Schlüsseltechnologie Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (MatWerk)

Ein Beitrag von Prof. Dr.-Ing. habil. Hans-Jürgen Christ, Universität Siegen, Institut für Werkstofftechnik

2,6 Million Jahre alte Handwerkzeuge aus Stein, Keilschrifttafeln aus Kupfer aus dem Jahr 2041 v. Chr., die Erfindung der Eisenbahn Anfang des 19. Jahrhunderts und moderne Verbundwerkstoffe für die Autos von morgen - kaum ein anderes Fachgebiet hat seit Anbeginn der Menschheit mehr Epochen, Innovationen und unser heutiges gesellschaftliches Leben geprägt als das der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik.

Interdisziplinär und abwechslungsreich

Wie in kaum einem anderen wissenschaftlichtechnischen Bereich ist das Gebiet der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik (MatWerk) stark interdisziplinär geprägt. Das Zusammenspiel zwischen der Physik, Chemie, Mathematik und den Ingenieurwissenschaften liefert einen entscheidenden Beitrag für Innovationsimpulse und Entwicklungsschübe in sehr vielen Anwendungsfeldern. Die genauen Kenntnisse über den Aufbau des jeweiligen Werkstoffs und die sich daraus ergebenden Werkstoffeigenschaften sowie die speziellen Prozess- und Fertigungstechnologien sind dabei die Grundlage für eine maßgeschneiderte Entwicklung neuartiger Werkstoffe. MatWerker können für diese Aufgabe auf ein fundiertes naturwissenschaftliches Wissen in den Materialwissenschaft zurückgreifen und haben gleichzeitig das notwendige werkstofftechnische Know-how zur Realisierung der späteren Anwendung.

Berufsperspektiven

So facettenreich das Gebiet der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik ist, so vielfältig und chancenreich sind die späteren Berufsaussichten. Mit dem breiten fachlichen Spektrum und der Interdisziplinarität bietet die Materialwissenschaft und Werkstofftechnik viele attraktive und abwechslungsreiche Berufsaussichten. Dabei kann es sich um Positionen an Hochschulen, Forschungsinstitutionen und Materialprüfungsanstalten handeln. Ebenso stehen den MatWerk-Absolventen viele Türen in der freien Wirtschaft offen, angefangen von interessanten Start-Ups und kleinen Unternehmen über den soliden Mittelstand bis hin zu TOP-Unternehmen und weltmarktführenden Konzernen. Die hohe Nachfrage nach qualifizierten Nachwuchskräften, insbesondere in technischen und naturwissenschaftlichen Arbeitsbereichen, ergibt sich zum einen aus dem aktuell demographischen Wandel, mit geburtenschwachen Jahrgängen und einer immer älteren Gesellschaft. Zum anderen investieren Unternehmen aufgrund eines immer stärker werdenden Konkurrenzkampfes im Rahmen der Globalisierung gezielter denn je in die Verbesserung ihrer Prozesse und Produkte zur Sicherung des Standorts und Steigerung des Exports. Die stetige Entwicklung und Optimierung von Materialien, die eine Weiterentwicklung der Technologien unserer Gesellschaft ermöglichen, steht dabei besonders im Vordergrund.

Berufsfelder und Branchen

Aufgrund des stetig steigenden Bedarfs an neuen und optimierten Werkstoffen in fast allen Industriezweigen sind Werkstoffingenieure in der heutigen Zeit auf dem Arbeitsmarkt sehr gefragt, wobei der Bachelor-Abschluss auf eine spätere anwendungsbezogene Position abzielt und höher qualifizierte Master-Absolventen in Führungspositionen anzutreffen sind. Der Master-Abschluss eröffnet die Möglichkeit zur Tätigkeit im Bereich der Forschung in Form einer weiterführenden Promotion, welche eine spätere Karriere an Hochschulen oder in der freien Wirtschaft positiv beeinflussen kann.
Typische Berufsfelder sind beispielsweise:
› Weiterqualifikation in der Forschung durch Promotion
› Forschungs- und Entwicklungsabteilungen
› Projekt- und Unternehmensleitungsaufgaben
› Qualitätswesen und Werkstoffprüfung
› Technologieentwicklung
› Consulting.

Häufige Branchen sind:
› Metallerzeugung
› Mobilität und Transport
› Maschinen- und Anlagenbau
› Luft- und Raumfahrttechnik
› Glas-, Keramik-, Gummi- & Kunststoffindustrie
› Chemische Erzeugnisse
› Energiewirtschaft
› Medizintechnik
› Bausektor.

