Technologiewandel

Der globale Bedarf an Energie und Rohstoffen steigt rasant. Die natürlichen Ressourcen, die diesen Bedarf decken sollen, sind jedoch begrenzt. Deshalb gerät die Materialforschung zunehmend unter Druck, neue Materialien zu entwickeln, die folgende Bedingungen erfüllen:

• leicht
• funktionalisiert
• langlebig und beständig
• geringer Energieeinsatz
• umweltschonend in der Anwendung
• geringer Rohstoffeinsatz

Zurzeit geht es in Riesenschritten voran. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung förderte 2008 mit einem Etatansatz von 2,274 Mrd. Euro die Entwicklung von Technologien und Innovationen. Um 24% ist der Etatposten gewachsen. Herzstücke bilden das Rahmenprogramm Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft – WING und die Forschungsschwerpunkte für die IKT-Wirtschaft: Elektronik und Mikrosysteme, Softwaresysteme und Wissensverarbeitung, Kommunikationstechnik und Netze. Als Motoren der M+E-Industrie schätzen die Verbände der Automobilwirtschaft und des Anlagenbaus, dass hier etwa 80% der Innovationen IKT-getrieben sind.

Technologiewandel ist nicht nur notwendig unter Umwelt-Gesichtspunkten. Die Industrien entwickeln technologisch eine Eigendynamik, um sich im Markt zu behaupten und Positionen auszubauen. Dabei dreht sich das Rad von Jahr zu Jahr schneller. Es wird stärker interdisziplinär gearbeitet – an den Entwicklungen sind neben Materialspezialisten, Verfahrenstechnikern, Physikern und Chemikern auch Biologen, Mediziner und Informatiker beteiligt. Selbst am Ende der Entwicklung, in der Produktion, arbeiten die klassischen M+E-Berufe verstärkt mit Spezialisten aus der IKT zusammen.

So schnell, wie sich Materialien und Verarbeitungstechniken wandeln, ändert sich die Ausbildung in den Facharbeiterberufen nicht. Deshalb wird Ausbildung zunehmend zu einer Grundqualifikation, die in immer kürzeren Abständen in einer Weiterbildung aktualisiert und spezifiziert werden muss.

Materialwissenschaft

Unter Materialwissenschaft versteht man eine interdisziplinäre Wissenschaft, die sich auf die Disziplinen Physik, Chemie, Ingenieurwesen, Biologie, Mineralogie, Kristallographie und Petrologie stützt und sich mit der Erforschung, d. h. Entwurf, Herstellung, Charakterisierung und Verarbeitung von Materialien beschäftigt.

Lange Zeit beschränkte sich das Interesse der Materialwissenschaften fast ausschließlich auf die metallischen Werkstoffe, insbesondere Stahl und Buntmetalle (=Kupferlegierungen), ab Ende des 19. Jahrhunderts auch Aluminium. Erst wesentlich später entwickelte sich ein Interesse an Polymerwerkstoffen (=Kunststoffen) und anderen Metallen (z.B. Titan), heute werden die Eigenschaften von allen Feststoffen, die technische Bedeutung haben, einbezogen.

In jüngster Zeit spielen auch biologische und medizinische Aspekte eine wichtige Rolle in der Materialwissenschaft. Ein wesentliches Ziel der Materialwissenschaft ist die Aufklärung der Beziehungen zwischen der Struktur (Kristallstruktur und Gefüge) und den Eigenschaften der Werkstoffe herzustellen. Darauf aufbauend werden durch gezielte Strukturveränderungen gewünschte Eigenschaftsprofile eingestellt.

Der Begriff „Werkstoffwissenschaft“ (auch „Werkstoffkunde“) betont die anwendungsorientierten Aspekte von Materialien, ist jedoch letztlich gleichbedeutend mit Materialwissenschaft. Die Werkstoffkunde im engeren Sinn ist eine Ingenieurwissenschaft. Sie befasst sich mit Werkstoffen, die in Maschinen, Anlagen und Apparaten verwendet werden. Die vorwiegend empirisch gewonnenen Erkenntnisse der Werkstoffkunde ermöglichen die Entwicklungen von Werkstoffen entsprechend den von der Industrie geforderten chemischen und physikalischen Eigenschaften, zum Beispiel Zugfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Härte oder Duktilität bzw. Sprödigkeit von Stählen, anderen Metallen, ihren Legierungen, Keramiken und Polymeren sowie Verbundwerkstoffen.

Ein wesentlicher Teilbereich der Werkstoffkunde ist die Werkstoffprüfung. Für die praktische Durchführung von Werkstoffprüfungen werden Werkstoffprüfer ausgebildet. Analog dazu existiert der Beruf des Baustoffprüfers in der Baustoffkunde. Es handelt sich dabei jeweils um staatlich anerkannte Ausbildungsberufe mit einer regulären Ausbildungsdauer von 3 1/2 Jahren.

Quelle: de.wikipedia.org