמית. Common in לטעון או יישומים מבניים, מגשרים לאופניים.עם זאת, מתכות יכולות להיות כבדות (הפנייה) ורגישות לקורטוזיון, הדורשות ציפוי זהיר או סגסוגת.

מתכת ידועים בכוחם, הטקטיות והנוקשות שלהם.הם יכולים לעמוד בפני כוחות גדולים ללא שבירה והם משמשים לעתים קרובות ביישומים הדורשים עמידות והתנגדות ללבוש ולקרוע.מבנה האג"ח המתכתי מאפשר עיוות פלסטי, מה שהופך מתכות לצורות דרך תהליכי ייצור שונים.

(FLT:0Steel:FLT:1 Steel, ⁇ המורכבת בעיקר ברזל ופחמן, ידועה בזכות כוחו, הדוקטרינה והעמידות שלה.התכונות המכאניות שלה יכולות להיות מותאמות באמצעות תוספת של אלמנטים שונים ובאמצעות טיפול חום, מה שהופך את פלדה רב תכליתי.

(FLT:0) Aluminum:FLT:1 , אלומיניום נחגג למשקל האור שלה, עמידות קורוזיה, ו מוליכות. מאפיינים אלה, בשילוב עם תכונות מכניות שלה, להפוך אותו מועדף עבור תעשיות מחפש יעילות ועמידות. סגסוגת אלומיניום מציעים יחס חיובי לחוזק עבור יישומי אוויר ורכב.

(FLT:0)Titanium:FLT:1 ⁇ טיטניום משלב כוח גבוה, צפיפות נמוכה, והתנגדות קורוזיה מעולה. ביו-קופפטיות שלהם הופכת אותם אידיאליים עבור שתלים רפואיים, בעוד הביצועים שלהם לטווח גבוה מתאים יישומים אוויר.

פולימרים

פולימרים: משקל אור, תכליתי, לעתים קרובות פחות יקר, וקל לעצב לתוך צורות מורכבות. Common עבור דיור, רכיבים פנימיים, ומוצרי צרכנים.עם זאת, הם יכולים להיות נוטים לזחול, יש כוח נמוך יותר, ו degrade תחת UV או חום אלא אם כן התייצב.

לעומת זאת, פולימרים הם בדרך כלל גמישים יותר ויש להם צפיפות נמוכה יותר. פולימרים כוללים thermoplastics, אשר ניתן להמיס שוב ושוב ורפורמה, ותרמומנטים, אשר עוברים שינויים כימיים בלתי הפיכים במהלך ריפוי. הנדסת פולימרים כמו ניילון, פוליקרבונט, ו PEEK מציעים תכונות מכניות מתאימות יישומים תובעניים.

פולימרים מצטיינים ביישומים הדורשים ג'ממות מורכבות, התנגדות כימית, בידוד חשמלי או ירידה במשקל.המודולו הנמוך שלהם בהשוואה למתכות הופך אותם מתאימים ליישומים הדורשים גמישות או רטט.עם זאת, מגבלות הטמפרטורה ונטייה לצוץ תחת עומסים מתמשכת יש לשקול בזהירות.

Ceramics

Ceramics: קשה במיוחד נגד שחיקה וחום, בנוסף הם אינרציה כימית, מה שהופך אותם אידיאליים ללבוש חלקים ורכיבים מרתיעים.

דוגמאות לחומרים חמים כוללות זכוכית וקרמיקה. Ceramics להפגין כוח דחוס גבוה אבל כוח רבנים נמוך כמעט ללא דיקטטורה. Brittleness הוא ההפך של קשיחות; חומרים גליצים פשוט שבורים ללא כל עיוות פלסטי ואינם מתאימים לרוב התהליכים המכוננים ללא טיפול חום.

קרמיקה מתקדמת כמו סיליקון קרבייד, סיליקון nitride, ואלומיניום לשרת בטמפרטורה גבוהה, שרירית, וסביבות קורוזיות שלהם דורש עיצוב זהיר כדי למנוע מתחים וריכוזים מתחים. Ceramic matrixs מנסה לשפר את הקשב תוך שמירה על התכונות המועילות של קרמיקה.

