Materials Engineering: Einblicke in die ersten Studienmonate, Hochschule für Technik und Umwelt FHNW

Wie verändert Wärme die Eigenschaften eines Werkstoffs? Warum ist ein Material besonders hart, während ein anderes unter Belastung nachgibt? Und welcher Werkstoff eignet sich am besten für eine bestimmte Anwendung?

Mit solchen Fragen beschäftigen sich die Studierenden des ersten Materials-Engineering-Jahrgangs an der FHNW. Nach der Einführungswoche im September ging es direkt los: Neben Mathematik und naturwissenschaftlichen Grundlagen stehen bereits praktische Untersuchungen, Laborversuche und erste Präsentationen auf dem Programm.

Im Modul «Materials Signature 1» tauchen die Studierenden in die Welt der Werkstoffe ein. Ein Schwerpunkt liegt auf der Frage, wie Materialien aufgebaut sind, welche Eigenschaften sie besitzen und wie sich diese durch unterschiedliche Verfahren verändern lassen.

In den Laboren des Instituts für Produkt- und Produktionsengineering (IPPE) untersuchten die Studierenden unter anderem den Einfluss thermischer Behandlungen auf metallische Werkstoffe. Denn selbst ein und dasselbe Material kann sich je nach Temperaturbehandlung ganz unterschiedlich verhalten: Es kann härter oder weicher, zäher oder spröder werden.

Mit verschiedenen Prüfmethoden lernten die Studierenden, diese Unterschiede zu erkennen und zu beurteilen. Dabei geht es nicht nur darum, einen Messwert zu bestimmen, sondern auch zu verstehen, was dieser über den Werkstoff und seine möglichen Einsatzgebiete aussagt.

Wie entsteht aus einem Kunststoffgranulat ein fertiges Bauteil? Welche Temperaturen sind für die Verarbeitung entscheidend? Und wie reagiert ein Kunststoff, wenn er mechanisch belastet wird?

Diesen Fragen gingen die Studierenden in den Laboren des Instituts für Kunststofftechnik (IKT) und des Instituts für Nanotechnische Kunststoffanwendungen (INKA) nach.

Dabei lernten sie verschiedene Verarbeitungsverfahren wie Thermoformen und Spritzgiessen kennen. Mit der Kofler-Heizbank und der dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC) untersuchten sie wichtige thermische Eigenschaften der Materialien. Zugversuche machten zudem sichtbar, wie unterschiedlich Kunststoffe auf mechanische Belastungen reagieren.

Die praktischen Versuche verdeutlichten, wie eng Materialeigenschaften, Verarbeitung und die spätere Anwendung eines Produkts miteinander verknüpft sind.

Bei weiteren Laboreinblicken lernten die Studierenden unterschiedliche Verfahren zur Untersuchung und Charakterisierung von Werkstoffen kennen. Dazu gehören Methoden zur Bestimmung mechanischer Eigenschaften sowie thermische Analyseverfahren.

Die Untersuchungen zeigen, wie sich Werkstoffe hinsichtlich ihrer Eigenschaften beurteilen lassen und welche Bedeutung diese Erkenntnisse für die Auswahl und den Einsatz von Materialien haben.

Solche Untersuchungen sind ein wichtiger Bestandteil der Werkstofftechnik. Sie helfen dabei, Materialien besser zu verstehen, ihre Qualität zu beurteilen und geeignete Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungen auszuwählen.

Dass Werkstofftechnik nicht nur im Labor stattfindet, zeigte eine weitere Aufgabe aus dem Studienalltag. Im Mittelpunkt stand ein alltäglicher Gegenstand: der Thermobecher.

Die Studierenden beschäftigten sich mit unterschiedlichen Ausführungen und Materialien, darunter Edelstahl und Keramik. In kurzen Pitches präsentierten sie ihre Überlegungen und Erkenntnisse zu den jeweiligen Werkstoffeigenschaften und Einsatzmöglichkeiten.

Denn die Wahl des richtigen Materials ist entscheidend für die Funktion eines Produkts. Welche Eigenschaften sind besonders wichtig? Welche Vor- und Nachteile bieten die verschiedenen Werkstoffe? Und welche Anforderungen muss ein Produkt im Alltag erfüllen?

Solche Fragestellungen gehören zu den zentralen Aufgaben von Werkstoffingenieurinnen und Werkstoffingenieuren.

Die ersten beiden Studienmonate zeigen, wie breit das Themenfeld Materials Engineering ist. Ob Metalle, Kunststoffe oder andere Werkstoffklassen: Die Studierenden lernen, Materialien systematisch zu untersuchen, ihre Eigenschaften zu verstehen und ihre Eignung für unterschiedliche Anwendungen zu beurteilen.

Dabei verbindet das neue Materials Engineering Studium wissenschaftliche Grundlagen mit praktischen Erfahrungen in den Laboren und anwendungsorientierten Aufgabenstellungen.

Für den ersten Jahrgang ist das erst der Anfang. In den kommenden Semestern werden die Studierenden ihr Wissen weiter vertiefen und sich mit zusätzlichen Werkstoffen, Technologien und Herausforderungen der Materialentwicklung beschäftigen.