News zu Werkstoff

In der heutigen Werkstoffkunde unterscheidet man im Allgemeinen fünf Werkstoffgruppen:

  • Metalle (zum Beispiel Eisen, Stahl, Kupfer, Aluminium)
  • Nichtmetalle (zum Beispiel Graphit, Kohlenstoff)
  • organische Werkstoffe (zum Beispiel Holz, Kunststoff)
  • anorganische nichtmetallische Werkstoffe (zum Beispiel Keramik, Glas)
  • Halbleiter (zum Beispiel Silicium)

Der Einsatz von Werkstoffen zieht sich bereits durch die gesamte Vorgeschichte der Menschheit. Das Material für einen Faustkeil (Stein) ist ein Werkstoff und ein Charakteristikum der Steinzeit. Es gehört mit Holz zu den ältesten Naturwerkstoffen, die es gibt. Um 10.000 v.Chr. wurde zum ersten mal Keramik hergestellt. Es ist der älteste künstliche Werkstoff.

Im 8. Jahrtausend v. Chr. begann die technische Nutzung von Metallen. Zunächst wurde mit gediegenen (elementar vorkommenden) Metallen wie Gold, Silber und Kupfer gearbeitet. Der Gebrauchswert dieser Werkstoffe war jedoch noch zu gering, was zur Entdeckung und Herstellung der ersten Legierung, nämlich der Bronze, führte. Die Herstellung von Bronze setzt bereits einen fortschrittlichen Bergbau zur Bereitstellung von Kupfer- und Zinnerzen voraus. Außerdem waren Verhüttungs­techniken nötig. Die immer bessere Beherrschung dieser Technologien führte schließlich dazu, dass auch Eisen verhüttet werden konnte. Nach dem Dreiperiodensystem werden die jeweiligen Perioden nach den fortschrittlichsten eingesetzten Werkstoffen bezeichnet (siehe auch Hauptartikel Archäometallurgie). Parallel dazu wuchs mit der Entstehung von Siedlungen und Städten der Bedarf nach Werkstoffen für das Bauwesen (Stein, Holz), Hieb- und Stichwaffen, Münzen (Metalle) und Haushaltsgegenständen (zum Beispiel Keramikgefäße, Glas­kunst).

Typische Themen der Werkstofftechnik grenzen sich von verfahrens- oder fertigungstechnischen Aspekten ab, indem sie deutlich auf die eigentliche Entwicklung von verbesserten oder neuartigen Werkstoffen fokussieren. Darunter fallen mit der metallurgischen, thermischen und thermomechanischen Behandlung von Werkstoffen sämtliche Aspekte der Wärmebehandlung in der Werkstofftechnik im schmelzflüssigen oder erstarrten Zustand, aber auch die klassische Legierungsforschung und verschiedenste Aspekte des Recyclings mit Bezug auf werkstofftechnisch-metallurgische Fragestellungen. Auf dem Gebiet des Sinterns als Herstellungsroute von Werkstoffen werden vielfältige Forschungs- und Entwicklungsthemen zu den beiden dominanten Werkstoffklassen der keramischen und metallischen Werkstoffe betrachtet. In dem weiten Feld der Verbundwerkstoffe reicht das Themenspektrum von Werkstoffen mit metallischer, keramischer und polymerer Matrix bis hin zur Verstärkung durch Teilchen, Kurzfasern oder Langfasern einschließlich Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe.

Die mechanischen Eigenschaften spielen bei Konstruktionswerkstoffen eine dominante Rolle und stellen ein weiteres Themengebiet dar. Darunter fallen werkstoffmechanische Fragestellungen auf der Makroskala einschließlich thermomechanischer Beanspruchung sowie das Themenfeld der Tribologie. Schließlich werden die werkstofftechnischen Aspekte der Beschichtung oder Modifizierung von Oberflächen einschließlich werkstofftechnischer Korrosionsforschung unter dem Begriff Beschichtungs- und Oberflächentechnik zusammengefasst.

