Materialtechnologien

Materialtechnologien bezeichnet die technologischen Ansätze zur Entwicklung, Herstellung und Anwendung von Werkstoffen, um spezifische Eigenschaften und Leistungen zu erzielen. Sie verbindet Materialwissenschaft, Werkstofftechnik und Fertigungstechnologien und betrachtet Struktur-Eigenschaft-Beziehungen auf Mikro-, Makro- und Systemebene. Wichtige Materialklassen umfassen Metalle und Legierungen, Keramiken, Polymere, Verbundwerkstoffe sowie Funktionsmaterialien wie Halbleiter und Katalysatoren.

Zentrale Aufgaben sind die Entdeckung neuer Materialien, das Verständnis von Struktur-Eigenschaftsbeziehungen, Charakterisierung sowie die Entwicklung effizienter Fertigungsprozesse. Dazu gehören auch Lebenszyklusbetrachtungen, Recycling und Nachhaltigkeit. Die Disziplin nutzt simulationsgestützte Modellierung und Experimente, um Leistung, Zuverlässigkeit und Kosten zu optimieren.

Wichtige Fertigungstechnologien umfassen Gießen, Umformen, Schmieden, Sintern und Pulvermetallurgie, sowie additiv gefertigte Bauteile im 3D-Druck. Oberflächenbehandlung, Beschichtungen und Wärmebehandlung dienen der Anpassung von Eigenschaften wie Härte, Korrosionsbeständigkeit oder Reibung. Prüfung und Qualitätskontrollen, einschließlich zerstörungsfreier Prüfungen, sichern Materialeigenschaften.

Anwendungen finden sich in Maschinenbau, Fahrzeug- und Bauwesen, Elektronik, Energie- und Umwelttechnik sowie Medizin- und Biotechnik. Materialtechnologien tragen zur Energieeffizienz, Ressourcenschonung und Leistungssteigerung in modernen Systemen bei. Aktuelle Herausforderungen umfassen Rohstoffverfügbarkeit, Recycling, Nachhaltigkeitsbewertungen und Regulierung.