machinebouw

Van Wikipedia, de gratis encyclopedie
Spring naar navigatie Spring naar zoeken
Naaimachine , circa 1900; de functie van de machine is tot op de dag van vandaag in principe hetzelfde gebleven
Vul- en doseersysteem, voorbeeld van een moderne machine

Werktuigbouwkunde (ook wel werktuigbouwkunde genoemd ) is een klassieke ingenieurswetenschap en strekt zich uit tot de ontwikkeling, constructie en productie van machines en systemen. Waaronder:

De werktuigbouwkundige tak van de industrie is voortgekomen uit het ambacht van metaalbewerking, smeden en slotenmakers, waaronder molenbouwers. [1]

verhaal

Werktuigbouwkunde als een geïnstitutionaliseerde wetenschap ontstond in de loop van de industrialisatie . Sommige theoretische en praktische bevindingen zijn echter veel ouder: de eerste voorlopers van de fabricagetechnologie zijn zo oud als de mensheid. De eerste handbijlen werden gebouwd om te schrapen, krabben en snijden; in het stenen tijdperk kwamen er meer speciale vormen voor boren en zagen bij. De ontdekking van koper luidde de overgang in naar de Bronstijd , waarin het smelten van kopererts, het smeden en ook het gieten werd ontdekt. In de vroege hoge culturen van Mesopotamië werden de eerste ingenieurs opgeleid in lezen, schrijven en rekenen op paleis- of tempelscholen. Het wiel en het hellend vlak waren belangrijke ontdekkingen. [2]

In de oudheid werd mechanica opgericht als een belangrijke theoretische basis voor veel van de hedendaagse technische wetenschappen. Archimedes , Aristoteles en Heron van Alexandrië publiceerden boeken en geschriften over hefbomen , schroeven, hellend vlak, touw, katrol en andere uitvindingen. Katapulten werden verbeterd door systematische experimenten totdat de beste afmetingen waren gevonden. Archimedes experimenteerde met de verplaatsing van verschillende metalen en Heron bouwde de eerste stoommachine. De eerste automaten die onafhankelijk konden bewegen werden ook gebouwd voor het Griekse theater. De Romeinen namen de Griekse technologie over, maar boekten zelf relatief weinig vooruitgang, zoals kranen met katrollen en trappers , verbeterde katapulten en de eerste maal- en draaibanken evenals watermolens .

In de Middeleeuwen verspreidden wind- en watermolens zich over Europa en werden de belangrijkste energiebron. De molenbouwers hebben veel ervaring opgedaan met wind- en waterwielen, tandwielen , overbrengingen en andere mechanische overbrengingselementen. Op militair gebied zijn de katapulten vervangen door de triboxen . Tegen het einde van de middeleeuwen ontstond een nieuwe industrietak met de fijnmechanica, die zich bezighield met de constructie van klokken en meetinstrumenten en veel ervaring opdeed met de precisiebewerking van metalen onderdelen, die meestal van messing waren. Er waren slotenmakers voor het afwerken van ijzer. Met de gilden en gilden ontstonden voor het eerst instellingen die zich met de kennis van hun vak bezighielden.

Tijdens de Renaissance ontwikkelde Leonardo da Vinci een groot aantal machines, waarvan sommige zijn tijd ver vooruit waren. Vanaf het midden van de 16e eeuw publiceerden veel ingenieurs zogenaamde machineboeken , die echter vaak bedoeld waren om de lezer te verbazen met hun overdreven en fantastische voorstellingen. De meeste afbeeldingen waren niet bedoeld om te worden gereproduceerd, en zelfs onmogelijke machines zoals perpetuum mobile werden vaak afgebeeld. Pas in 1700 werden de voorstellingen getoond als gedimensioneerde parallelle projectie . [3]

