Materialprozesse

Materialprozesse bezeichnet die Gesamtheit der Verfahren, durch die Materialien in Form gebracht, Eigenschaften verändert oder neue Phasenstrukturen erzeugt werden. Sie umfassen mechanische, thermische, chemische und physikalische Reaktionen, die in der Fertigung, der Werkstoffkunde und der Oberflächentechnik genutzt werden.

Zu den Hauptkategorien gehören Formgebungsprozesse wie Umformen (Schmieden, Walzen, Extrudieren); Zerspanung (Drehen, Fräsen, Bohren); Trennprozesse (Schneiden); Fügeprozesse (Schweißen, Kleben, Löten); Oberflächenbehandlung und Abscheidungsverfahren sowie chemische oder Phasenumwandlungen (Annealing, Karbonitrierung, Kristallisation). Zusätzlich gewinnen additive Fertigungsverfahren (3D-Druck) an Bedeutung.

Typische Anwendungen betreffen Metalle, Kunststoffe, Keramiken und Verbundwerkstoffe; Ziel ist es, Form, Festigkeit, Härte, Zähigkeit, Leichtbau, Funktionalisierung und Kosten zu optimieren. Wichtige Parameter sind Temperatur, Druck, Zeit, Atmosphäre, Bearbeitungs- bzw. Fertigungsgeschwindigkeit sowie Material- und Geometrieeigenschaften. Die Materialprozesse stehen in enger Beziehung zur Mikro- und Makrostruktur des Endprodukts; daher spielen Prozessmodellierung, in situ-Überwachung und Qualitätskontrollen eine zentrale Rolle. Forschung und Industrie arbeiten an der Verbesserung der Effizienz, Umweltverträglichkeit und Funktionalität von Materialprozessen.