Mit Fragen wie diesen beschäftigte sich der erste „Kaminabend“ der Deutschen Gesellschaft für Materialkunde (DGM), der am 25. September 2017 im Vorfeld von DGM-Tag und WerkstoffWoche in Dresden stattfand. Rund 100 Interessierte waren ins noble Ambiente des Residenzschlosses gekommen, um sich von der Expertenrunde unter der Moderation von Prof. Dr.-Ing. Christoph Leyens (TU Dresden) über die Zukunft der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik in wegweisenden Feldern wie Additiver Fertigung oder Cyber-Physical Systems zu informieren. Und waren rundum begeistert – auch wenn der namensgebende Kamin nur als Fototapete vorhanden war.
Chancen und Risiken des digitalen Wandels
Tatsächlich war das Podium mit dem DGM-Vorsitzenden und Leiter des Lehrstuhls Werkstoffmechanik an der Ruhr-Universität Bochum, Prof. Dr. Alexander Hartmaier, dem Leiter des Fraunhofer IMWS Prof. Dr. Ralf B. Wehrsporn, dem Leiter des Lehrstuhls für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlands, Prof. Dr.-Ing. Frank Mücklich, dem Rektor der Hochschule Aahlen Prof. Dr. Gerhard Schneider, dem Leiter des Instituts für Werkzeugmaschinen und Betriebswirtschaft der TUM Prof. Dr.-Ing. Michael F. Zäh und der Präsidentin der TU Braunschweig Prof .Dr. Anke Kaysser-Pyzalla exzellent und äußerst kompetent besetzt.
Das zeigte sich schon bei der Eröffnungsfrage des DGM-Kaminabends, die sich mit der Bedeutung von Digitalisierung für Unternehmen und Universitäten befasste. Der Wandel ist immens, lautete die Quintessenz, und bringt vor allem mehr Wettbewerbsfähigkeit und neue Geschäftsmodelle.
Im Datenraum des Materials
Aber auch die Wertschöpfungsketten befinden sich im Wandel. Das machte Prof. Mücklich am Beispiel der additiven Fertigung fest, die langsamer arbeite, aber bessere Lösungen für komplexe Aufgaben bieten könne – auch wenn hierbei noch nicht sonderlich viele Werkstoffe zum Einsatz kämen. Auch die 3D-Gefügeanalyse biete großes Potential gerade für kleinere Unternehmen. Entscheidend für den Erfolg der additiven Fertigung eine gelungene Mischung aus Werkstoff und Verfahren, wozu umfangreiche Datenmengen zu Beobachtung und Vorhersage notwendig sind – ein Aspekt, den sowohl Prof. Zäh als auch Prof. Hartmeier und Prof. Wehrsporn im Hinblick auf datenbasierte Vorhersagen, Simulation von Mikrostrukturen sowie die zerstörungsfreie Prüfung unterstrichen.
Für die Zukunft prophezeite Prof. Zäh der additiven Fertigung einen Platz neben den etablierten Verfahren, um bisher nur schwierig oder gar nicht umsetzbare Ansätze zu bewerkstelligen. Hierauf sei die Förderlandschaft in Deutschland schon jetzt hervorragend vorbereitet. Gerade im Bereich der Nanometerskala sei allerdings laut Prof. Leyens noch viel zu tun, um die Potenziale auszuschöpfen; auch die Zulassung etwa von gedruckten Landeklappen für Flugzeuge stelle noch ein Problem dar. Prof. Leyens unterstrich aber auch, dass die additive Fertigung programmierbare Werkstoffe schlagartig weiterentwickeln könnte. Als Vision erhoffte Prof. Mücklich ein Ende des Lötens durch die additive Fertigung, wodurch 50 Prozent der Ausfälle von elektronischen Geräten verhindert werden könnten. Bei Bauteilen sollten die Daten auch für Fehlversuche zur Verfügung gestellt werden, um doppelte Arbeit zu vermeiden.
