Was ist und was macht der Werkstoffingenieur? Berufsbild Ingenieur für Werkstofftechnik

Der Werkstoffingenieur oder Ingenieur für Werkstofftechnik befasst sich mit Forschung, Entwicklung, Produktion und Prüfung von Werkstoffen. Als Materialwissenschaftler studiert er und untersucht den chemischen Aufbau, die technischen Eigenschaften und das Verhalten der Stoffe, um innovative Hochleistungsmaterialien zu entwickeln.

Was macht der Werkstoffingenieur im Einzelnen?

Eine der Aufgaben des Ingenieurs für Werkstofftechnik ist die Entwicklung von Werkstoffen mit genau festgelegten chemischen und physikalischen Eigenschaften, z. B. eines formbeständigen und verschleißfesten Baustoffs, eines leichten, flexiblen Polymers, einer umweltfreundlichen, atmungsfähigen Beschichtung.

Je nach angestrebtem Ergebnis und spezifischen Projektvorgaben beschäftigt sich der Materials Engineers mit Forschung und Experimenten, mit dem Ziel, die geeignetsten Werkstoffe zu finden oder ein neues, leistungsfähigeres Material zu entwickeln.

Der Werkstoffingenieur nimmt auch zahlreiche Laboranalysen und Werkstofftests an Probekörpern und Prototypen vor, um Werkstoffe zu charakterisieren: er untersucht das mechanische Verhalten von Konstruktionswerkstoffen und bewertet die chemischen Eigenschaften der Funktionsmaterialien.

So z. B. untersucht er bei der Werkstoffprüfung die Widerstandsfähigkeit mit physischen Tests (Zugversuch, Druckprüfung, Schlagversuch, Biegeversuch, Ermüdungsversuch), die Hitzebeständigkeit, die Korrosionsfestigkeit, berechnet das spezifische Gewicht, untersucht die Wärmeleitfähigkeit und die elektrische Leitfähigkeit, die Dichte und Durchlässigkeit, testet die Härte, den Wirkungsgrad/Leistungsgrad der Stoffe und ihre Alterung - in Übereinstimmung mit den wichtigsten wissenschaftlichen Standards des Bereichs.

Der Ingenieur für Werkstofftechnik erhebt große Datenmengen, die er anschließend mit Data-Modelling-Software analysiert: so ist er in der Lage ein vollständiges Bild der Eigenschaften der Materialien zu geben und die Entsprechung mit den technischen Anforderungen zu überprüfen. Der Ingenieur für Materialwissenschaften ermittelt sodann die Fehler und Schwachstellen des neu entwickelten Stoffs und erarbeitet wirksame Lösungen, z. B. mittels veränderter chemischer Zusammensetzung oder einer alternativen Formel.

Daneben muss er die Übereinstimmung mit den Qualitätsstandards unter Einhaltung der gültigen gesetzlichen Vorschriften sicherstellen - zum Beispiel muss er zertifizieren, dass das Material keine für Mensch und Umwelt toxischen oder gefährlichen Stoffe freisetzt.

Ferner studiert und plant der Werkstoffingenieur den industriellen Herstellungsprozess des Materials und seine Wirtschaftlichkeit, unter Berücksichtigung der spezifischen Produktionsanforderungen: er berechnet die Rohstoffkosten, die erforderlichen Zeiten und Technologien für die Verarbeitung des Materials und seine Umweltauswirkungen.

Er bereitet Berichte, technische Unterlagen vor, studiert die Anpassungsfähigkeit vorhandener Anlagen und Maschinen für die Produktion neuer innovativer Materialien. Der Ingenieur für Werkstofftechnik kann sich auch um Qualitätskontrolle der Produktionsprozesse und Qualitätssicherung des fertigen Materials kümmern.

Der Ingenieure für Werkstofftechnik befasst sich mit Werkstoffen aller Art: natürlichen und synthetischen Polymeren (Kunststoffen), Metallen, Glas und Keramik, Halbleitern, Harzen und Mineralstoffen, Biomaterialien, “Hybrid-Materialien”...

Was sind die Berufsaussichten für Werkstoffingenieure?

Ingenieure für Materialwissenschaften finden vorwiegend in der Industrie Beschäftigung: im Maschinenbau, in der Energietechnik, der IT- und Elektroindustrie, in der Automobilindustrie und im Transportwesen, in der Chemie- und Pharmabranche und in der Medizintechnik. Werkstoffingenieure arbeiten aber auch in Hochschulen, öffentlichen wie privaten Forschungs- und Entwicklungszentren und in Behörden (etwa bei der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung).

