MCMM
Productie en karakterisering van materialen en microsystemen
De stijgende vraag naar hoogwaardige materialen en precisiemachines maakt dringende maatregelen noodzakelijk om de CO2-voetafdruk en de uitputting van hulpbronnen te verminderen. Het Manufacturing & Characterisation of Materials & Microsystems Centre (MCMM) stimuleert onderzoek naar energie-efficiënte fabricage van duurzame materialen, oppervlakken, ruimtelijke structuren en multimateriaal microapparaten met moleculaire precisie en hoge functionele integratie. MCMM richt zich op alternatieven voor zeldzame elementen, energie-efficiënte productie, duurzaamheid en hergebruik van materialen. Het centrum breidt zijn expertise uit en stimuleert innovaties op het gebied van materialen voor extreme omstandigheden, hoogwaardige metamaterialen en fabricage op nanoschaal.
Infrastructuur en gebruikersdiensten
Het MCMM Centre is een geavanceerde faciliteit die geavanceerd onderzoek op het gebied van materiaalkunde en microsysteemtechniek ondersteunt. Het biedt gespecialiseerde infrastructuur voor de productie, karakterisering en het testen van materialen van de volgende generatie. Poedergebaseerde productie wordt mogelijk gemaakt door middel van Spark Plasma Sintering voor snelle, gecontroleerde verdichting.
Micro- en nanofabricage wordt ondersteund door een Focused Ion Beam-systeem, dat nauwkeurige structurele modificaties op microscopische schaal mogelijk maakt. Voor de productie van metalen componenten beschikt het centrum over Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), Laser Beam Welding, robotlassen en Binder Jet Printing – essentieel voor het vervaardigen van complexe metalen structuren voor industrieel en wetenschappelijk gebruik.
De faciliteit herbergt ook pyrometallurgische en hydrometallurgische laboratoria, naast poederverstuivingssystemen, waardoor nieuwe materiaalsynthese en recycling van kritieke grondstoffen uit afgedankte producten mogelijk is.
Geavanceerde 3D-printtechnieken omvatten tweefotonlithografie, picoliter-druppelinkjetprinten, stereolithografie, digitale lichtverwerking en fused deposition modeling. Ultrafijne 2D-structurering wordt bereikt met femtoseconde lasersnijden en nano-imprint lithografie ondersteunt gedetailleerde 2,5D-replicatie.
Bestaande karakteriseringstools omvatten XRF, EPMA, EDX, Auger, XPS, Micro-Raman, SEM, EBSD, CSLM, XRD, AFM en fluorescentiemicroscopie. Testmogelijkheden omvatten mechanische evaluatie onder extreme omstandigheden, thermomechanische vermoeidheid, corrosiebestendigheid en analyse van fysische eigenschappen. Toekomstige uitbreidingen omvatten een multimateriaal metalen Aconity 3D-printer voor stresskritische toepassingen, de Nanoscribe Quantum X Bio voor complex biomedisch werk en een atoomsonde voor mapping en analyse op atomaire schaal. Dit geïntegreerde platform maakt innovatie mogelijk op het gebied van materiaalontwerp, prestaties en duurzaamheid.
Voorbeelden/beschrijving van het type onderzoek
Het MCMM Centre leidt innovatief onderzoek op het snijvlak van materiaalkunde, geavanceerde productie en duurzaamheid. Het ondersteunt de ontwikkeling van hoogwaardige materialen, energie-efficiënte productie en precisie-microfabricage. Onderzoekers richten zich op materialen van de volgende generatie voor extreme omgevingen, lichtgewicht constructies en duurzame alternatieven voor schaarse of kritieke elementen.
Een belangrijk thema betreft materialen voor energiesystemen, waaronder hogetemperatuurlegeringen, thermo-elektrische verbindingen en solid-state batterijen. Dit werk verbetert de efficiëntie, geleidbaarheid en duurzaamheid door middel van op maat gemaakte samenstelling, microstructuur en verwerking. Het centrum ontwikkelt ook strategieën voor recycling en circulaire economie, waardoor waardevolle grondstoffen kunnen worden teruggewonnen en de levensduur van materialen kan worden verlengd door middel van geavanceerd hergebruik en herfabricage.
MCMM stimuleert doorbraken in micro- en nanoschaalproductie, met name op het gebied van metamaterialen, biomaterialen en functionele oppervlakken. Onderzoekers ontwerpen en fabriceren duurzame componenten met speciaal ontworpen mechanische, optische en elektronische eigenschappen. Multimateriaal, uiterst nauwkeurige fabricage ondersteunt innovaties in microapparaten voor lucht- en ruimtevaart, medische en elektronische systemen.
Onderzoek naar structurele integriteit richt zich op vermoeidheid, breuk en slijtvastheid in additief vervaardigde en nanogestructureerde materialen, waardoor lichtgewicht, duurzame oplossingen voor de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en de industrie worden bevorderd. Aanvullend onderzoek richt zich op corrosie en degradatie, ter ondersteuning van het ontwerp van zelfherstellende materialen en beschermende coatings voor veeleisende omgevingen zoals de defensie- en nucleaire sector. Door middel van geïntegreerde productie- en karakteriseringsmogelijkheden versnelt het MCMM-centrum duurzame materiaalinnovatie in de wetenschap en de industrie.
Toegang tot de infrastructuur
Het MCMM-centrum hanteert een open-accessbeleid en verleent toegang tot de infrastructuur op basis van wetenschappelijke excellentie, originaliteit en maatschappelijke relevantie. Geïnteresseerde gebruikers nemen contact op met het centrum en stellen samen met wetenschappelijk personeel een onderzoeksplan op dat wordt beoordeeld aan de hand van de meest recente literatuur. Als het plan wordt goedgekeurd, wordt een formele offerte opgesteld waarin financiële, management- en intellectuele eigendomsaspecten aan de orde komen. Het onderzoek wordt gepland om een evenwicht te vinden tussen de behoeften van de gebruikers en de experimenten die worden uitgevoerd door MCMM-personeel of gekwalificeerde externe gebruikers. De analyse en rapportage gebeuren in samenwerking. De beschikbaarheid voor externe gebruikers varieert naargelang de apparatuur, van 10 % tot 70 %, waarbij voor veelgevraagde tools een zorgvuldige planning nodig is.