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Quelle: FAU, D. Hartfiel

Quelle: FAU, D. Hartfiel

Quelle: FAU, D. Hartfiel

Werkstoffe werden zur Fertigung von Gegenständen mit unterschiedlichsten Eigenschaften und Anforderungsprofilen verwendet – vom Mikrochip über den Ski bis hin zu Fahrzeugen und Raumfähren.

Aus der Anwendung des Werkstoffes ergeben sich bestimmte Anforderungen an seine Eigenschaften. Dazu zählen zum Beispiel eine hohe mechanische Festigkeit und Zähigkeit, chemische Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit und aggressiven Medien aller Art (Korrosion) oder optische, elektrische, dielektrische oder magnetische Eigenschaften. Welcher Werkstoff für eine bestimmte Aufgabe zur Anwendung kommt, hängt zusätzlich von den Erfordernissen des Fertigungsprozesses und auch von wirtschaftlichen Gesichtspunkten ab.

Aufbauend auf dem Grundlagenwissen der Chemie, Physik und Mathematik befasst sich der Werkstoffwissenschaftler mit den Zusammenhängen zwischen Herstellung, Struktur und Eigenschaften der Materialien. Er betrachtet dabei den gesamten Werkstoff, angefangen bei dessen atomaren Aufbau bis hin zum makroskopischen Bauteil.

Die vielfältigen Aufgaben eines Ingenieurs der Werkstoffwissenschaften reichen daher von Laboraufgaben bis zur Anwenderberatung und lassen sich etwa wie folgt einteilen:

  • Grundlagenforschung
    Aufstellung und Prüfung von werkstoffwissenschaftlichen Modellen zur Entwicklung neuer Werkstoffe, zur Verbesserung der Eigenschaften bereits bekannter Werkstoffe und zu ihrer Herstellung.
  • Werkstoffentwicklung
    Entwicklung neuer Werkstoffe mit bisher noch nicht erreichten Eigenschaften durch Kombination von technologischer Erfahrung mit Ergebnissen der Grundlagenforschung.
  • Werkstofftechnologie
    Entwicklung neuer Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren für bereits bekannte Werkstoffe; Verminderung des Aufwands für die technische Fertigung; Schaffung der Voraussetzungen für die Produktion im großen Maßstab; Berücksichtigung von Gesichtspunkten der Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit.
  • Anwendungstechnik
    Erschließung neuer Verwendungsmöglichkeiten für bekannte oder neu entwickelte Werkstoffe im Gesamtbereich der Technik; Beratung von Konstrukteuren und Verbrauchern über optimale Werkstoffauswahl.
  • Werkstoffprüfung und Schadensanalyse
    Festlegung gut reproduzierbarer Messgrößen und Entwicklung von Methoden zu ihrer exakten Bestimmung; Untersuchung von im Betrieb geschädigten Teilen, und Maßnahmen zu einer Verhinderung derartiger Schäden.

Werkstoffwissenschaftler sind vor allem in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen der Industrie sowie in Produktion, technischem Vertrieb und auch im Management gefragte Mitarbeiter.

Zu den wichtigsten Industriezweigen, in denen Materialwissenschaftler gebraucht werden, zählen:

  • Automobil- und Luftfahrtindustrie
  • Kraftwerkstechnik
  • Elektroindustrie und Mikroelektronik
  • chemische Industrie
  • Sportgeräte und -bekleidung
  • Medizintechnik
  • Umwelttechnologie

Auch staatliche Einrichtungen, Forschungsinstitute, Großforschungseinrichtungen und Hochschulinstitute bieten eine Vielzahl von Betätigungsfeldern für Werkstoffwissenschaftler.

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