Neue Simulationsverfahren erlauben das Design von Werkstoffen nach Maß wie z.B. komponierte Legierungen, die Analyse von Einflussfaktoren und Prozessführungsbedingungen auf die Mikrostrukturausbildung sowie die systematische Untersuchung von Gefüge-Eigenschafts-Korrelationen. Oftmals können Qualitätsmerkmale von Werkstoffen und Prozessen durch eine geringe Änderung des Bearbeitungsvorgangs oder durch eine Variation der Zusammensetzung erreicht werden. Eine solche detaillierte Bestimmung der Reaktion des Werkstoffs auf eine externe Beanspruchung wie z.B. auf thermische, magnetfeldinduzierte und mechanische Belastung leisten neue Softwarepakete zur Mikrostruktursimulation.

Die charakteristischen Kenngrößen der Mikrostruktur sind ausschlaggebend für die Eigenschaften des Werkstoffs. Als ein Beispiel ist in vielen Herstellungsprozessen die Kornstruktur und die Korngrößenverteilung ein entscheidendes Kriterium für die Härte und Bruchfestigkeit des Materials. Simulationen ermöglichen erstmalig  den in-situ Einblick nicht nur in das Endgefüge, sondern auch in den dreidimensionalen Strukturbildungsprozess. Durch eine gezielte Prozessführung lässt sich die Gefügeentstehung kontrolliert beeinflussen und Material mit spezifischen Eigenschaften computergestützt designen. Die Berechnungen ersetzen zu einem hohen Maß die experimentelle, metallographische und mechanische Gefügecharakterisierung, die oftmals eine Zerstörung der Bauteile erforderlich macht. Der Werkstoff, das Bauteil und der Prozessablauf der Zukunft lassen sich durch Verfahren der Werkstoffsimulation ressourcen- und energieeffizient am Computer entwerfen. Aufwendige Versuche lassen sich einsparen und Schwachstellen können im Designstadium am Computer verbessert werden.