Durchsatz in experimenteller Forschung und Produktion

Durchsatz bezeichnet in den Materialwissenschaften und in der Produktion die Menge an Proben, Experimenten oder Bauteilen, die pro Zeiteinheit unter definierten Bedingungen verarbeitet, charakterisiert oder hergestellt werden kann. Er ist damit eine zentrale Kenngröße für die Effizienz sowohl experimenteller Workflows als auch industrieller Fertigungsprozesse.

Im Forschungskontext steht der Durchsatz häufig in engem Zusammenhang mit Hochdurchsatz-Methoden (High-Throughput Methods). Diese zielen darauf ab, durch Parallelisierung, Automatisierung und Miniaturisierung eine große Zahl von Materialvarianten oder Messpunkten in kurzer Zeit zu untersuchen. Beispiele sind kombinatorische Dünnschichtbibliotheken, automatische Screening-Plattformen für Katalysatoren oder parallele mechanische Prüfstände. Der erzielbare Durchsatz hängt dabei von Probenpräparation, Messgeschwindigkeit, Datenverarbeitung und Zuverlässigkeit der Automatisierungstechnik ab.

In der Produktion beschreibt der Durchsatz die Anzahl an Komponenten, Modulen oder Produkten, die eine Fertigungslinie pro Stunde oder pro Schicht verlässt. Engpässe werden durch die Station mit dem geringsten Durchsatz definiert. Der Produktionsdurchsatz ist eng mit Ausbeute, Verfügbarkeit und Qualitätssicherung gekoppelt; Steigerungen erfordern häufig Optimierungen der Prozesskette, der Logistik sowie der Inline-Messtechnik.

Hochdurchsatz-Mikrotechnologien ermöglichen die Integration vieler Funktionen (z. B. Reaktoren, Sensoren, Probenpositionen) auf kleinem Raum und steigern so den Durchsatz bei gleichzeitig reduziertem Material- und Energieeinsatz. Für eine fundierte Bewertung von Durchsatzkonzepten müssen stets auch Datenqualität, Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit in Richtung industrieller Anwendungen berücksichtigt werden.

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