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.

Ratgeber: Eine Holzgarage zum Selbstbau

Eine Garage dient in erster Linie zur Unterbringung des eigenen Fahrzeugs, doch kann sie auch für andere Zwecke genutzt werden. Gartengeräte können hier ebenso einen Platz finden wie Werkzeuge und Maschinen. Aber auch als Hobbyraum kann eine Garage dienen, vielleicht um zu musizieren oder um zu malen. Wer einen Bastelraum benötigt, ist ebenfalls mit einer Garage bestens beraten. Eine Garage …

Jetzt lesen »

Merkel: Neue Hightech-Strategie wird demnächst verabschiedet

Berlin – Mit ihrer neuen Hightech-Strategie will die Bundesregierung schon bald die Rahmenbedingungen für die Forschung weiter verbessern. Bundeskanzlerin Angela Merkel (CDU) sagte am Samstag in ihrem neuen Video-Podcast, die neue Strategie solle demnächst verabschiedet. Zu den Schwerpunkten der Strategie gehören Merkel zufolge Werkstoff- und chemische Forschung sowie Gesundheitsforschung. Gerade in diesem Bereich erwartet die Bundeskanzlerin eine hohe Akzeptanz seitens …

Jetzt lesen »

Concept Laser – Pionier der Laserschmelztechnologie

Lasermaschinen

1958 von Siegfried Hofmann in einem Gartenhaus unter dem Namen Werkzeugbau gegründet, zählt die Concept Laser GmbH heute zu den weltweit führenden Herstellern von Industrielaseranlagen. Die über 50jährige Erfahrung spiegelt sich in der Pionierarbeit auf dem Gebiet der Laserschmelztechnologie, wobei das patentierte LaserCusing Verfahren inzwischen Anwendung in beinahe allen Branchen findet. Die Laser Concept GmbH wird als eigenständiges Unternehmen im …

Jetzt lesen »

Bcomp – jung und innovativ

Gewebe

Freiburg – Es gibt sie, die Skier, in denen statt eines Kunststoff- oder Holzkerns Pflanzenfasern zu finden sind. Sie zeichnen sich durch ihr geringes Gewicht bei gleichbleibender Robustheit und Beweglichkeit aus. Bis zu 30 Prozent zeigen sie sich leichter als herkömmliche Skier. Die verwendeten Flachsfasern dämpfen jedoch auch Schläge besser ab, sodass sich das Material auch für die Herstellung von …

Jetzt lesen »

Die „Holz 2013“ in Basel besuchen

Zwischen dem 8. und 12. Oktober 2013 ist es wieder so weit, die „Holz 2013“ ist angesagt und somit der Treffpunkt für alle Schreiner, Zimmerleute und Vertreter aus Handel und Industrie. Viele Holzfachleute fiebern diesem Ereignis geradezu entgegen, denn diese Fachmesse findet nur alle drei Jahre statt. Somit steht fest, dass sich in der Zwischenzeit auf dem Sektor der Holzverarbeitung …

Jetzt lesen »

Hannover: neue Ansätze für die Titanverarbeitung

Wenn Integralbauteile aus Titan für die Luftfahrt gefertigt werden, müssen mehr als 90 Prozent des Ausgangsmaterials als Späne entsorgt werden. An der Leibniz Universität Hannover startet eine Effizienzoffensive. Für den neuen Airbus A350, der zu 14 Prozent aus dem Leichtmetall Titan besteht, gibt es zurzeit mehr als 600 Bestellungen. Allein für diese bestellten Flugzeuge werden in den kommenden Jahren Titanbauteile …

Jetzt lesen »

Betonmöbel – der besondere Einrichtungstrend

Berlin – Der Werkstoff Beton hat längst sein Image als kaltes, graues, unpersönliches Material für Industriearchitektur, Plattenbauten oder Terrassenböden verloren. Zu Möbeln verarbeitet, erobert sich dieses robuste und leicht in Formen zu gießende Material zunehmend Platz im Wohnbereich. Betonmöbel liegen voll im Trend und immer häufiger findet man sie heute als Hingucker und Teil exklusiver Inneneinrichtungen. Der natürliche Werkstoff Beton …

Jetzt lesen »

Bremer Energie Institut verstärkt den Forschungsbereich »Energie und Umwelt« am Fraunhofer IFAM

Seit dem 1. September gehört das Bremer Energie Institut – kurz BEI – zum Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM in Bremen. Durch die Integration von zehn neuen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern wird insbesondere das Geschäftsfeld »Energie und Umwelt« verstärkt und thematisch ausgebaut. Das Team aus Wirtschafts- und Politikwissenschaftlern, Ingenieuren, Physikern und Architekten wird weiterhin auch am Fraunhofer IFAM aktuelle …

Jetzt lesen »

Kupferbedarf steigt im Zuge der Energiewende

Göppingen – Das erste Metall, auf das die Menschheit vor fast 10.000 Jahren stieß, war Kupfer. Seither wird der Werkstoff von den Menschen genutzt und ist mittlerweile sogar so omnipräsent wie nie zuvor. Immerhin finden Kupfer und seine Legierungen in sämtlichen Lebensbereichen Anwendung. Vom Energiesektor über Hightech-Produkte bis hin zu privaten Haushalten – das rote Metall ist nahezu überall anzutreffen. Die …

Jetzt lesen »

Alufolien: das universell einsetzbare Leichtgewicht

Düsseldorf – Wer als Verbraucher an Alufolie denkt, sieht ganz sicher zuerst die 30 cm breite silbrig glänzende Rolle in der Küche vor sich, die zur Grundausstattung nahezu jedes Haushalts zählt. Es gibt wohl kaum etwas Praktischeres, das sich für so viele Anwendungen in der Küche und im ganzen Haushalt eignet. Aluminiumfolie eignet sich zum Einpacken von Lebensmitteln oder zum …

Jetzt lesen »

Natursteine – ein Werkstoff mit Ausstrahlung und Seele

Pullach i.Isartal – Immer mehr Architekten, Planer und Bauherren haben Naturstein als das ideale Baumaterial mit vielerlei positiven Eigenschaften wiederentdeckt. Bauen mit Naturstein liegt wieder voll im Trend und auch im Wohnbereich selbst hat sich dieses Material immer mehr Raum erobert. Kein Material ist individueller und hat markantere Strukturen wie natürliche Minerale und Naturstein. Es gibt Fassaden, Fußböden und diversen …

Jetzt lesen »