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Material: Materie mit einem besonders nützlichen Eigenschaftensatz


Materialforschung und
-entwicklung


  • Über 15 Jahre Erfahrung
  • Metalle, Kunststoffe, Keramiken und Verbundwerkstoffe
  • Struktur, Fertigung, Verhalten und Degradation
  • Umfassende Expertise in Verbundwerkstoffen und Charakterisierung
  • Fokus auf kleine und mittelständische Unternehmen, die temporäre Unterstützung benötigen
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Dienstleistungen


Forschung und Entwicklung

Das Potenzial des Werkstoffs freisetzen

Charakterisierung

Expertenunterstützung in der Charakterisierung auf verschiedenen Ebenen

Schulungen

Maßgeschneiderte Schulungen in Materialwissenschaften

Über mich


Luciano Avila Gray, M.Sc.

Ich bin ein leidenschaftlicher Materialwissenschaftler mit Erfahrung in Forschung und industrieller Anwendung.

Meine Qualifikationen ermöglichen es mir, atomare und kristalline Strukturen mit den Materialeigenschaften in Beziehung zu setzen und die Auswirkungen der Herstellungsprozesse auf die Mikrostruktur zu verstehen. Ich verfüge über umfassende Erfahrung in der Charakterisierung sowohl auf der Mikro- als auch auf der Makroebene. Dabei verwende ich eine breite Palette von Techniken wie Mikroskopie, Beugung, Spektroskopie, thermische Analyse und mechanische Tests.

Zwischen 2013 und 2024 übte ich führende Positionen am Lehrstuhl für Carbon Composites der Technischen Universität München aus, wo ich mehr als ein Dutzend wissenschaftliche Mitarbeiter in ihren Forschungs- und Promotionsprojekten betreute.

Einige der Themen umfassten: Entwicklung und Optimierung von Fertigungsprozessen, Online-Prozessüberwachung, Materialcharakterisierung, Simulation und additive Fertigung.
Zudem war ich für zahlreiche direkte Industrieaufträge verantwortlich.

Ich bin ein leidenschaftlicher Materialwissenschaftler mit Erfahrung in Forschung und industrieller Anwendung.

Meine Qualifikationen ermöglichen es mir, atomare und kristalline Strukturen mit den Materialeigenschaften in Beziehung zu setzen und die Auswirkungen der Herstellungsprozesse auf die Mikrostruktur zu verstehen. Ich verfüge über umfassende Erfahrung in der Charakterisierung sowohl auf der Mikro- als auch auf der Makroebene. Dabei verwende ich eine breite Palette von Techniken wie Mikroskopie, Beugung, Spektroskopie, thermische Analyse und mechanische Tests.

I am a passionate materials scientist with experience ranging from scientific research to industrial application.

Meine Qualifikationen ermöglichen es mir, atomare und kristalline Strukturen mit den Materialeigenschaften in Beziehung zu setzen und die Auswirkungen der Herstellungsprozesse auf die Mikrostruktur zu verstehen. Ich verfüge über umfassende Erfahrung in der Charakterisierung sowohl auf der Mikro- als auch auf der Makroebene. Dabei verwende ich eine breite Palette von Techniken wie Mikroskopie, Beugung, Spektroskopie, thermische Analyse und mechanische Tests.

Zwischen 2013 und 2024 übte ich führende Positionen am Lehrstuhl für Carbon Composites der Technischen Universität München aus, wo ich mehr als ein Dutzend wissenschaftliche Mitarbeiter in ihren Forschungs- und Promotionsprojekten betreute.

Einige der Themen umfassten: Entwicklung und Optimierung von Fertigungsprozessen, Online-Prozessüberwachung, Materialcharakterisierung, Simulation und additive Fertigung. Zudem war ich für zahlreiche direkte Industrieaufträge verantwortlich.

Zwischen 2013 und 2024 übte ich führende Positionen am Lehrstuhl für Carbon Composites der Technischen Universität München aus, wo ich mehr als ein Dutzend wissenschaftliche Mitarbeiter in ihren Forschungs- und Promotionsprojekten betreute.