המונחים

חומרים Composite משלבים שני חומרים או יותר המרכיבים כדי להשיג נכסים מעולים לאלה של הרכיבים בודדים. סיבים מבוססי מחוספס, המורכב סיבים חזקים משובצים בחומר ממטריקס, מציעים יחסים יוצאי דופן של כוח למשקל ויכול להיות מותאם לכיוונים ספציפיים של טעינה.

סיבים פחמן מרוכבים מספקים קשיחות יוצאת דופן וכוח במשקל מינימלי, מה שהופך אותם אידיאליים עבור אווירול וספורט ביצועים גבוהים מוצרים ספורטיביים.סיבים גלי זכוכית מציעים ביצועים טובים בעלות נמוכה יותר עבור יישומים חשמליים וימיים.טבע אנזוטרופי של תרכובות - בעל תכונות שונות בכיוונים שונים - דורש שיקול תכנון זהיר אבל גם מאפשר אופטימיזציה עבור מסלולים ספציפיים עומס.

שיקולים סביבתיים וקיימות

בחירה חומרית מודרנית יותר משלבת את ההשפעה הסביבתית והקיימות כקריטריונים קריטיים.כפי שנדון בפרק זה, בחירת החומרים היא חלק חיוני של המאמץ DfS לפתח מוצרים ותהליכים שהם בר קיימא, הן מבחינת היבטים סביבתיים, כמו גם עלות המוצר ומימוש ציפיות משתמשי קצה.

דרישות אלה מגבילות את החומרים שניתן להשתמש בהם במרכיבים ומפרקים לחומרים שניתן להשתמש בהם מחדש או למחזר אותם.הדרישות עשויות להגביל גם את תהליכי הייצור מאשר לשמש ליצירת רכיבים ומפרקים לתהליכים שאינם מזיקים לסביבה ואינם משתמשים בכימיקלים וחומרים המיוצרים באמצעות תהליכים סביבתיים שאינם ידידותיים לסביבה.

הערכה מחזור חיים

הערכת מחזור חיים (LCA) מעריכה את ההשפעה הסביבתית של חומר לאורך כל מחזור החיים שלו, ממיצוי חומרי גלם באמצעות עיבוד, שימוש, וסילוק חיים או מחזור חיים.השקפה מקיפה זו מסייעת לזהות חומרים עם טביעת רגל סביבתית נמוכה יותר, גם אם האנרגיה הראשונית שלהם גבוהה יותר.

גורמים מרכזיים ב- LCA כוללים אנרגיה ממותגת (אנרגיה הנדרשת כדי לייצר את החומר), טביעת רגל פחמן, שימוש במים, רעילות של תהליכי ייצור, מחזוריות, ו biodegradability. חומרים עם מחזור גבוה, כגון אלומיניום ופלדה, עשויים להציע יתרונות סביבתיים למרות ייצור ראשוני אנרגיה, כמו מחזור דורש פחות אנרגיה מאשר ייצור ראשוני.

עקרונות כלכלה מעגליים

הגישה של הכלכלה המעגלית מדגישה עיצוב מוצרים ובחירת חומרים כדי לאפשר שימוש, הגשמה מחדש, ומחזור בסוף החיים.זה מנוגד למודל המסורתי ליניארי "לתפוס-לכאורה" של בחירה חומרית התומכים בעקרונות הכלכלה המעגלית רואה:

• וודאות של דיסבוע עבור שחזור רכיב
• תאימות חומרית למחזור
• יכולת להאריך את חיי המוצר
• זמינות של Recycling Infrastructure
• שמירה על ערך בחומרים משניים

בחירת חומרים התומכים בעקרונות של כלכלה מעגלית מסייעת להפחית את צריכת המשאבים ואת ההשפעה הסביבתית תוך יצירת ערך כלכלי באמצעות התאוששות חומרית.

המונחים: Compliance

הדרישות מתייחסות לחומרים שניתן להשתמש בהם במרכיב או במפרק ולאיכות ולאמינות הצפויה של החומרים ליישומים ספציפיים.לכל מדינה יש מערך תקנות משלה.

תקנות כגון RoHS (הגבלת חומרים מסוכנים), REACH (התקנה, הערכה, אישור והגבלות של כימיקלים), ותקנות מינרלים סכסוכים שונים משפיעים על ברירה חומרית.

