Materialien und Bearbeitungstechniken: Ein Leitfaden

t-3: Natürliche und verarbeitete Materialien

Natürliche Materialien werden direkt aus der Natur gewonnen. Dazu gehören Mineralien wie Erdöl, Gesteine und Erze (Eisen, Aluminium) sowie Ton. Pflanzliche Materialien umfassen Holz (und daraus hergestellte Produkte wie Pappe), Baumwolle und Leinen. Tierische Materialien sind Leder (für Schuhe und Taschen), Wolle und Seide.

Verarbeitete Materialien werden aus Rohstoffen mit bestimmten Eigenschaften hergestellt:

• Metalle: Gewonnen aus verschiedenen Mineralien. Sie sind hart, zäh und gute Leiter für Wärme und Strom.
• Glas: Hergestellt durch das Schmelzen von Siliziumdioxid, Kalkstein und Natriumcarbonat. Es ist hart, zerbrechlich, transparent und beständig gegen chemische Produkte.
• Papier und Karton: Hergestellt aus Holzzellulose. Diese Materialien sind durchlässig, gute Wärmeisolatoren und leicht entzündlich.
• Kunststoffe: Derivate von Erdöl. Sie sind widerstandsfähig, gute Isolatoren und beständig gegen chemische Agenzien.
• Keramische Materialien: Hergestellt aus Ton. Sie sind gute Isolatoren, widerstandsfähig gegen Witterungseinflüsse, aber zerbrechlich.

Physikalische Eigenschaften von Materialien

Zu den physikalischen Eigenschaften zählen Dichte (Masse im Verhältnis zum Volumen), elektrische Leitfähigkeit (wie gut Strom durch sie fließt), thermische Leitfähigkeit (wie gut Wärme durch sie geleitet wird) und Schmelztemperatur (die Temperatur, bei der ein Stoff vom festen in den flüssigen Zustand übergeht).

Mechanische Eigenschaften von Materialien

Mechanische Eigenschaften umfassen Elastizität (die Fähigkeit, nach Verformung in die ursprüngliche Form zurückzukehren), Zähigkeit (Bruchfestigkeit) und Härte (Widerstand gegen Eindringen oder Zerkratzen).

Holz: Herkunft und Verarbeitung

Herkunft des Holzes: Direkt aus dem Stamm von Bäumen gewonnen.

• Rinde: Die äußere Schutzschicht des Stammes.
• Splintholz: Die äußeren Ringe des Stammes.
• Kernholz: Das innere Holz des Stammes.

Holzarten: Beispiele sind Nussbaum, Eiche und Kiefer.

Hergestellte Platten: Diese werden aus Holz geringer Qualität oder Holzresten gefertigt.

• Sperrholz: Besteht aus miteinander verleimten Furnierlagen.
• Pappe: Holzfasern, die mit Leim vermischt werden.
• Agglomerat: Holzspäne, die mit Leim vermischt werden.

Papier und Pappe

Typen: Zellophan, Verpackungspapier, Aluminiumfolie, Pappe, Karton, Wellpappe.

Umweltaspekte

Entwaldung: Die Zerstörung von Wäldern durch menschliche Aktivitäten.

Wasserverschmutzung: Kann durch die Ableitung von Stoffen aus behandeltem Holz verursacht werden.

t-4 & t-5: Bearbeitungstechniken und Werkzeuge

Vorbereitende Arbeiten

Zu den vorbereitenden Arbeiten gehören das Messen, Anreißen und die Unterwerfung des Materials.

Fertigungsprozesse

• Umformung: Biegen.
• Bearbeitung: Schneiden, Sägen, Feilen, Hobeln, Schnitzen, Bohren.
• Verbindung: Kleben, Nageln, Verschrauben, Montieren.
• Metallbearbeitung: Schleifen, Polieren.
• Beschichtung: Bemalen und Lackieren.

Werkzeuge und Techniken

• Anreißen: Markieren von Teilen mit den entsprechenden Maßen. Werkzeuge: Maßband, Lineal, Winkelmesser, Anreißnadel.
• Layout: Übertragen der Maße des entworfenen Objekts auf das Material. Werkzeuge: Bleistift, Zirkel, Winkel, Messschieber, Körner.
• Unterwerfung des Materials: Fixieren des Materials während der Bearbeitung. Werkzeuge: Schraubstock, Zwingen.
• Biegen: Ändern der Form eines Materials. Werkzeug: Zange.
• Schneiden: Trennen eines Materials in zwei Teile. Werkzeuge: Schere, Cutter, Zange.
• Sägen: Trennen durch Sägen. Werkzeug: Säge.
• Feilen: Geben einer gewünschten Form durch Abtragen von Material. Werkzeug: Feile oder Raspel.
• Bürsten/Schaben: Entfernen von Spänen oder Glätten von Holz. Werkzeuge: Holzraspel, Schaber.
• Stemmen: Ausarbeiten von Nischen und Löchern in Holz. Werkzeuge: Stechbeitel, Meißel.
• Bohren: Herstellen von Löchern im Material. Werkzeuge: Bohrmaschine (Stand-, Hand-).

Verbindungstechniken

• Kleben: Verbinden von Teilen durch Klebstoffe. Klebstoffe: Holzleim, Sekundenkleber, Schmelzkleber.
• Nageln: Dauerhaftes Verbinden von zwei Teilen mit Nägeln. Werkzeuge: Hammer, Klauenhammer, Nagelzieher.
• Montieren: Verbinden von zwei oder mehr Teilen.
• Verschrauben: Verbinden von Teilen mittels Schrauben. Werkzeuge: Schrauben, Bolzen, Muttern, Schraubenschlüssel.

Oberflächenbehandlung

• Schleifen: Glätten einer Oberfläche. Materialien: Schleifpapier, Stahlwolle.
• Bemalen: Auftragen einer gleichmäßigen Schicht auf das Material. Farben: Wasserbasierte Farben, Ölfarben, Spezialfarben.
• Lackieren: Verbessern des Aussehens des Materials. Lacke: Synthetische Lacke, Schellack, Versiegelungen, Leinöl.