Prof. Hartmeier gab in diesem Rahmen zu bedenken, dass Big Data ohne Qualitätssicherung zum Verständnis von Bauteilen noch keinen Beitrag leisten könne. Auch ein „Datenpfleger“ (Prof. Wehrsporn) für die entsprechende Qualitätssicherung wurde angemahnt. Die Bedeutung der Werkstoffe in diesen Prozessen, da war sich die Expertenrunde einig, werde in Industrie und Wissenschaft aber immer deutlicher wahrgenommen.
Mit dem digitalen Fortschritt Schritt halten
Da der DGM-Kaminabend im Anschluss an das DGM-Nachwuchsforum stattfand, waren besonders viele junge MatWerker ins Dresdener Residenzschloss gekommen – also genau die richtige Zielgruppe, um über die Zukunft der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik zu diskutieren. Besonders aufmerksam wurden deshalb auch die Äußerungen der Expertenrunde zum Status Quo der ingenieurwissenschaftlichen Ausbildung im Hinblick auf brandaktuelle Themen wie cyber-physikalische Systeme verfolgt.
Während Prof. Schneider die Bedeutung einer Vermittlung von „digitalem Grundwissen“ an den Hochschulen herausstrich, betonte Prof. Zäh, wie wichtig es sei, schon bedeutend früher anzufangen und das Themenfeld „Werkstoffe“ vor einer Berufsorientierung bereits unter Schülern populär zu machen. Die Gymnasien hätten die technische Ausbildung junger Menschen verschlafen – hier herrsche akuter Handlungsbedarf.
Aber auch Studierende sollten in einer schnelllebigen Zeit des digitalen Fortschritts auf die Dynamik der Industrie vorbereitet werden, sagte der DGM-Vorsitzende Prof. Hartmaier. Dies verlange laut Prof. Wehrsporn eine grundlegend andere Form der Ausbildung, die die unterschiedlichen „Innovationsrythmen“ zwischen Werkstoff und digitaler Welt harmonisieren helfe. Auch aus weiterführenden Aufbaustudiengänge zur Materialinformatik für die Zeit nach dem Studium ergäben sich „riesige Chancen für Arbeitgeber und Arbeitnehmer“.
„No materials – no party!“
Mögliche Chancen der Digitalisierung im Werkstoffbereich kämen aber vor allem auch der gesamten Gesellschaft in Deutschland zugute. Am Ende des DGM-Kaminabends wurden daher Handlungsempfehlungen für die Politik formuliert. Prof. Kaysser-Pyzalla forderte von der Bundesregierung einen „Wettbewerb der guten Ideen“ und, ebenso wie DGM-Präsident Prof. Hartmeier, eine verstärkte Berücksichtigung des Themenkomplexes in der Forschungs- und Ausbildungsförderung. Prof. Schneider wünschte sich mehr Investitionen für Werkstoffe im Bereich der Elektromobilität. Dem gegenüber legte Prof. Wehrsporn den Fokus auf die Förderung von grundlegenden Pilotprojekten, um Erfahrungen zu sammeln. „Ohne Materialien ist nichts los“, brachte Prof. Leyens die Diskussion am Ende auf den Punkt: „No materials – no party!“
„Der Kaminabend hat sich als ein ausgezeichnetes Forum erwiesen, um mit engagierten Menschen, namentlich mit unseren Mitgliedern über die Weiterentwicklung unseres Fachgebiets, aber auch über die Weiterentwicklung der DGM zu diskutieren – und, um politisch sichtbar zu werden“, resümierte das geschäftsführende DGM-Vorstandsmitglied Dr.-Ing. Frank O.R. Fischer nach einer gelungenen Veranstaltung. „Das spiegelt sich nicht zuletzt in dem überaus positiven Feedback, das wir im Anschluss von vielen Teilnehmern bekommen haben.“ Deshalb soll sich das neue Format im zweijährigen Turnus als fester Bestandteil im DGM-Portfolio etablieren.