Einige der Themen umfassten: Entwicklung und Optimierung von Fertigungsprozessen, Online-Prozessüberwachung, Materialcharakterisierung, Simulation und additive Fertigung.
Zudem war ich für zahlreiche direkte Industrieaufträge verantwortlich.


Berufserfahrung:

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Carbon Composites der Technischen Universität München

  • Group Leader from 2019 to 2024
  • Head of the “Composite Testing Laboratories” from 2013
    to 2018
  • Lecturer in different subjects related to composite materials

Materialingenieur an der Argentinischen Atomenergiekommission (CNEA)

  • Entwicklung und Herstellung von Satellitenstrukturen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK)
  • Entwicklung und Fertigung von CFK-Zylindern für Ultrazentrifugen

Studium:

Master in Materialwissenschaften von den Universitäten TUM, LMU, Rennes und Turin

  • Thesis: Einfluss eines Magnetfelds auf die Phonondispersion der ferromagnetischen Formgedächtnislegierung Ni2MnGa

Materialingenieurwessen am Technologieinstitut
“Jorge Sabato”, Buenos Aires, Argentina

  • Bestimmung der kritischen Lochfraßtemperaturen anhand von elektrochemischen Rauschmessungen.
  • Jahrgangsbester 2009

Die Zusammensetzung und Mikrostruktur eines Materials werden während der Herstellung geformt und bestimmen direkt dessen Eigenschaften.


Forschung und Entwicklung

Das Potenzial des Werkstoffs freisetzen

Ich biete einen generalistischen Ansatz in der Materialforschung, der die Entwicklung, Charakterisierung und die Degradation von Materialien sowie die Prozessentwicklung und -optimierung umfasst.

Die Zusammenarbeit kann flexibel an Ihre Bedürfnisse angepasst werden, sei es als unabhängiger Auftragnehmer, als Teil Ihres Teams für die Dauer eines internen Entwicklungsprojekts oder als Subunternehmer für ein spezifisches Arbeitspaket.
Auch in öffentlich geförderten Forschungsprojekten kann ich als qualifizierter und wertvoller Partner agieren.

Tätigkeitsbereiche

  • Projektplanung und -management
  • Versuchsdesign, -planung und -durchführung
  • Teamleitung und -koordination
  • Analyse und Interpretation experimenteller Daten und Ergebnisse
  • Fallstudie und Lösungsempfehlung
  • Recherche und Analyse des Stands der Technik

Some of the questions I can help you answer:

  • Warum weist das Material bestimmte Eigenschaften auf und nicht die erwarteten? Wie ist seine Mikrostruktur?
  • Welche Mikrostruktur und Zusammensetzung braucht das Material? Wie können sie erreicht werden?
  • Wie kann der Herstellungsprozess effizienter gestaltet werden, um die Eigenschaften des Materials zu erhalten oder zu verbessern?
  • Welche Charakterisierungsmethoden können zur Lösung eines Problems eingesetzt werden?
  • Wie kann man diese experimentellen Ergebnisse interpretieren?
  • Wie können die notwendigen Materialparameter für eine Simulation ermittelt werden?
  • Welches Material ist für meine Anwendung geeignet?
  • Wie degradiert ein Material mit der Zeit?
  • ie kriecht oder relaxiert das Material? Wie verhält sich unter dynamischer Belastung?

Preiswerte mechanische Charakterisierung

Kleine Unternehmen zu höherer Leistung begleiten

Viele Branchen und Hersteller könnten sich verbessern, wenn sie Zugang zu den geeigneten Charakterisierungsmethoden hätten.
Aus diesem Grund biete ich preiswerte und optimierte mechanische Prüfungen an, die sich insbesondere an kleine Unternehmen richten.

Eine der am häufigsten verwendeten Methoden ist der Biegeversuch. Grund dafür sind sein niedriger Preis sowie die einfache und schnelle Probenvorbereitung, Einrichtung und Durchführung. Es ist ein sehr praktischer Benchmark, der verwendet wird, um Eigenschaften zu vergleichen, Prozesse zu optimieren und für die Qualitätssicherung.

