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Kompetenzatlas Materialtechnologie in Hessen

Quelle: Heraeus Precious Metals
Edelmetallschmelze (Quelle: Heraeus Precious Metals)

Materialtechnologie - Zulieferer der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts

"Auf den Werkstoff kommt es an". Das klingt nicht sehr originell. Besteht nicht jedes Produkt, jede Maschine, jede Anlage aus Werkstoffen? Der Ingenieur plant seine Konstruktion, schaut in den Katalog und sucht einen Werkstoff dafür aus: den härtesten, den leichtesten, den beständigsten, vielleicht auch den leitfähigsten oder schlicht den billigsten – einfach den möglichst passenden für sein "Werk". So logisch, so gut!

Aber welcher Werkstoff ist der passende, und ist er auch in ausreichendem Maße verfügbar? Nehmen wir ihn vielleicht nur, weil wir ihn immer schon genommen haben? Ist also der beste Werkstoff der am besten bekannte Werkstoff? Vieles spricht dafür. Aber wir werden immer anspruchsvoller. Der Katalog genügt immer weniger! Heute müssen wir den Werkstoff oft von Grund auf neu entwickeln, und zwar ganz gezielt: Für die leichtere Bremsscheibe, die warmfestere Turbinenschaufel, die ermüdungsärmere Hüftprothese oder den leistungsfähigeren elektronischen Sensor – für Komponenten auf allen Technologiefeldern, in der Hochtechnologie, zunehmend aber auch bei weniger spektakulären klassischen Anforderungen.

Hier setzt die moderne Materialtechnologie an: Sie optimiert, ja, sie revolutioniert die Werkstoffwahl für eine bestimmte Anwendung - sie schneidert den Werkstoff entsprechend dem gewünschten Eigenschaftsprofil nach Maß. Das geschieht durch Wahl der Zusammensetzung, manchmal auch nur durch eine Wärmebehandlung, durch die Formgebung und immer öfter auch durch die Oberflächenbehandlung. Dazu muss der Werkstoffingenieur "in den Werkstoff hineinschauen", um ihn über seine innere Struktur zu beeinflussen, oft bis hinunter auf die atomare Ebene. Er steht dabei im Wechselspiel mit dem Konstrukteur und dem Fertigungsingenieur und diese wiederum mit dem Produktentwickler und dem Designer. Durch diese integrierte Vorgehensweise entsteht das innovative Produkt. 70% der Produktinnovationen können erst entstehen, weil der Werkstoff bereits einen innovativen Entwicklungsprozess durchlaufen hat. Die Materialtechnologie ist eine Querschnittstechnologie, aber mit strategischer Bedeutung für den industriellen Prozess, eine "enabling technology" also. Wer betreibt diesen Prozess?



Wertschöpfungskette der Werkstoffbranche

Werkstoffe stehen am Anfang der Wertschöpfungskette. Dem späteren Produkt sieht man die strategische Bedeutung des verwendeten Materials nicht unbedingt an. Vielleicht wird sich die Öffentlichkeit dieser Bedeutung erst dann bewusst, wenn wichtige Rohstoffe knapp werden. Denn dann muss ein ebenbürtiger bezahlbarer Ersatzwerkstoff gefunden werden. Die Nanotechnologie z. B. hat in den letzten Jahren große öffentliche Aufmerksamkeit erzeugt. Viele Innovationen gehen auf sie zurück. Nanotechnologie ist in vielen Fällen Materialtechnologie in noch feineren Dimensionen.

Fazit: Materialtechnologien bilden die Grundlage des industriellen Fertigungsprozesses. In einer modernen Volkswirtschaft muss die Werkstoffbranche daher breit aufgestellt sein. Viele ihrer Fachleute aus Forschung und Industrie arbeiten hier zusammen, um die Wertschöpfungskette lückenlos auszufüllen, nicht nur die Forscher und Ingenieure an der vordersten Front. Wie sieht die materialtechnische Wirklichkeit in Hessen aus?


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