Thomas Newcomen bouwde aan het begin van de 18e eeuw de eerste functionerende stoommachine in Engeland, die tegen het einde van de eeuw door James Watt aanzienlijk werd verbeterd en zich vervolgens snel verspreidde. Het werd vaak gebruikt om de nieuwe spin- en weefmachines aan te drijven, die naast timmerlieden, schrijnwerkers, fijnmechanica en smeden voornamelijk werden gebouwd door molenbouwers, die daarom worden beschouwd als de voorlopers van machinebouwers. De nieuwe werktuigmachines , die ook door stoommachines werden aangedreven, werden gebruikt om de stoom- en textielmachines te bouwen. Met het puddelproces was er ook een methode beschikbaar om smeedijzer in grote hoeveelheden te produceren, wat ook steeds vaker voor machines werd gebruikt. Aan het begin van de 19e eeuw was er in Engeland al een uitgesproken industriële werktuigbouwkunde, die zich al snel bezighield met stoomlocomotieven , maar nog gekenmerkt werd door knutselaars die in het vak waren opgeleid. In 1818 was de Institution of Mechanical Engineers de eerste vereniging van mechanische ingenieurs, die werd gevolgd door vele soortgelijke in andere geïndustrialiseerde landen.

In Frankrijk werd in 1794 de École polytechnique opgericht, die ingenieurs opleidde die in de ambtenarij gingen en vooral actief waren als burgerlijk ingenieur . Veel beroemde wetenschappers werkten aan de Ecole Polytechnique, zoals Carnot ( Carnot-proces ) of Gaspard Monge , een pionier op het gebied van beschrijvende meetkunde . Machines werden niet langer alleen beoordeeld op hun functionaliteit, maar ook op hun efficiëntie . Voor de particuliere industrie werd de Ecole Centrale des Arts et Manufactures opgericht, die werktuigbouwkundigen opleidde voor de hogere functies, evenals verschillende École des Arts et Métiers , die opleidde voor het masterniveau. [4]

In de Duitstalige landen wilden ze aan het begin van de 19e eeuw het industriële tekort ten opzichte van Engeland zo snel mogelijk inhalen en richtten daarom een ​​groot aantal zogenaamde polytechnische scholen op , naar het voorbeeld van de Ecole Polytechnique. Ze werden in de loop van de eeuw opgewaardeerd tot technische universiteiten en kregen aan het einde van de eeuw het recht om te promoveren en stonden daarmee op gelijke voet met de oudere universiteiten . Ook de in het midden van de eeuw opgerichte Vereniging van Duitse Ingenieurs stimuleerde deze ontwikkeling, die naast werktuigbouwkundigen ook civiel- en elektrotechnisch ingenieurs samenbracht en al snel de ingenieursvereniging werd met het grootste aantal leden in de wereld. De belangrijkste grondleggers van de wetenschappelijke werktuigbouwkunde in Duitsland zijn Franz Reuleaux , Karl Karmarsch en Ferdinand Redtenbacher , die zich bezighielden met mechanica, productietechnologie, stoom en werktuigmachines. [5]

Aan het begin van de 20e eeuw was een academische graad al standaard voor jonge ingenieurs. Als student had Rudolf Diesel colleges gehoord over het theoretisch mogelijke rendement van warmtemachines , waarin ook werd gemeld dat conventionele zuigerstoommachines slechts een fractie hiervan als rendement laten zien. Vanuit deze theoretische kennis ontwikkelde hij de eerste functionele dieselmotor . Aan het begin van de eeuw werd de industriële werktuigbouwkunde gekenmerkt door de productie van naaimachines en fietsen , later auto's en vliegtuigen , die toen ook nog door straalmotoren werden aangedreven.

Verbindingen

Werktuigbouwkunde wordt gekenmerkt door ingenieurs , technici en geschoolde arbeiders . Afhankelijk van de grootte van het bedrijf en de focus van het bedrijf, werken ze aan het idee , ontwerp , berekening , ontwerp , constructie , optimalisatie , onderzoek en ontwikkeling , productie en verkoop van alle soorten machines en hun componenten . Beginnend met individuele machine- elementen, worden producten of systemen van de grootste complexiteit zoals productielijnen en hele fabrieken gepland, ontwikkeld, gebouwd en geëxploiteerd.