Fachgebiet Matwerk

Ein Studium der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik zeichnet sich durch seine fachliche Breite aus, die sich schon allein wegen der Vielfältigkeit der verschiedenen Werkstoffgruppen wie beispielsweise Metalle, Gläser, Keramiken, Polymerwerkstoffe bis hin zu speziellem Material der Elektrotechnik und Biomaterialien ergibt. Die Vermittlung von Zusammenhängen zwischen Rohstoffen, Herstellung, Aufbau und Eigenschaften des Werkstoffs bzw. des Produkts stehen dabei bei allen Studiengängen im Vordergrund. Dies bedeutet, dass im Bachelor-Studium grundlegende Fächer wie Mathematik, Physik und die Chemie einen großen Teil einnehmen und mit ingenieurwissenschaftlichen Fächern kombiniert werden. Mit einem anschließenden Master-Studium wird dieses Wissen vertiefen und mit Kern- und Wahlfächern individuelle Schwerpunkte gesetzt.

Master-Studiengang an der Universität Siegen

Im Gegensatz zu den Studienangeboten der meisten anderen Universitäten, die auf einem Bachelor-Abschluss der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik aufbauen, richtet sich der Master-Studiengang Materialwissenschaften und Werkstofftechnik der Universität Siegen an Bachelor-Absolventen aller Naturwissenschaften, aber auch an diejenigen aus den Ingenieurwissenschaften. Am Ende des viersemestrigen Master-Studiums sollen jedoch alle Studierende einen einheitlichen grundlegenden Wissensstand haben. Um dieses Ziel zu erreichen, wird je nach vorangegangenem Bachelor-Abschluss eine zum Teil individuelle Ergänzung in dem jeweils anderen Fachgebiet angeboten. Dies bedeutet konkret, dass Bachelor- Absolventen aus den Naturwissenschaften die Grundlagen der Ingenieurwissenschaften erlernen und diejenigen mit einem ingenieurwissenschaftlichen Hintergrund Grundlagen der Naturwissenschaften belegen. Die jeweilige Ergänzung ist integraler Bestandteil der 120 Kreditpunkte, die insgesamt in dem Studiengang erreicht werden müssen. Daraus ergibt sich im Wesentlichen je nach vorangegangenen Bachelor-Abschluss folgender Lehrplan:
› Theoretische und experimentelle Grundlagen der Werkstoffwissenschaft,
› Ergänzungen von ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen für Bachelor of Science der Naturwissenschaften,
› Ergänzungen von naturwissenschaftlichen Grundlagen für Bachelor of Science der Ingenieurwissenschaften und
› MatWerk-bezogene Wahlpflichtfächer zur Vertiefung in ausgewählten Bereichen der Ingenieurwissenschaften und der Naturwissenschaften.

Im Detail bedeutet dies, dass parallel zu der jeweiligen Ergänzung zu Beginn des Studiums die Grundlagen der Werkstoffwissenschaft vermittelt werden. Diese beziehen sich neben dem theoretischen Wissen über den Aufbau und die Eigenschaften der verschiedenen Materialien auch auf die materialwissenschaftlichen und werkstofftechnischen experimentellen Prüf-, Analyse- und Untersuchungsmethoden. Hiermit wird die Grundlage für die frei wählbare Vertiefung des Studiums gelegt. Ingenieurwissenschaftliche Themen können an dieser Stelle aus Modulen wie beispielsweise angewandte Werkstofftechnik, Mechanik und Konstruktion, aber auch Energie- und Verfahrenstechnik gewählt werden. Im naturwissenschaftlichen Bereich können sich die Studierenden zwischen Modulen der Festkörperphysik und der Angewandten, der Makromolekularen und der Physikalischen Chemie entscheiden. Praktika und Seminare dienen dazu, die theoretischen Grundlagen mit praktischen Tätigkeiten, selbstständiger Literaturerschließung und fachwissenschaftlichen Präsentationstechniken zu vertiefen, wobei eine werkstoffwissenschaftliche Ausrichtung verfolgt wird. In der Master-Arbeit stellen die Studierenden ihr erworbenes Wissen im Bereich der grundlagenorientierten Materialwissenschaft sowie der anwendungsbezogenen Werkstofftechnik durch Bearbeitung einer anspruchsvollen wissenschaftlichen Aufgabenstellung unter Beweis. Auch fachübergreifende Schlüsselqualifikationen wie Projektplanung, Kreativität sowie Fähigkeiten zur Erstellung technischer Dokumentationen und Präsentationen werden erworben, wobei letztere bei dem abschließenden Kolloquiumsvortrag besonders unter Beweis gestellt wird.