Weitere Prüfmethoden bis 2500 N werden auch angeboten.

Characterization methods in-house

  • Drei- und Vierpunktbiegeversuch
  • Zug und Druck
  • ILSS (Interlaminar Scherrfestigkeit)
  • Interlaminar Energiefreisetzungsrate
    • Mode I: Schälversuch
    • Mode II: Endkerb-Biegung
  • Schälversuche: Keil und T-Schälversuch
  • Adhäsionstest

Equipment

  • Universalprüfmaschine Hegewald & Peschke Inspekt Solo 2,5 kN
    • Maximalelast: 2500 N and 50 N
    • Maximale Geschwindigkeit: 1200 mm/min
    • Maximaler Prüfverfahrweg: 1250 mm
  • Dehnungs- und Verformungsmessung
    • 2D bi-axial extensometry. Multiple resolutions, frame rates and fields of view
    • 2D und 3D Digitalbildkorrelation (DIC)
    • Dehnmessstreifen

Zugversuchsaufbau einer 3D-gedruckten PLA-Probe

DIN 527-4 Typ B-Proben, 3D-gedruckt in den drei Hauptrichtungen.
Jede Druckrichtung erzeugt unterschiedliche Strukturen und Eigenschaften.

Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) ist eine äußerst nützliche Technik zur Bruchanalyse.

Das mechanische Verhalten von Kunststoffen wird üblicherweise durch verschiedene viskoelastische Parameter beschrieben. Diese können mittels Kriech-, Relaxations- und oszillatorischen DMA-Tests ermittelt werden.

Materialeigenschaften wie Glas- und Schmelztemperaturen, Kristallinität oder Aushärtegrad können mit der Dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC) gemessen und zur Optimierung der Prozessparameter verwendet werden.

Charakterisierungs-
kampagnen

Expertenunterstützung in der Charakterisierung auf verschiedenen Ebenen

Einige Fragen können nicht allein durch die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften eines Materials beantwortet werden. Eine umfassendere Perspektive, die durch die Anwendung verschiedener Techniken erreicht wird, kann oft die zugrunde liegenden Ursachen besser erklären.
Ich biete „One-Stop“ Charakterisierungsdienste in Zusammenarbeit mit Partnerinstituten an.

  • Optimierung der Kampagne durch Auswahl der effektivsten und kostengünstigsten Experimente
  • Planung des Zeitplans, der Anzahl der Proben und der Prüfparameter.
  • Probenvorbereitung, Tests sowie Analyse und Interpretation der Daten.
  • Berichterstattung über die Ergebnisse, Erklärung der Ursachen und Lösungen für die Probleme sowie Bereitstellung von Empfehlungen.

Mechanical Characterization

  • Universalprüfmaschinen: Electromechanische, Servo-hydraulisch
  • Split Hopkinson Bar
  • Pendelschlagversuch (Charpy, IZOD)
  • Härte
  • Charakterisierung unter kontrollierten Bedingungen (Temperatur und Luftfeuchtigkeit)

Strain Measurement

  • Mechanische Extensometrie
  • Optiische Extensometrie
  • Digitale Bildkorrelation (DIC)
  • Dehnmessstreifen

Thermal Analysis

  • Rheometrie
  • Differenzkalorimetrie (DSC)
  • Thermomechanische Analyse (TMA, DMA, DTMA)
  • Thermogravimetrie (TGA)

Other

  • Datenerfassung: NI-Systememe (LabView), HBM QuantumX Universalmessverstärker, Oszilloskopen
  • Hochgeschwindigkeitsbildgebung
  • Vorkonditionierung und Wasseraufnahme
  • Röntgen- und Neutronenbeugung sowie Spektroskopie
  • Optische und Elektronenmikroskopie
    • Probenvorbereitung, Bildgebung und Analyse
  • CT- und 3D-Scanning
  • und mehr…

Charakterisierungs-
kampagnen

Expertenunterstützung in der Charakterisierung auf verschiedenen Ebenen

Einige Fragen können nicht allein durch die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften eines Materials beantwortet werden. Eine umfassendere Perspektive, die durch die Anwendung verschiedener Techniken erreicht wird, kann oft die zugrunde liegenden Ursachen besser erklären. Ich biete „One-Stop“ Charakterisierungsdienste in Zusammenarbeit mit Partnerinstituten an.

