Aus dem Themenbereich Hightech-Strategie

Werkstoffinnovationen - eine Zukunftsinvestition

Werkstoffe wirken als treibende Kraft für innovative industrielle Produktentwicklungen. Sie prägen die technologische Leistungsfähigkeit unserer Industriegesellschaft und steigern die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen, verringern durch ressourcenschonende Wirkungen die Umweltbelastung und leisten einen erheblichen Beitrag in der medizinischen Versorgung von Patienten. Die Werkstofftechnologien sind daher zusammen mit den relevanten Gebieten der Chemie, der Nanotechnologie und der Verfahrenstechnik von großer Bedeutung für Industrie und Gesellschaft gleichermaßen.

Einige Industriebranchen tragen in besonderer Weise zur Exportstärke Deutschlands bei. Fahrzeug- und Maschinenbau, Chemische Industrie, Elektrotechnik/Elektronik, Informations- und Kommunikationstechnik sowie die Energieversorgung haben gemeinsam einen wesentlichen Anteil am deutschen Handelsbilanzüberschuss. Alle diese Branchen profitieren in besonderem Maße von Entwicklungen in der Materialforschung.

Neue Ergebnisse in der Materialforschung sind wichtig für neue Produkte und Produktionsverfahren, mit denen sich neue Märkte erschließen und Produktionsschritte effizienter realisieren lassen. Nicht minder wichtig für die Produktion in Deutschland ist aber, dass die Materialforschung auch für enorme Kostensenkungen bei der Produktion genutzt werden kann. Der Anteil der Materialkosten an der Produktion beträgt beim verarbeitenden Gewerbe über 50%. Einsparungen durch einen effizienten Einsatz von Rohstoffen können daher einen erheblichen Wettbewerbsvorteil mit sich bringen. 

Innovationen im Werkstoffsektor müssen möglichst rasch von der Industrie in wettbewerbsfähige Produkte und Verfahren umgesetzt werden. Dies gilt auch für die Bereiche öffentlich-technische Sicherheit, Nachhaltigkeit und dabei insbesondere die Ressourcenschonung.

Maßgeschneiderte Materialien

Das Verständnis für die Eigenschaften von Werkstoffen und deren gezielte Konstruktion entstand erst in den letzten 100 Jahren mit neuen wissenschaftlichen Methoden in der Festkörperphysik und der Chemie. Seither wird neu gewonnenes Wissen genutzt, um Werkstoffe immer genauer und gezielter "maßzuschneidern". Die moderne Werkstoffentwicklung ist mittlerweile hochgradig interdisziplinär: Expertinnen und Experten aus Verfahrenstechnik, Medizin, Biologie und Informatik werden genau so gebraucht wie aus der Chemie, Physik und den Materialwissenschaftlen.

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  Kompetenzkarte Werkstofftechnologien

  Das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt die Vernetzung der Akteure in der Werkstoffforschung sowie die Darstellung von Hochschul- und Weiterbildungsangeboten in der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik unter anderem durch die Kompetenzkarte Werkstofftechnologien. Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Netzwerke, die aktiv Werkstoffforschung betreiben und gestalten, sowie Institutionen, die Studiengänge und Weiterbildungsveranstaltungen in diesem Fachgebiet anbieten, werden auf einer interaktiven Deutschlandkarte dargestellt. Per Mausklick können Profile, Hintergrundinformationen sowie Kontaktdaten der jeweiligen Einrichtungen abgerufen werden. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/13811.php)
   
  
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  WING - Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft

  Wie flexibel ist ein Flugzeugflügel? Trägt die Brücke, ist das Material fest genug? Die Eigenschaften von Materialien bestimmen ganz wesentlich Form und Funktion vieler Produkte und lassen sich gezielt nutzen. Die Werkstoffforschung geht einen Schritt weiter. Ihr geht es um die Entwicklung von Werkstoffen mit klar definierten neuen Eigenschaften. Elektrisch leitfähige Kunststoffe oder ultraleichte Verbundstoffe sind Beispiele für Materialien, die ganz neuartige Produkte ermöglichen. Das Programm WING fasst klassische Materialforschung mit der Forschung zu chemischen Technologien und der werkstoffspezifischen Nanotechnologie zusammen. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3780.php)
   

