Stichwort 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.

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 Bedeutung. Bei diversen Prozessen kommen CNC-Fräsen zum Einsatz, bspw. in …

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Streckmetall – ein tolles Material für kreative Architekten

Bauelemente aus Streckmetall gibt es in vielen Varianten: mit Öffnungen, in Form von Quadraten, Sechsecken, Rauten oder Kreisen. Sie sind farbig, im klassischen Silber gehalten, lichtdurchlässig oder fast geschlossen. Durch die Maschengeometrie des feuerverzinkten Stahlblechs sind attraktive Gestaltungsmöglichkeiten an Gebäudefassaden möglich und ebenso in den Innenräumen. Dazu kommt, dass der Einsatz der Streckgitter nicht nur funktionell ist, sondern vergleichsweise wirtschaftlich …

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Thyssenkrupp-Chef räumt vor Hauptversammlung Fehler ein

Vor der Hauptversammlung des Essener Industriekonzerns Thyssenkrupp am Freitag übt sich Vorstandschef Guido Kerkhoff in Selbstkritik. „Für das vergangene Jahr ergibt sich ein gemischtes Bild“, sagte Kerkhoff dem „Handelsblatt“ (Freitagsausgabe). In einzelnen Bereichen sei der Konzern gut vorangekommen, in anderen habe es Rückschritte gegeben. „Auch das müssen wir uns eingestehen“, so Kerkhoff weiter. In dem Veranstaltungszentrum Ruhrcongress in Bochum wird …

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Thyssenkrupp-Chef verteidigt Aufspaltungspläne

Thyssenkrupp-Chef Guido Kerkhoff hat die Entscheidung zur Aufspaltung des Unternehmens verteidigt. „Die Teilung in die verbliebenen Werkstoffbereiche und in die Industriegütergeschäfte ist eine Fortsetzung des Weges, den wir bisher schon eingeschlagen haben“, sagte Kerkhoff am Montag dem Fernsehsender n-tv. „So wird es uns gelingen, mit zwei starken, einem Werkstoff- und einem Industriegüterkonzern, in den Zukunftsmärkten besser orientiert aufgestellt zu sein.“ …

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Bauexperte: Deutschlands Brücken verrotten gefährlich

Nach der Katastrophe in Genua werden auch in Deutschland Zweifel an der Stabilität von Autobahnbrücken laut. „Unsere Brücken verrotten gefährlich, ein Einsturzrisiko kann inzwischen nicht mehr ausgeschlossen werden“, sagte Brückenexperte Richard J. Dietrich dem „Redaktionsnetzwerk Deutschland“ (Mittwochausgaben). Der Architekt, der selbst zahlreiche Brückenbauten verantwortet, sieht vor allem im überwiegend verwendeten Werkstoff Beton ein Problem, weil Schäden erst spät, wenn nicht …

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Voestalpine-Chef sieht in Trumps Handelspolitik Chance für Europa

Voestalpine-Chef Wolfgang Eder sieht in der protektionistischen Industrie- und Handelspolitik von US-Präsident Donald Trump auch eine Chance für Europa: „Ich bin ein überzeugter Verfechter des freien Handels und tue mich daher sehr schwer, seine Entscheidungen nachzuvollziehen. Seine Art hat aber vielleicht insofern etwas Positives, als sie hoffentlich auch die Politik in Europa dazu bringt, Positionen zu überdenken und nachzuschärfen“, sagte …

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Industrie 4.0 bietet Chancen für die Region Magdeburg

Industrie 4.0 bietet wichtige Chancen für die Region um Magdeburg, aber die Region verschenkt sie noch. Das sagt Prof. Sven Jüttner, Leiter des Instituts für Werkstoff- und Fügetechnik der Otto-vor-Guericke-Universität, am Rande der 32. Rohrleitungstagung des FDBR Fachverbands Anlagenbau. Jüttner eröffnete die Tagung mit seinem Vortrag „Industrie 4.0 – Bedeutung und Nutzen“. „Magdeburg hat traditionell eine hohe Affinität zu Industrie …

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Biokunststoffe – wo „Bio“ draufsteht ist nicht immer Bio drin

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Kunststoffe spielen eine zentrale Rolle in unserem Leben. Unsere moderne Welt ist ohne sie kaum noch vorstellbar. Das zunehmende ökologische Problem, das uns der Wunderstoff des 20. Jahrhunderts beschert, bereitet aber Kopfzerbrechen. Sogenannte Biokunststoffe sollen die innovative Lösung sein. Bislang sieht jedoch das Umweltbundesamt keine Vorteile gegenüber herkömmlichen Produkten. Was sind Biokunststoffe? Was man unter Biokunststoff verstehen darf, ist (noch) …

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Beamter warnte frühzeitig vor G36-Mängeln

Ein Beamter des damaligen Bundesamtes für Wehrtechnik und Beschaffung (BWB) hat laut eines Bericht der „Bild am Sonntag“ bereits 2006 vor Mängeln beim Gewehr G36 gewarnt. Der Waffen- und Munitionsexperte habe durch ein Gutachten feststellen lassen, dass für die Herstellung des Sturmgewehrs ein ungeeigneter Werkstoff verwendet werde. Als Reaktion sei der Beamte mehrfach versetzt und mit der Aufarbeitung der Geschichte …

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Verteidigungsministerium wurde 2011 vor G36-Problemen gewarnt

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Berlin – Die Spitze des Bundesverteidigungsministeriums war offenbar spätestens seit Januar 2011 über mögliche Mängel des Sturmgewehrs G36 informiert. Das berichtet der „Stern“ in seiner am Donnerstag erscheinenden Ausgabe unter Berufung auf einen geheimen Bericht des Bundesrechnungshofs vom Juni 2014. Sonderermittler des Verteidigungsministeriums berichteten demnach bereits Ende Januar 2011 dem damaligen Staatssekretär Rüdiger Wolf über anonyme Vorwürfe und einen möglichen …

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Heraeus kauft Patent der Universität Saarland

Metallschmelzen, die beim Abkühlen nicht kristallisieren, sondern zu metallischem Glas erstarren, haben besondere Eigenschaften: Sie sind hart wie Stahl, zugleich aber formbar und hoch elastisch wie Kunststoff. An der Universität des Saarlandes erforschen Werkstoffwissenschaftler um Professor Ralf Busch diese Legierungen aus unterschiedlichen Metallen. Sie möchten so Werkstoffe mit idealen Eigenschaften entwickeln. Für eine ihrer Legierungen hat nun das Technologieunternehmen Heraeus …

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