Der Arbeitsplatz kann ein Prüflabor sein, wo Materialien analysiert und charakterisiert werden, ein Schreibtisch mit Computer zur Erstellung von Datenanalysen oder auch eine Produktionsanlage.

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Die typischen Tätigkeiten eines Ingenieurs für Werkstofftechnik sind:

• Entwicklung neuer Materialien und Weiterentwicklung existierender Materialien
• Charakterisierung von Materialien mittels Labortests (Werkstoffprüfung)
• Planung und Optimierung des Herstellungsprozesses von Konstruktionswerkstoffen und Funktionsmaterialien
• Sicherstellung, dass die Werkstoffe und Produkte mit den Normen und Qualitätsstandards übereinstimmen
• Prüfung und Entwicklung neuer Verfahren und Fertigungstechnologien

Die Stellenangebote für Werkstoffingenieure gehen von einer akademische Ausbildung aus: ein Studium der Werkstofftechnik, Werkstoffingenieurwesen, Material Engineering, ein Studium der Fachrichtung Chemie, Physik, Maschinenbau, Fahrzeugtechnik mit Schwerpunkt Materialwissenschaften / Werkstoffkunde / Kunststofftechnik oder eine vergleichbare Ausbildung.

Das Werkstofftechnik-Studium ermöglicht die eingehende Untersuchung der Materialzusammensetzung und der Werkstoffeigenschaften, die Beziehungen zwischen Eigenschaften und Leistungen der Materialien sowie der Auswirkungen, die die Verarbeitung auf den Aufbau und die Qualität der Werkstoffe selbst hat.

Je nach Interesse kann ein Ingenieur für Werkstofftechnik danach seine Ausbildung in Spezialbereichen wie Nanotechnologien und Nanomaterialien, kohlenstoffbasierte Materialien, Biomaterialien, Verbundwerkstoffe, Kristallen vertiefen.

Dies sind die grundlegenden Fähigkeiten eines Ingenieur für Werkstofftechnik:

• Kenntnis der chemischen, mechanischen und physikalischen Werkstoffeigenschaften
• Kenntnisse im Bereich der mikrostrukturellen und physikalisch-technischen Werkstoffcharakterisierung
• Know How im Bereich Versuch und Messtechnik
• Sicherer Umgang mit Software für Modellbildung, Simulationen, Datenerhebung und -auswertung
• Analytisches, systematisches Denken
• Problem Solving
• Organisations- und Führungstalent
• Fähigkeit zum selbständigen Arbeiten
• Präzision und Sorgfalt für Details
• Kommunikations- und Teamfähigkeit

Die Karriere eines Werkstoffingenieurs kann mit Einstiegspositionen als Junior Entwicklungsingenieur Werkstoffe beginnen. Mit zunehmender Erfahrung eröffnen sich dem Ingenieur für Werkstofftechnik unterschiedliche Möglichkeiten: er kann sich z. B. auf eine besondere Materialkategorie (Metalle und Polymere, Glas und Keramik …) spezialisieren oder in führende Funktionen aufsteigen, als Leiter eines Prüflabors, Leiter der Abteilung Engineering und Simulation, Leiter Qualitätsmanagement oder Projektleiter.

Weitere Karrieremöglichkeiten gibt es im technischen Vertrieb, für Unternehmen, die innovative Materialien und halbfertige Erzeugnisse herstellen und verkaufen (als Technical Sales Engineer). Denn ein Ingenieur der Werkstofftechnik ist der kompetenteste Experte, um den Kunden die technischen Merkmale und die Anwendungsmöglichkeiten der verkauften Stoffen und Produkte zu erklären.

Der Beruf des Ingenieurs für Werkstofftechnik ist ideal für alle, die sich für das Verhalten von Materie interessieren und neue Materialien und Kompositen entwickeln möchten, um ein spezifisches Problem zu lösen (etwa ein zu teurer Rohstoff, eine umweltschädliche Substanz, ein wenig leistungsfähiges Material).

Der Werkstoffingenieur wendet also die Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschung im Bereich der Materialwissenschaften und Werkstofftechnik an, um innovative technologische Lösungen zu entwickeln - z. B. um die Lebensqualität zu verbessern, die Lebenszeit eines Produkts zu verlängern oder die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens zu stärken.

Die Arbeit als Werkstoffingenieur ist also ohne Zweifel sehr dynamisch und motivierend, mit hervorragender Bezahlung und positiven Beschäftigungsaussichten in einem modernen Arbeitsumfeld.

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