Aufgaben und Tätigkeiten kompakt
Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaften beschäftigen sich mit der Herstellung, Charakterisierung und Prüfung von festen Stoffen, die in technischer, wissenschaftlicher oder privater Umgebung eingesetzt werden oder eingeführt werden sollen. Es handelt sich hierbei vor allem um Funktionswerkstoffe aus Metallen, Halbleitern, Keramiken und Polymeren. Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaften erforschen und entwickeln solche High-Tech-Materialien und Komponenten: Sie züchten kristalline Werkstoffe, entwickeln Beschichtungstechniken im Nanobereich oder konzipieren spezielle Füge- und Verbindungstechniken. Dafür führen sie Versuchsreihen und Materialprüfungen mit unterschiedlichen Untersuchungsverfahren durch. Daneben planen und leiten Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaften Produktionsprozesse, entwickeln entsprechende Anlagen und Produktionsabläufe, verbessern Fertigungsverfahren und sichern die Qualität der erzeugten Materialien. Außerdem klären sie Patentfragen und verkaufen Produkte im technischen Vertrieb.
Aufgaben und Tätigkeiten (Beschreibung)
Worum geht es?
Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaften entwickeln Materialien und Werkstoffe, führen Versuchsreihen und Materialprüfungen durch, planen und leiten Produktionsprozesse. Daneben sind sie in der Qualitätssicherung oder im technischen Vertrieb tätig.
Innovative Materialien entwickeln
Für die Medizintechnik entwickeln Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaften beispielsweise Materialien, die als Ersatz von Organteilen oder Gelenken verwendet werden, wie etwa für künstliche Herzklappen oder Hüftgelenke. Bei künstlichen Organen kommt es darauf an, dass sie möglichst viele der ursprünglichen Organfunktionen übernehmen können und vom Körper nicht abgestoßen werden. Dazu untersuchen die Ingenieure und Ingenieurinnen zunächst die chemischen und physikalischen Eigenschaften verschiedenster Stoffe, um Materialien zu entwickeln, die dem natürlichen Material möglichst nahe kommen. Nicht nur in der Medizintechnik dient bei der Entwicklung neuer Materialien die Natur als Vorbild. So werden etwa haftende Materialien entwickelt, die der Struktur von Insektenfüßen nachempfunden sind. Weitere Entwicklungen in den Materialwissenschaften sind etwa atmungsaktive, wasserabweisende Beschichtungen, wie sie für Outdoor-Bekleidung genutzt werden, oder Sonnenbrillen, die sich der Stärke des Lichteinfalls anpassen.
Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaften sind damit beschäftigt, Materialien ständig zu verbessern und kostengünstige, energiesparende, ungiftige oder umweltfreundliche Alternativen für bestehende Materialien und Produktionsabläufe zu entwickeln. Ziel kann etwa sein, Materialien wie Treibstoff oder Kunststoff aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen. Aussehen und Struktur der neuen Materialien modellieren sie zunächst am Computer, auch das Verhalten des Materials testen sie in Computer-Simulationen. Je nach geplantem Einsatz untersuchen sie beispielsweise, wie sich das Material unter Belastungen oder im Kontakt mit Feuer und Wasser verhält.
Weitere Einsatzmöglichkeiten
Im Bereich Produktionsplanung und -steuerung leiten die Ingenieure und Ingenieurinnen Produktionsprozesse, optimieren Fertigungsverfahren und Produktionsabläufe und sichern die Qualität der erzeugten Materialien. Im technischen Vertrieb beraten sie Kunden. Neben der Entwicklung und Herstellung von Materialien führen Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaften auch Materialprüfungen durchzuführen, etwa vor der Zulassung neuer Produkte. Sie arbeiten dabei z.B. in Materialprüfämtern sowie bei technischen Überwachungsvereinen. Im Patent- und Markenamt sind sie an Patentprüfungen beteiligt. Ebenso können sie als Gutachter/innen oder Sachverständige tätig sein.
