Konstruktionswerkstoffe

Werkstoffe sind Stoffe, welche über Produktionsprozesse in Endprodukte eingehen und demnach Betriebsmittel zur Herstellung eines Produktes sind.Werkstoffe, welche mechanische Belastungen aufnehmen und diese verkraften müssen, werden Konstruktionswerkstoffe oder seltener auch Strukturwerkstoffe genannt.

Konstruktionswerkstoffe müssen verschiedenen Anforderungen gerecht werden. Die Anforderungen betreffen vor allem die Belastungsfähigkeit gegenüber mechanischen Einwirkungen, aber auch andere Eigenschaften spielen bei Konstruktionswerkstoffen eine Rolle. So darf ein Werkstoff, welcher z.B. Elektronik zusammenhält und vor Umwelteinflüssen schützt, eventuell nicht elektrisch leiten, schmelzen oder leicht entflammbar sein.

Konstruktionswerkstoffe können aus verschiedenen Werkstoffgruppen kommen, für die Konstruktionswerkstoffe kann folgende Einteilung vorgenommen werden:

  1. metallische Werkstoffe
  2. organische Werkstoffe
  3. anorganische nichtmetallische Werkstoffe

Was ist ein Werkstoff?

Werkstoffe werden unterschiedlich definiert. Nach dem Definitionsversuch nach Ondracek ist ein Werkstoff ein Material, welches einige Bedingungen erfüllt:

  • eine technische Verwertbarkeit oder einen anderen anwendungerelevanten Aggregatzustand annehmen kann
  • technologisch und
  • wirtschaftlich und
  • umweltverträglich einsetzbar ist

Einteilbar sind Werkstoffe in die drei Kategorien nach stofflichen, eigenschaftstechnischen und anwendungstechnischen Aspekten.

Werkstoffbaum nach stofflichen Kriterien:

Welches sind nutzbare Eigenschaften eines Werkstoffs? (-> Beispiele)

  • Dichte (Gewicht) -> Gegengewichte am Krahn, auf Waagen etc.
  • Elastizität / Verformbarkeit -> Abdruckmittel, Kraftdämpfung
  • Korrosionsbeständigkeit -> allwettertaugliche Statik
  • Elektrische Leitfähigkeit -> Leiterbahnen, Widerstände
  • Wärmeleitfähigkeit -> Wärmedämmung
  • Schweißbarkeit -> Fügen, verbinden
  • Legierbarkeit -> Elementanpassbarkeit durch Vermischung
  • Optische Eigenschaften ->Transparenz bei Fensterscheiben