אתגרים משותפים ב-Mattual

למרות גישות שיטתיות וכלים מתקדמים, בחירת החומר מציגה אתגרים מתמידים שמהנדסים צריכים לנווט.

זמינות נתונים ואיכות

נתונים של רכוש חומרי עשויים להיות דליקים, או נמדדים על ידי שיטות ניסיוניות שאינן דומות ישירות.הנכסים הקשורים עשויים להציג פיזור סטטיסטי משמעותי או עשוי להיות מאוד תלוי בתכונות עיבוד ספציפיות.

תכונות חומריות יכולות להשתנות באופן משמעותי על בסיס ההיסטוריה של עיבוד, טיפול חום ושיטות ייצור.נתוני שפורסם לעתים קרובות מייצגים תנאים אידיאליים שעשויים לא לשקף חומרי ייצור בפועל.מהנדסים חייבים לקחת בחשבון את יכולת ההחלמה הזו באמצעות גורמי בטיחות מתאימים, וכאשר קריטיים, לבצע בדיקות ספציפיות ליישום.

בדיקה אחרונה ב-Valsus systematic Analysis

בניגוד לא ודאויות משמעותיות אלה, בעיות בחירה חומריות הן לעתים קרובות מאוד מורכבות והחלטות בחירה חומרית מבוססים לעתים קרובות על אינטואיציה או תקדים. גישה זו היא בעייתית כמו תוצאות בחירה חומרית הן לעתים קרובות מנוגדות ולא ניתן לפתור באופן אינטואיטיבי, עיצוב מבוסס תקדים אינו מתאים בפני החלפת מפרטים עיצוב, לדוגמה את המגבלות המחמירות יותר עם השפעה סביבתית וצריכת דלק.

אפילו אנשי מקצוע מנוסים מופתעים לפעמים כאשר האפשרות המועדפת עליהם היא מפורמת על ידי אלטרנטיבה פחות ידועה פעם שכל המדדים נחשבים.ניתוח שיטתי מסייע להתגבר על הטיה לזהות פתרונות אופטימליים שאולי לא ברור מניסיון לבד.

דרישות של Stake

בחירה חומרית כוללת לעתים קרובות דרישות איזון של בעלי עניין מרובים עם סדרי עדיפויות שונים.מהנדסי עיצוב מעדיפים ביצועים, מהנדסי ייצור להתמקד על תהליך, רכש מדגיש עלות וזמינות, ושיווק עשוי להיות דרישות אסתטיות.ניהול של גורמים סובייקטיביים: הבחירה לעתים קרובות oscillates בין מטרות אסתטיות המונעות על ידי תכנון ועמידות דרישות מוכתב על ידי הנדסה.

בחירה יעילה בחומר דורש תקשורת ברורה ומשא ומתן בין בעלי העניין להקים סדרי עדיפויות מוסכם והחלטות סחר מקובלות.תיעוד החלטות אלה יוצר שקיפות ומאפשר שינויים בתכנון עתידי.

חומרים חדשים וחדשים

חומרים חדשים מופיעים ברציפות, מציעים תכונות גבוהות יותר, אך עם היסטוריה מוגבלת של יישומים וביצועים לטווח ארוך לא ברור.אימוץ חומרים חדשים כרוך איזון יתרונות פוטנציאליים נגד סיכונים הקשורים ביצועים לא מוכחים, בסיס הספק מוגבל, ותפקוד פוטנציאלי obsolescence.

בדיקות תורו, תוכניות פיילוט וערכת סיכונים מסייעות בניהול מבוא של חומרים חדשים. החל עם יישומים לא קריטיים מאפשר לצבור ניסיון לפני ביצוע שימושים גבוהים.

שיטות טובות לבחירה יעילה

יישום שיטות הטובות ביותר משפר את האיכות והיעילות של החלטות בחירה חומרית.

מעורבות מוקדמת בתהליך עיצוב

בחירת החומרים צריכה להתחיל מוקדם בתהליך העיצוב, לא כהמשך לאחר מכן, המעורבות של הספקית הקדומה מספקת תובנות חשובות לגבי השלכות עיבוד שאולי לא ברור מגלי נתונים חומריים בלבד.השיקול המוקדם של חומרים משפיע על החלטות עיצוב ומסייע להימנע מעיצובים יקרים מאוחר יותר.