Aufgaben und Tätigkeiten im Einzelnen
Entwicklung und Herstellung
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Materialien und Werkstoffe entwickeln, herstellen, optimieren und verarbeiten
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neue Verfahren zur Produktion von Materialien entwickeln
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bei der Entwicklung von Produktionsanlagen mitwirken
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Versuchsreihen und Materialprüfungen durchführen
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Produktionsprozesse optimieren, planen und leiten
Qualitätsprüfung und Inbetriebnahme
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Materialien mit unterschiedlichen Untersuchungsverfahren zur Feststellung der Struktur, des Verhaltens, zur Verbesserung des Fertigungsverfahrens und zur Sicherung der Qualität prüfen
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Anlagen abnehmen
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sicherheits- und umweltschutztechnische Bestimmungen überwachen
Beratung, Gutachten
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im technischen Kundendienst Kunden beraten und Produkte verkaufen
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Behörden oder Betriebe als Fachreferent/in, Berater/in, Gutachter/in oder Sachverständige/r unterstützen bzw. beraten
Wissenschaftliche Forschung und Lehre (i.d.R. nach Masterabschluss und ggf. Promotion)
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an Forschungsvorhaben mitwirken
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Vorlesungen und Seminare vorbereiten bzw. abhalten, Unterricht nachbereiten, ggf. Prüfungen abnehmen
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Forschungsberichte verfassen
Verdienst/Einkommen
Beispielhafte tarifliche Bruttogrundvergütung (monatlich): € 5.003 bis € 6.324
Quelle:
Tarifsammlung des Bayerischen Staatsministeriums für Familie, Arbeit und Soziales
Hinweis: Diese Angaben dienen der Orientierung. Ansprüche können daraus nicht abgeleitet werden.
Verdienst/Einkommen
Das Einkommen von Arbeitnehmern und Arbeitnehmerinnen hängt von der Aus- und Weiterbildung, Berufserfahrung und Verantwortlichkeit ab, aber auch von den jeweiligen Anforderungen des Berufs, von Branche, Region und Betrieb. Die Höhe richtet sich in tarifgebundenen Betrieben nach tarifvertraglichen Vereinbarungen. Nicht tarifgebundene Betriebe können ihre Mitarbeiter/innen in Anlehnung an entsprechende Tarifverträge entlohnen.
Weitere Informationen über Einkommensmöglichkeiten:
Tätigkeitsbezeichnungen
Auch übliche Berufsbezeichnungen/Synonyme
Berufsbezeichnung in englischer Sprache
Berufsbezeichnungen in französischer Sprache
Arbeitsorte
Ingenieure und Ingenieurinnen für Materialwissenschaften arbeiten in erster Linie
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in Büroräumen
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in Produktionshallen
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in Labors
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in Besprechungsräumen
Darüber hinaus arbeiten sie ggf. auch
Arbeitssituation
Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaft übernehmen planende, leitende, koordinierende und überwachende Tätigkeiten in Forschung und Entwicklung im Bereich der Material- und Werkstoffkunde. Die Suche nach leistungsfähigen und umweltadäquaten Werkstoffen erfordert analytische Fähigkeiten, kreatives Denken und eine sorgfältige Arbeitsweise. Laboruntersuchungen sind Präzisionsarbeit und erfordern genaues Beobachten, hohe Konzentration und Durchhaltevermögen. Wenn sie ein Team führen, motivieren sie ihre Mitarbeiter/innen und koordinieren deren Zusammenarbeit. Dabei greifen sie auf ihre kommunikativen Fähigkeiten zurück. Fremdsprachenkenntnisse und interkulturelle Kompetenzen benötigen sie z.B. im Rahmen internationaler Projekte. Um gute Verhandlungsergebnisse zu erreichen, setzen sie im Kundengespräch ihr Verhandlungsgeschick professionell ein.