  • Auswahl der effektivsten und kostengünstigsten Experimente.
  • Planung des Zeitplans, der Anzahl der Proben und der Prüfparameter.
  • Probenvorbereitung, Tests sowie Analyse und Interpretation der Daten.
  • Berichterstattung über die Ergebnisse, Erklärung der Ursachen und Lösungen für die Probleme sowie Bereitstellung von Empfehlungen.

Mechanical Characterization

  • Universalprüfmaschinen: Electromechanische, Servo-hydraulisch
  • Split Hopkinson Bar
  • Pendelschlagversuch (Charpy, IZOD)
  • Härte
  • Charakterisierung unter kontrollierten Bedingungen (Temperatur und Luftfeuchtigkeit)

Strain Measurement

  • Mechanische Extensometrie
  • Optiische Extensometrie
  • Digitale Bildkorrelation (DIC)
  • Dehnmessstreifen

Thermal Analysis

  • Rheometrie
  • Differenzkalorimetrie (DSC)
  • Thermomechanische Analyse (TMA, DMA, DTMA)
  • Thermogravimetrie (TGA)

Other

  • Datenerfassung: NI-Systememe (LabView), HBM QuantumX Universalmessverstärker, Oszilloskopen
  • Hochgeschwindigkeitsbildgebung
  • Vorkonditionierung und Wasseraufnahme
  • Röntgen- und Neutronenbeugung sowie Spektroskopie
  • Optische und Elektronenmikroskopie
    • Probenvorbereitung, Bildgebung und Analyse
  • CT- und 3D-Scanning

Die Rasterelektronenmikroskopie (REM) ist eine äußerst nützliche Technik zur Bruchanalyse.

Das mechanische Verhalten von Kunststoffen wird üblicherweise durch verschiedene viskoelastische Parameter beschrieben. Diese können mittels Kriech-, Relaxations- und oszillatorischen DMA-Tests ermittelt werden.

Materialeigenschaften wie Glas- und Schmelztemperaturen, Kristallinität oder Aushärtegrad können mit der Dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC) gemessen und zur Optimierung der Prozessparameter verwendet werden.

Schulungen

Maßgeschneiderte Schulungen in Materialwissenschaft, Verbundwerkstoffen und Charakterisierung

Die Kurse können an Ihre Bedürfnisse hinsichtlich Thema, Tiefe, Dauer und Format (präsenz, online, hybrid oder Workshop) angepasst werden. Hier sind einige mögliche Themen:

  • Verbundwerkstoffe: Einführung in Fasern, Matrixsysteme, Struktur, Herstellung, Eigenschaften und Verhalten.
  • Materialwissenschaft: Vom Atom zu den Eigenschaften.
  • Materialcharakterisierung: Was kann getestet werden und wie.
  • Digitale Bildkorrelation: Theorie, Anwendung und Grenzen.
  • Thermische Analyse: Die hinter der Temperatur verborgene Information.
  • 3D-Druck: Materialverarbeitung, Struktur und Eigenschaften.

Kontakt


Nehmen Sie gerne Kontakt auf, um Ihre Bedürfnisse zu besprechen oder zu erkunden, wie ich Ihr Projekt unterstützen kann. Ob Schulungen, Tests oder Forschungskooperationen – ich stehe Ihnen mit flexiblen, maßgeschneiderten Lösungen zur Seite.

Rechtlicher Hinweis BayIngG

Ich bezeichne mich nicht als „Ingenieur,“ da ich derzeit die formalen Anforderungen gemäß dem „Bayerischen Gesetz zum Schutz der Berufsbezeichnung Ingenieur“ (BayIngG) nicht erfülle. Die Genehmigung befindet sich momentan im Bearbeitungsprozess.