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  Werkstoff-Forschung im Nachwuchswettbewerb Nanotechnologie

  Im Nachwuchswettbewerb Nanotechnologie werden Nachwuchsforscherinnen und - forscher aus allen Bereichen der Nanotechnologie ausgezeichnet. Im Wettbewerb hat sich auch ein Schwerpunkt in der Nanomaterialforschung herausgebildet. Dieser umfasst Forschungsarbeiten zu nanoskaligen Bereichen der Materialforschung, Chemie, Biotechnologie und Analytik. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3792.php)
   
  
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  Intelligente Werkstoffe - regeln ohne Regler

  Intelligente Werkstoffe sind die Werkstoffe der Zukunft. Während schaltbare Werkstoffe, aktiv von außen mittels Sensorik und Steuerung angepasst werden müssen, übernehmen innovative intelligente Werkstoffe diesen Vorgang selbst. Sie reagieren auf ihre Umwelt mit einer Eigenschaftsänderung und sind so in der Lage, Schalt- oder Regelvorgänge in technischen Anlagen direkt auszulösen. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3787.php)
   
  
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  Chemie: Die Grundlage für Werkstoffe

  Der Beitrag der chemischen Forschung als Innovationsmotor und Dienstleister bei der Entwicklung innovativer Werkstoffe ist beträchtlich. Gerade wenn die Ausrichtung der Produkte am Nutzen für den Menschen oder die Einbindung des Prinzips der Nachhaltigkeit in Produktionsprozesse gefragt sind, kommt der Chemie über die Grenzen der einzelnen Wirtschaftszweige hinweg eine bedeutende Rolle zu. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3785.php)
   
  
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  Nanomaterialien - kleine Dimensionen, große Effekte

  Die Forschung im Bereich der Nanotechnologie beschäftigt sich mit den kleinsten Partikeln, aus denen sich Werkstoffe und andere Materialien zusammensetzen. Das genaue Wissen um ihren Aufbau bietet die Möglichkeit, Produkte exakt auf die Anforderungen ihres Verwendungszwecks zuzuschneiden: Sie schützen Autos vor Zerkratzen, sanitäre Anlagen vor Schmutz und Menschen vor UV-Strahlung. Darüber hinaus ist es mit Nanotechnologie möglich, in vielen anderen Bereichen Innovationen auf den Weg zu bringen. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3790.php)
   
  

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  Ressourceneffiziente Werkstoffe - höhere Leistung bei geringerem Verbrauch

  Die aktuelle ökonomische und ökologische Situation zeigt die Notwendigkeit, Maßnahmen zur Steigerung der Effizienz industrieller Prozesse zu ergreifen und dadurch zugleich die Ressourcen unserer Erde zu schonen. In der Diskussion zur Steigerung der Produktivität wird übersehen, dass die Materialkostenanteile im verarbeitenden Gewerbe oft über den Personalkosten liegen. Werkstoffentwicklungen zur Steigerung der Ressourceneffizienz sind ein vielversprechender Weg insbesondere für die verarbeitende Industrie, die Kosten zu senken und die Wettbewerbsfähigkeit des Standortes Deutschland zu sichern. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/3794.php)
   
  
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  Werkstoffsimulation - neue Werkstoffe aus dem Computer

  Computer, Autos, Flugzeuge - unsere Sicherheit vertrauen wir immer komplizierteren Systemen an. Mit zunehmender Komplexität der Maschinen, die unseren Alltag erleichtern, steigen auch die Anforderungen an die Werkstoffe. Simulationstechniken bieten hier eine innovative Möglichkeit, die Werkstoffeigenschaften von Bauteilen schneller, einfacher und damit kostengünstiger vorherzusagen. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/6745.php)
   
  

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  Förderinformationen Werkstoffinnovationen für Industrie und Gesellschaft

  Das Programm WING integriert erstmals die klassische Materialforschung mit der Basisdisziplin Chemie und dem Zukunftsgebiet Nanotechnologie und fokussiert die Werkstoffentwicklung insbesondere auf die gro0en Branchen Automobilindustrie, Maschinenbau, IT-Wirtschaft, Elektro-/Elektroindustrie und Chemische Industrie. mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/5716.php)