Einen Großteil ihrer Arbeit erledigen Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaft in Laboren, meist bei künstlicher Beleuchtung. Dokumentations- und Verwaltungsaufgaben erledigen sie in Büroräumen am Computer, die Produktion von Werkstoffen überwachen sie in Fertigungshallen. In den Produktionsstätten und im Labor tragen sie Schutzkleidung, z.B. Einweghandschuhe, Laborkittel und Schutzbrille. Bei Tätigkeiten im Vertrieb sind sie viel unterwegs, auch im Ausland. Wenn Störungen an Produktionsanlagen behoben werden müssen, arbeiten Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaft häufig unter Zeitdruck. Bei überwachenden Tätigkeiten in der Fertigung richtet sich ihre Arbeitszeit nach den Produktionsrhythmen des jeweiligen Betriebs, sodass auch Schichtarbeit anfallen kann.
Arbeitsbedingungen im Einzelnen
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Verantwortung für Personen (Mitarbeiter/innen anleiten und führen)
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Kundenkontakt (z.B. im Rahmen einer Sachverständigen- oder Gutachtertätigkeit)
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Arbeit mit technischen Geräten, Maschinen und Anlagen (verschiedene Laborgeräte und -apparaturen, Mess- und Prüfgeräte)
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Bildschirmarbeit (Entwicklung und Materialprüfung an computerunterstützten Arbeitsplätzen mit CAD-, CAM-, CAQ-Systemen)
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Präzisions-, Feinarbeit (bei der Durchführung von Versuchsreihen und Materialprüfungen)
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häufige Abwesenheit vom Wohnort (z.B. Anlagen beim Kunden vor der Inbetriebnahme überprüfen oder Schadensfälle analysieren)
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Beachtung vielfältiger Vorschriften und gesetzlicher Vorgaben (z.B. technische und naturwissenschaftliche Regelwerke, Umweltschutzbestimmungen)
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Tragen von Schutzkleidung, -ausrüstung (im Labor und bei Tätigkeiten im Fertigungsprozess)
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Arbeit im Labor
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Arbeit in Büroräumen
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Arbeit in Werkstätten, Werk-/Produktionshallen
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Arbeit bei Rauch, Staub, Gasen, Dämpfen (Staubentwicklung während der Fertigungsprozesse in Produktionsstätten)
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Umgang mit Chemikalien (z.B. bei der Materialprüfung oder der Herstellung verschiedenster Materialien)
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unregelmäßige Arbeitszeiten (z.B. bei der Fehlerbehebung und Instandhaltung von Anlagen)
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Schichtarbeit (bei überwachenden Tätigkeiten in der Fertigung: Arbeitszeit entsprechend den Produktionsrhythmen des Betriebes)
Arbeitsgegenstände/Arbeitsmittel
Erzeugnisse, z.B.: Polymerwerkstoffe, metallische und keramische Werkstoffe, anorganische und organische Verbundmaterialien
Geräte und Anlagen, z.B.: Laborgeräte und -apparaturen wie Rasterelektronenmikroskope, Mess- und Prüfgeräte, Produktionsanlagen und Anlagen für die Additive Fertigung (3-D-Druck)
Software, z.B.: CAD-, CAQ- und CAM-Systeme, Simulationsprogramme
Unterlagen, z.B.: Werkstoffpläne und -tabellen, Stücklisten, Konstruktionszeichnungen, Leistungsverzeichnisse, Maschineneinsatzpläne, Bedienungsanleitungen, Terminpläne, Kalkulationsunterlagen, Gutachten, technische Normen, Rechtsvorschriften (z.B. Sicherheits- und Umweltschutzbestimmungen)
Büroausstattung, z.B.: PC, Internetzugang, Telefon
Arbeitsbereiche/Branchen
Ingenieure und Ingenieurinnen der Materialwissenschaften finden Beschäftigung z.B.