Durch das breite Spektrum seiner Thematiken und die vielseitigen Anknüpfungsmöglichkeiten zu anderen Disziplinen bietet das Fachgebiet der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik viele Berufsaussichten in der freien Wirtschaft, in Forschungsinstituten, an Hochschulen, technischen Überwachungsanstalten sowie im öffentlichen Dienst, beispielsweise in Materialprüfämtern. Die Tätigkeitsfelder in der Industrie umfassen sämtliche Bereiche von der Gewinnung und Veredelung über die Herstellung und Verarbeitung bis hin zum Recycling von Werkstoffen. Dazu zählen zahlreiche Tätigkeiten in der Forschung und Entwicklung, Simulation und Modellierung, Konstruktion und Berechnung, Herstellung und Verarbeitung sowie in der Qualitätssicherung, Schadensanalyse und betrieblichen Überwachung.

Zu den beteiligten Branchen gehören unter anderem werkstoffherstellende und -verarbeitende Industrie, Maschinenbau, Automobilindustrie, Luft- und Raumfahrt, Kunststoffindustrie, chemische Industrie, Elektroindustrie, Energietechnik, Mikroelektronik, Medizintechnik oder Umweltschutz.

Immer mehr Taxi-Unternehmen schließen während Coronakrise

Der Bundesverband Taxi und Mietwagen beobachtet einen starken Rückgang bei Taxen und Taxi-Unternehmen in Deutschland in der Coronakrise. In Hamburg sei bereits ein „Tiefststand seit 50 Jahren, in Berlin ein Tiefststand seit 30 Jahren erreicht“, sagte Geschäftsführer Michael Oppermann RTL/ntv. Bis Ende des Jahres rechne er damit, dass ein Drittel …

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Die Erfindung der modernen Plastikverpackungen

Plastikflaschen Recycling

Ob Shampoo, Wasser oder Äpfel, nahezu jedes Produkt kann man heutzutage in einer Plastikverpackung kaufen. Dabei kannte noch vor hundert Jahren niemand solche Verpackungen. 1915 wurden Produkte vorwiegend durch Papier, Metall oder Glas geschützt. Die für moderne Verpackungen bedeutsamen Kunststoffe Polyethylen (PE) und Polyvinylchlorid (PVC) waren damals zwar bereits der …

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Der Toyota GR Yaris – Karosserie

Der GR Yaris ist das erste Serienmodell von Toyota mit einem Dach, aus gewebten Kohlefasermaterial. Gegenüber einer konventioneller Stahlkomponente spart dieser C-SMC-Werkstoff (Carbon Sheet Moulding Compound) 3,5 kg an einer Stelle ein, die für den Schwerpunkt des Autos besonders ausschlaggebend ist. Motorhaube, Heckklappe und Türen fertigt Toyota aus Aluminium, dies …

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Polyurethan – flexibler Begleiter im Alltag

Das vielseitige Multitalent unter den Kunststoffen taucht im Alltag abgekürzt als PU oder PUR in vielen Bereichen auf. Polyurethan wurde erstmals durch Dr. Otto Bayer im Jahr 1937 hergestellt. Die Geschichte dieses Kunststoffes nahm von da an seinen Lauf. Während des Zweiten Weltkriegs konnten einige schwer verfügbare und somit teure …

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Kunststoffe – lange Geschichte und dennoch modern

Kunststoff ist nicht gleich Kunststoff, sondern der Werkstoff umfasst eine große Familie von Materialien. Diese lassen sich in verschiedene Arten klassifizieren, wie bspw. biobasierte Kunststoffe, biologisch abbaubare Kunststoffe, technische Kunststoffe, Polystyrol, Epoxidharze und viele andere. Doch bis das Kunststoffe zu dem wurden, was sie heute sind, vergingen viele Jahrzehnte. Plastik …

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Schneckengetriebe – unverzichtbar in der modernen Fabrik

Vor rund 10 Jahren ging wie heute, kein Weg an applikationsoptimierten Kleinantrieben in Hinsicht auf die Lebenszykluskosten vorbei, sofern diese auf optimierte Motor- Getriebekombinationen und intelligenter Steuerungstechnik basieren. Nur dann, wenn jegliches Einsparpotenzial ganzheitlich betrachtet wird, ist es letztendlich möglich, die „Grüne Fabrik“ zu realisieren. Enorme Einsparpotenziale sind möglich Wird …

