Unter Rühren (stirring) versteht man in der Werkstofftechnik die gezielte mechanische oder magnetische Anregung von Strömungen in Flüssigkeiten, Schmelzen oder Suspensionen, um Stoff- und Wärmetransport zu beeinflussen. Rühren ist ein zentrales Prozesswerkzeug in der Metallurgie, der Polymerschmelzverarbeitung sowie bei der Herstellung von Verbund- und Funktionswerkstoffen.
Wesentliche Zielsetzungen des Rührens sind (i) Homogenisierung von Temperatur- und Konzentrationsfeldern, (ii) Entgasung und Abtrennung nichtmetallischer Einschlüsse, (iii) gezielte Mikrostruktureinstellung, etwa bei Metall-Matrix-Verbunden oder Halbleiterschmelzen, und (iv) Beeinflussung von Kristallisationskeimbildung und -wachstum. Dabei bestimmen Rührergeometrie, Drehzahl, Viskosität, Dichteunterschiede und Behältergeometrie das resultierende Strömungsfeld (turbulent/laminar) und damit die Mischzeit.
Neben klassischem mechanischem Rühren (Propeller-, Ankerrührer, Schaufelrührer) haben sich kontaktlose Verfahren etabliert. Dazu zählt das Drehender-Permanentmagnet-Rühren, bei dem rotierende Magnetfelder in elektrisch leitfähigen Schmelzen Lorentzkräfte erzeugen und so eine definierte elektromagnetische Konvektion induzieren. Diese Technik wird u.a. in der Stranggieß- und Kristallzüchtungstechnik eingesetzt, um Segregation zu minimieren und Kornfeinung zu erzielen.
Für die quantitative Beschreibung werden dimensionslose Kennzahlen wie Reynolds-, Schmidt- und Peclet-Zahl herangezogen, um Strömungsregime und Mischgüte zu charakterisieren. In der modernen Prozessauslegung wird Rühren oft mittels CFD in Verbindung mit thermischer und mikrostruktureller Simulation optimiert, um gezielt von makroskopischen Strömungen auf die entstehende Mikrostruktur und damit die Werkstoffeigenschaften zu schließen.
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