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in Betrieben der Elektroindustrie
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bei Herstellern von Instrumenten der Mess- und Sensortechnik sowie von optischen oder medizintechnischen Geräten
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in Unternehmen der werkstofferzeugenden und werkstoffverarbeitenden Industrien
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in Gießereien und Unternehmen, die Gießereiprodukte als Halbzeug oder Zubehörteile einsetzen
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bei Forschungsinstituten und im Umweltschutz
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im öffentlichen Dienst, etwa bei Materialprüfämtern
Branchen im Einzelnen
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Elektrische Anlagen und Bauteile
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Herstellung von elektronischen Bauelementen und Leiterplatten, z.B. Forschungs-, Entwicklungsabteilung bei Herstellern von Nichtleiter-, Halbleiter- und Supraleiterprodukten, Mikrobausteinen und -modulen, elektrische Kondensatoren und Solarzellen
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Herstellung von Elektromotoren, Generatoren und Transformatoren, z.B. Qualitätsprüfung von Magnetwerkstoffen
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Herstellung von Elektrizitätsverteilungs- und -schalteinrichtungen
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Herstellung von sonstigen elektronischen und elektrischen Drähten und Kabeln
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Herstellung von Batterien und Akkumulatoren
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Herstellung von sonstigen elektrischen Ausrüstungen und Geräten a. n. g., z.B. Lasergeräte, Transponder, elektrische Ausrüstungen für Motoren und Fahrzeuge
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Automatisierungstechnik
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Maschinenbau, Werkzeugbau
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Feinmechanik, Optik
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Herstellung von nicht elektrischen Mess-, Kontroll-, Navigations- u. ä. Instrumenten und Vorrichtungen, z.B. Materialprüfung, Produktionsplanung, -steuerung
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Herstellung von optischen und fotografischen Instrumenten und Geräten, z.B. opto-elektronische Geräte, UV-Sperrfilter für Fotoobjekte
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Herstellung von medizintechnischen Apparaten und Materialien a. n. g.
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Medizinische Technik, Orthopädie, Zahntechnik
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Glas
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Herstellung von Glasfasern und Waren daraus
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Herstellung, Veredlung und Bearbeitung von sonstigem Glas einschließlich technischen Glaswaren
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Keramik
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Herstellung von Isolatoren und Isolierteilen aus Keramik, z.B. Entwicklungsabteilung
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Herstellung von keramischen Erzeugnissen für sonstige technische Zwecke, z.B. Keramiken für Kondensatoren, Nanoröhren
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Herstellung von feuerfesten keramischen Werkstoffen und Waren
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Chemie
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Herstellung von Farbstoffen und Pigmenten, z.B. Forschungsabteilung
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Herstellung von Klebstoffen
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Herstellung von Seifen, Wasch-, Reinigungs- und Poliermitteln
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Herstellung von sonstigen chemischen Erzeugnissen a. n. g., z.B. Laborreagenzien, Weichmacher, Gefrierschutz- und Enteisungsmittel, Superabsorber, Trocknungs-, Feuchthaltemittel
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Pharmazie
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Herstellung von pharmazeutischen Spezialitäten und sonstigen pharmazeutischen Erzeugnissen, z.B. Kontrastmittel für die Computertomografie, Medikamente mit Nano-Partikeln als Wirkstofftransponder, -depot, zahnärztliche Füllungsmaterialien
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Metallbearbeitung, Metallbau, Schweißen
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Galvanik, Oberflächenveredlung
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Metallerzeugung, Gießerei
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Natur-, Ingenieur-, Agrarwissenschaften und Medizin
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Sonstige Forschung und Entwicklung im Bereich Natur-, Ingenieur-, Agrarwissenschaften und Medizin
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Forschung und Entwicklung im Bereich Biotechnologie
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Ingenieurdienstleistungen, Bausachverständigenwesen
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Technische, physikalische, chemische Untersuchung
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Öffentliche Verwaltung