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Covestro-Chef blickt verhalten auf 2020

Covestro-Chef Markus Steilemann blickt verhalten auf das angebrochene Jahr 2020. „Das Umfeld wird schwieriger für uns und die gesamte Chemieindustrie“, sagte der Chef des Werkstoff-Herstellers der „Süddeutschen Zeitung“ (Montagsausgabe). Er verwies auf Unsicherheiten wie Handelskonflikte und den Brexit. „Daher fehlt mir kurzfristig die Wachstumsfantasie für unsere Abnehmerbranchen“, so Steilemann. „Langfristig …

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BMW Group Battery Cell Competence Center – Jochen Billenstein, Leiter Werkstoff und Verfahrensanalytik Batterien und Elektrische Systeme

Die BMW Group baut ihren Vorsprung in der E-Mobilität weiter aus und bündelt die langjährige Erfahrung und das umfassende Wissen zur Batteriezelle in einem neuen Kompetenzzentrum. Ziel des Kompetenzzentrums in München ist es, die Technologie der Batteriezelle voranzutreiben und die Produktionsprozesse vollständig zu durchdringen. „Das neue Kompetenzzentrum Batteriezelle bringt uns in eine einzigartige Position: Von der heutigen Technologie des BMW i3 ausgehend verdoppeln wir die Energiedichte unserer Batteriezellen bis 2030 und damit auch die Reichweite für unsere Kunden“, sagte Oliver Zipse, Vorsitzender des Vorstands der BMW AG. Das neue High-Tech-Kompetenzzentrum stellte die BMW Group heute im Beisein des bayerischen Ministerpräsidenten Dr. Markus Söder internationalen Medienvertretern vor. Zu sehen waren: hochmoderne Labore, Forschungseinrichtungen und Prototypenanlagen. Das neue Kompetenzzentrum bildet die gesamte Wertschöpfungskette der Batteriezelltechnologie ab, von der Forschung und Entwicklung über die Zusammensetzung und das Design der Batteriezelle bis hin zur Produzierbarkeit in Großserie. Mit dem neuen Kompetenzzentrum wird das gesamte Know-how gebündelt und die Basis für den weiteren Ausbau gelegt. Mit kurzen Wegen und übergreifender Zusammenarbeit wird eine vollständige, transparente und nachhaltige Zellentwicklung erreicht. Wichtig ist dabei, dass von Beginn das Recycling mit bedacht wird.

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Die Digitalisierung in der metallbearbeitenden Industrie

Die additive Fertigung birgt zahlreiche Innovationen – und das mit steigender Tendenz. Vor allem im Metalldruck gibt es zwei wichtige Verfahren: Das Laserauftragschweißen und das pulverbettbasierte Schmelzverfahren. Letzteres wurde erstmalig in den 1970er-Jahren vorgestellt und funktioniert nach einem recht simplen Prinzip: Eine Energiquelle sintert bzw. schmilzt Metallpulver und stellt daraus …

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Thyssenkrupp-Chef bereitet Konzern auf Einschnitte vor

Thyssenkrupp-Chef Guido Kerkhoff schwört die Beschäftigten des Essener Traditionskonzerns auf massive Veränderungen ein. „Unsere wirtschaftliche Lage ist heute schlechter, als wir es vor einem Jahr erwarten konnten“, sagte Kerkhoff der „Westdeutschen Allgemeinen Zeitung“ (Donnerstagsausgabe). Der Konzern gebe derzeit mehr Geld aus, als er einnehme. „Das kann so nicht bleiben.“ Dass …

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CNC Fräsen – unerlässlich in der Industrie

Aus der modernen Arbeit sind CNC-Fräsen kaum noch wegzudenken, wobei das mittlerweile für fast jede computergesteuerte Technik gilt. Denn schließlich verspricht die Herstellung von Produkten und Werkzeugen, die mittels der computergesteuerten Fräsen hergestellt werden, genaueste Präzision. Zugleich wird der Herstellungsprozess beschleunigt und dies ist wiederum für die Stückzahlen von besonderer …

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