גישות הנדסיות במקביל המשלבות בחירה חומרית עם פיתוח עיצוב מאפשרות אופטימיזציה של חומרים וגיאומטריה כדי להשיג ביצועים הרצויים. גישה הוליסטית זו מניבה לעתים קרובות פתרונות טובים יותר מאשר אופטימיזציה של עיצוב ואחריו בחירה חומרית.

מסמכים ועבירות

לפני השקת אב הטיפוס הראשון, יש לשאול שאלה אחת: האם קריטריונים לבחירת החומרים שלך המבוססים על ניתוח מעקב וסביר הניתן לחינוך מחדש... או על הרגלי טאהטיים? תיעוד של קריטריונים בחירה, שיטות הערכה ורציונלית החלטות יוצר תיעוד מעקב התומך בשינויים עתידיים ופתרון בעיות.

המסמכים צריכים לכלול דרישות, חומרים של מועמדים שנחשבים, תוצאות הערכה, סיבות לבחירת, וסיבות לדחיית חלופות.מידע זה מוכיח שלא יסולא בפז כאשר עיצובים חייבים להיות משתנים או כאשר פרויקטים דומים מבוצעים.

כוונון ובדיקה

בעוד שיטות אנליטיות ומאגרי מידע מספקים הדרכה חשובה, בדיקות פיזיות של חומרים מועמדים בתנאים בפועל מספק את נתוני הביצועים האמינו ביותר. Prototyping מאפשר אימות של בחירה חומרית לפני ביצוע ייצור בקנה מידה מלא.

בדיקות צריכות להתמקד בתכונות קריטיות ובמצבי כישלונות הרלוונטיים ליישום הספציפי.מבחן החיים המאומת מסייע לחזות ביצועים ארוכי טווח במסגרות זמן דחוסות.בדיקת מספר חומרי המועמדות במקביל מאפשרת השוואה ישירה בתנאים זהים.

למידה מתמשכת ושיפור

זה לוקח קצת להתמקד משמעת ליישם את תהליך בחירת החומרים, אבל את התגמולים של פחות בעיות יישום מהיר יותר או עיצוב שווה את זה. ארגונים צריכים ללכוד לקחים נלמדים החלטות בחירה חומרית, הן הצלחות וכישלונות, כדי לשפר את הבחירה העתידית.

שמירה על מסד נתונים של אפשרויות חומרים קודמות, נתוני ביצועים, ולקחים שנלמדו יוצרת ידע מוסדי שמשפר את איכות ההחלטות לאורך זמן.סקירה רגילה של תהליכי בחירה חומרית מזהה הזדמנויות לשיפור ומבטיחה היערכות עם שיטות טובות נוכחיות.

עתיד הבחירה החומרית

בחירה חומרית ממשיכה להתפתח עם קידום הטכנולוגיה, חומרים חדשים, ודרישות משתנות.מגמות רבות מעצבות את עתיד הפונקציה ההנדסית הקריטית הזו.

חומרים מדעיים

שיטות קידוד מאפשרות יותר ויותר חיזוי של תכונות חומריות מעקרונות ראשונים, צמצום ההסתמכות על נתונים ניסיוניים.אלגוריתמים של למידת מכונות יכולים לזהות דפוסים במאגרי מידע חומריים ולהציע מועמדים מבטיחים ליישומים ספציפיים.כלים אלה מאיצים את הגילוי והאופטימיזציה של חומרים חדשים.

שילוב של כלים חישוביים עם שיטות בחירה מסורתיות יוצר גישות היברידיות חזקות המשלבות את מהירות החישוב עם האמינות של אימות ניסיוני.כשיטות חישוביות בוגר, הם יאפשרו מחקר מהיר יותר של חללי עיצוב חומריים עצומים.

טכנולוגיות ייצור מתקדמות

ייצור אדקטי וטכנולוגיות ייצור מתקדמות אחרות מרחיבות את מגוון החומרים האפשריים ומאפשרות יצירת ⁇ חומרים מורכבים ומבנים שלא ניתן לייצר קודם לכן.טכנולוגיות אלה משנות את המגבלות המסורתיות על בחירת חומרים, ומאפשרות אופטימיזציה לביצועים ולא לתועלת אדם.

