Fertigung in der Werkstoff- und Prozesstechnik

Fertigung bezeichnet in den Ingenieurwissenschaften die Gesamtheit der technisch organisierten Prozesse zur Umwandlung von Roh-, Halb- oder Vorprodukten in funktionsfähige Bauteile und Systeme. Im Fokus stehen dabei die gezielte Einstellung von Geometrie, Mikrostruktur und Eigenschaften eines Werkstoffs durch geeignete Prozessführung.

Zentral ist die Unterscheidung zwischen Primärumformung (z.B. Gießen, Extrusion), Umformung, Spanen, Fügen, Beschichten und stoffeigenschaftsändernden Verfahren (Wärmebehandlung, thermomechanische Prozesse). Additive Fertigung erweitert diese Klassifikation um schichtweise, oft digital getriebene Schichtaufbauverfahren, einschließlich Mehrkomponenten- und hybrider Fertigung, bei der additive und subtraktive Prozesse kombiniert werden.

Aus werkstoffwissenschaftlicher Sicht ist Fertigung untrennbar mit Prozess‑Mikrostruktur‑Eigenschafts‑Beziehungen verknüpft. Prozessparameter wie Temperatur-Zeit-Verläufe, Deformationsraten, Abkühlgeschwindigkeiten oder Atmosphären bestimmen Gefügeentwicklung, Defektdichte und damit mechanische, thermische und funktionale Eigenschaften.

Moderne Fertigung ist durch hohe Automatisierung und Digitalisierung (Smart Factory), durchgängige Datenketten (vom Werkstoffdesign bis zum Bauteil) sowie Inline‑ und In‑situ‑Charakterisierung geprägt. Nachhaltige Fertigung adressiert zusätzlich Energieeffizienz, Ressourcen- und Kreislaufwirtschaft, z.B. durch prozessintegriertes Recycling von Reststoffen und Design-for-Recycling.

Insgesamt bildet Fertigung die operative Ebene, auf der werkstoffwissenschaftliche Erkenntnisse in industrielle Wertschöpfungsketten und zuverlässige Produkte überführt werden.

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