Инженеры этой области исследуют современные материалы и соответствующие заготовки, ведь без них сегодня едва ли можно применять новые технологии.
Обзор специальности
Кожа акулы, биокерамика, теплозащитные щиты, конструкции крыши стадиона или сверхлегкие автомобильные кузова – это все темы, которыми занимаются инженеры материалов и заготовок. При их разработке целью является улучшение функциональности одновременно с уменьшением веса и объема – и все это с ресурсоемким процессом производства. Таким образом, индивидуальные функциональные материалы и конструкционные материалы революционизируют легкую конструкцию, снижают потребление энергии, становятся биосовместимыми, вторично перерабатываемыми и разумно реагируют на измененные условия эксплуатации.
Современные технологии предоставляют в распоряжение бесчисленное количество материалов и заготовок. К классическим материалам относятся: металлы, керамика, стекло и полимеры. Новейшие разработки заготовок приходят из области связывающих материалов, полупроводников, природных материалов (бионика), а также так называемых «умных материалов», которые, к примеру, могут самостоятельно подстраиваться под внешнее воздействие (эффект памяти формы). Также такие современные ключевые технологии, как нанотехника и наноструктуры, связаны с наукой о материалах и технологиями заготовок.
Учебные программы
Учебные программы находятся в таких областях, как:
- Инженерия строительных материалов (Baustoffingenieurwesen)
- Материаловедение (Materialwissenschaft)
- Наука о полимерах (Polymerwissenschaft)
- Технологии и наука о заготовках (Werkstoffwissenschaft bzw. -technik)
Изучение технологии заготовок (материалов) требует прежде всего интерес к технике, математике и инженерии. Обучение строится на инженерных аспектах разработки, производства, обработки и вторичной переработки металлических и минеральных материалов.
Наука о материалах в большей степени ориентирована на естественные науки. Здесь идет междисциплинарное исследование структурного строения функциональных материалов (металлов, полимеров, стекла/керамики, полупроводников, связывающих веществ, искусственных материалов) и их технических свойств, которые делают возможным производство требуемых материалов с новыми или улучшенными свойствами.
Изучаемые дисциплины
По предметам разница между наукой о материалах и технологии и наукой о заготовках в естествоведческой направленности первого и углубленным изучением инженерии второго. Наука о материалах ориентирована скорее на аналитические методы и постановку основополагающих вопросов, а технологии заготовок – на практику и процессы.
В начале учебы идет широкое базовое образование по математическим, естествоведческим и инженерным наукам. В первую очередь сюда относятся:
- математика
- физика
- химия
- механика
- химия материалов
- кристаллография
- материаловедение
- технологии заготовок
- обработка материалов
- аналитические методы
В зависимости от выбора программы изучаемые дисциплины могут отличаться.
В течение учебы знания будет расширены, благодаря теоретическим, экспериментальным и технологическим аспектам отдельных материалов и заготовок, их производству и обработке. Для этого предлагаются модули для углубленного изучения, созданные специально для индивидуальных учебных и профессиональных интересов и варьирующиеся между программами науки о материалах и технологиями и наукой о заготовках. Таким образом, в зависимости от программы модули на выбор дают возможность профильного образования.
Профессиональные возможности по окончании учебы
Инженеры по материалам и заготовкам заняты:
- в промышленных исследованиях и разработке, в изготовлении, контроле качества, техническом производстве
- на государственной службе (Ассоциации технического надзора, федеральное учреждение по проверке материалов и т. д.)
В зависимости от материалов, возможности трудоустройства находятся во всех промышленных областях. Примерами значимых отраслей являются:
- транспортная техника, автомобилестроение, железнодорожная, воздушная и космическая техника (уменьшение веса, тормозные системы, турбины)
- машиностроение (износостойкие, высокопрочные материалы)
- химическая промышленность (катализаторы, обмен теплом)
- экологическая техника (вторичная переработка, экономия ресурсов)
- энерготехника (солнечные батареи, топливные элементы)
- микроэлектроника (полупроводники, сенсоры)
- новостная техника (светопроводящие волокна, высокочастотный субстрат)
- оптическая индустрия (покрытые линзы, волноводы, цифровое хранение изображений)
- медицинская техника (импланты, зубные протезы)
- уход за памятниками (реставрация)
Примеры обрабатывающей промышленности:
- рудная и металлургическая промышленность (металлы, доменные печи, стальные и горячие прокатные заводы)
- литейная промышленность
- предприятия по отделке поверхности (к примеру, антикоррозионными материалами)
- стальная и легкосплавная конструкция
- производство строительных материалов (теплоизоляция, солнцезащитные стекла)
- стеклянная и керамическая промышленность
