Innovatie in materiaalkeuze drijft de vooruitgang in de high-tech industrie

By Bart Brouwers

Het elfde Techcafé bij Mikrocentrum gaf helderheid in de cruciale rol die materialen spelen in de high-tech industrie. Tijdens deze bijeenkomst op 22 februari 2024, gemodereerd door Mikrocentrumdirecteur Edwin de Zeeuw, deelden experts uit verschillende sectoren hun inzichten en ervaringen. Ook het publiek deed volop mee in de discussie met Jack Cooijmans van Thermo Fisher Scientific, Tim van Kampen van Ceratec, Robin Hollebeek van de Leidse Instrumentmakers School, en Erik Tempelman van de TU Delft. 

Materialen spelen een cruciale rol in de werking van een high-tech systeem. De discussie tijdens het Techcafé benadrukte de complexiteit van materiaalselectie en de uitdagingen waar ontwerpers en ingenieurs mee te maken krijgen in de context van functie, doorlooptijd, kostprijs, maakbaarheid en machinebeschikbaarheid, oftewel de ‘materialenselectieschijf’. Afhankelijk van de situatie benader je de keuze voor materialen vanuit een van deze perspectieven. 

Diepgaand begrip

Een kernpunt van de discussie was het belang van een diepgaand begrip van materialen en hun verwerking. Jack Cooijmans lichtte toe hoe Thermo Fisher Scientific te maken heeft met het steeds onzuiverder worden van materialen, wat de zoektocht naar betere materialen noodzakelijk maakt. Deze zoektocht vereist samenwerking met leveranciers en een diepgaande kennis van materiaaleigenschappen, zoals chemische samenstelling en warmtebehandelingen. De prijs van het basismateriaal vormt volgens Crooijmans vaak slechts een klein deel van de totale kosten, met de meerwaarde voornamelijk voortkomend uit de bewerking en behandeling van het materiaal. Hij illustreerde dit met voorbeelden uit zijn werk bij Thermo Fisher, waar de focus ligt op het optimaliseren van materialen voor specifieke toepassingen.

On the job

Tim van Kampen en Robin Hollebeek benadrukten het belang van learning on the job en het ervaren van materialen in de praktijk. Ze wezen op het gat tussen de theoretische kennis van jonge ingenieurs en de praktische uitvoerbaarheid van ontwerpen. Dit onderstreept de noodzaak van praktijkervaring en het vermogen om buiten de gebaande paden te denken bij het selecteren van materialen. Ook noemden ze de interactie tussen onderwijsinstellingen en het bedrijfsleven als een essentieel onderdeel van een geslaagde materialenstrategie. Het belang van samenwerking om de kloof tussen theorie en praktijk te overbruggen en om studenten voor te bereiden op de complexe uitdagingen in de hightech industrie kreeg daarbij de meeste aandacht.

Erik Tempelman deelde een boeiend voorbeeld van innovatie in materiaalgebruik in de bouw van de snelste zonneboot ter wereld door studenten van de TU Delft. Dit illustreerde hoe creatief denken en het durven afwijken van traditionele materialen tot baanbrekende oplossingen kan leiden. Hij deelde inzichten uit zijn ervaring met studenten en projecten, waarbij hij benadrukte dat hands-on ervaring en een open houding ten opzichte van materiaalkeuze essentieel zijn voor innovatie. Hij wees op het belang van het verkennen van alternatieve materialen, zoals keramiek of geavanceerde staalsoorten, om de prestaties en duurzaamheid van producten te verbeteren.

Milieu-impact

De discussie ging ook in op de brede implicaties van materiaalkeuzes, inclusief de milieu-impact en de noodzaak om kosten in brede zin te overwegen, niet alleen in termen van directe aanschafkosten maar ook de kosten gerelateerd aan levensduur, onderhoud, en recyclebaarheid.

Overeenstemming was er over het belang van multidimensionale oplossingen binnen materiaalselectie in de high-tech sector. De discussie onderstreepte het belang van praktische ervaring, interdisciplinaire samenwerking, en een holistische benadering van kosten en duurzaamheid. Deze inzichten zijn niet alleen essentieel voor de huidige beroepsgroep, maar zeker ook bij het opleiden van de volgende generatie ingenieurs en constructeurs, die in staat moeten zijn om innovatieve, duurzame, en maakbare oplossingen te ontwerpen in een steeds veranderend technologische landschap.

Kan de natuur asfalt vervangen om Nederland te beschermen tegen een stijgende zeespiegel?

Hoe beschermen we Nederland tegen het water? “Met levende dijken”, luidt het antwoord van kustwaterbouwkundige Bas Borsje.