כאשר טכנולוגיות אלה בוגרות והופכים להיות יעילים יותר, הן יאפשרו שימוש בחומרים ובעיצובים שהיו בעבר לא מעשיים, שעלולים לשבש פרדיגמות מסורתיות של בחירת חומרים.

חוסר יכולת

מודעות סביבתית מוגברת ולחץ רגולטורי יעדיפו יותר ויותר את קיימות בבחירת החומר.חשיבה מחזור החיים, עקרונות כלכלה מעגלית, ושיקולי טביעת רגל פחמן יהפכו לאלמנטים סטנדרטיים של תהליך הבחירה ולא שיקולים אופציונליים.

פיתוח של חומרים חדשים בת קיימא, טכנולוגיות מחזור משופרות, חלופות מבוססות ביולוגית ירחיבו את האפשרויות הזמינות למהנדסים המבקשים פתרונות אחראים לסביבה.בחירה חומרית משחק תפקיד חיוני בהשגת מטרות קיימות בענפים.

חומרים רב-תפקודיים

חומרים מתעוררים יותר ויותר מספקים פונקציות מרובות בו זמנית, כגון חומרים מבניים המספקים ניהול תרמי, הגנה אלקטרומגנטית, או יכולות רגישות.חומרים רב-תפקודיים אלה מאפשרים עיצובים פשוטים ושיפור ביצועים, אך דורשים שיטות בחירה מתוחכמות יותר אשר מהוות מספר רב של קבוצות נכסים.

חומרים חכמים להגיב לגירויים סביבתיים, חומרי הפחתת העצמי שתיקון נזק אוטונומי, והתאמה חומרים שמשנים נכסים על הביקוש מייצגים את קצה חיתוך ההתפתחות החומרית.

מסקנה

בחירה חומרית חכמה מייצגת יכולת קריטית להנדסת מוצרים ופיתוח מוצלח.בחירת החומר הנכון משפיעה על הביצועים של המוצר, עלות ועל ההשפעה הסביבתית. הגישה השיטתית למבחר החומרי – קביעת דרישות, קביעת קריטריונים, זיהוי מועמדים, הערכת אפשרויות, וקבלת החלטות מושכלות – מספקת מסגרת להנעת המורכבות של אפשרויות חומריות מודרניות.

לא לגלות מדוע בחירה חומרית קובעת באופן ביקורתי את הצלחתו של כל מיזם הנדסי, ובכך מדגישה את חשיבותו העמוקה. Balancing Multiple,לעתים קרובות סותר תכונות דורשות הבנה של ה- Trading-offs והשגת פשרות מושכלות המייעלות את הביצועים הכוללים עבור יישומים ספציפיים.

הכלים והשיטות הזמינים למבחר חומרי ממשיכים להתקדם, החל מ ⁇ בחירה גרפית לאלגוריתמים חישוביים מתוחכמת.עם זאת, כלים אלה משלימים ולא להחליף את תחום השיפוט והמומחיות של הנדסה.תהליך הבחירה מסייע למהנדסים לקבל החלטות מושכלות כדי ליצור עיצובים אופטימליים לצרכים ספציפיים.

ככל שהחומרים המדעיים מתקדמים והחומרים החדשים עולים, החשיבות של בחירה חומרית שיטתית רק גדלה.מהנדסים השולטים בעמדה משמעת זו בעצמם ובארגונים שלהם להצלחה בעולם תחרותי יותר ויותר מודע לסביבה.ההשקעה בפיתוח יכולות בחירה חומריות חזקות משלמת דיבידנדים באמצעות ביצועים משופרים של המוצר, עלויות מופחתות, מחזורי פיתוח מהירים יותר, וקיימות מוגברת.

(ב) למידע נוסף על חומרי הנדסה ותהליכי בחירה, בקר באתר האינטרנט של ההרחבה:0ASM InternationalFelo: 1FLT (InternationalFelo:0ASM InternationalFelo: 1FLT) , המספק משאבים נרחבים על חומרים מדעיים והנדסה.