Zo gaat de constructietheorie in op de doelen en methoden die een werktuigbouwkundig ingenieur / technicus in acht moet nemen bij het ontwerpen van technische systemen met behulp van normen (bijvoorbeeld de DIN-normen ). Ondertussen worden de technische systemen met behulp van CAD- programma's op de computer ontworpen. De CAD-bestanden die daarbij worden gegenereerd, kunnen vervolgens worden gesimuleerd (inclusief de eindige-elementenmethode ) en worden geproduceerd door een CNC- machine. Een andere manier is reverse engineering , waarbij uit een bestaande body een computermodel wordt gemaakt, dat vervolgens verder kan worden verwerkt, b.v. B. Freeform-oppervlakken op autocarrosserieën of turbine- en compressorbladen . Door de toenemende automatisering zijn installaties tegenwoordig met een complexe meet- en regel- en regeltechniek uitgerust, die zijn ingericht als werktuigbouwkundig ingenieur.

Disciplines

Welke disciplines precies tot de werktuigbouwkunde behoren en hoe ze moeten worden ingedeeld - zoals bij veel andere technische wetenschappen - is soms controversieel. Er is geen preciezere definitie voor werktuigbouwkunde dan er een algemeen erkende definitie is voor machine . Welke objecten machines, apparaten of apparaten worden genoemd, is vaak toeval of historisch bepaald. [6] In complete werken over werktuigbouwkunde, [7] de leerstoelen aan de werktuigbouwkundefaculteiten van universiteiten en in de opleidingen zijn er tal van onderwerpen die altijd aan bod komen en daarmee de kerngebieden van werktuigbouwkunde vormen. Deze omvatten bijvoorbeeld technische mechanica, ontwerptheorie en productietechnologie.

Er zijn verschillende manieren om deze gebieden onder te verdelen: [6] [8]

  • Onderwerpen die meer met constructie te maken hebben en onderwerpen die meer met fabricage te maken hebben. Deze verdeling hangt samen met de arbeidsverdeling in de industriële praktijk, waarbij ontwerpers uiteindelijk ontwerpdocumenten maken en deze doorgeven aan de productie-ingenieurs die de fabricageprocessen en machines selecteren en aanschaffen.
  • Basisvakken en toepassingsgerichte vakken. Deze indeling is vooral terug te vinden in de opleidingen waarin in het begin vooral vakken worden gegeven die dicht bij de natuurwetenschappen liggen, zoals technische mechanica, technische thermodynamica of technische vloeistofmechanica, en later (soms ook parallel) technisch tekenen , normen, Productietechnologie van speciale machines zoals turbines of dieselmotoren.
  • Indeling naar techniek: Voertuigtechniek, intern transporttechniek, lucht- en ruimtevaarttechniek, medische techniek zijn typische specialisaties in de opleiding.

Er moet ook rekening mee worden gehouden dat werktuigbouwkunde - zoals alle technische wetenschappen - sterk interdisciplinair is. Binnen de werktuigbouwkunde worden ook andere zelfstandige technische wetenschappen gedoceerd en als hulpwetenschappen ingezet. Deze omvatten bijvoorbeeld materiaalkunde en elektrotechniek. Bovendien zijn sommige gebieden geen origineel onderdeel van de werktuigbouwkunde, maar zijn ze zelf interdisciplinaire ingenieurswetenschappen. Zo speelt technische mechanica ook een grote rol in de civiele techniek en de thermodynamica in de procestechniek, maar elk met andere aandachtspunten en doelen. In de werktuigbouwkunde wordt bijvoorbeeld thermodynamica gebruikt voor de berekening en analyse van warmtemotoren, terwijl in de procestechniek chemische reacties op de voorgrond staan. Ook de meet-, regel- en regeltechniek (samengevatte automatiseringstechniek ) wordt door machinebouwers en vele andere engineers gezamenlijk verwerkt. Inhoudelijk zijn er grote raakvlakken tussen werktuigbouwkunde enerzijds en procestechniek, chemische technologie en mechatronica anderzijds. Het eerste wordt soms zelfs gezien als een deelgebied van de werktuigbouwkunde. [8] Er zijn ook overgangen naar de geesteswetenschappen en sociale wetenschappen. Deze omvatten industriële techniek , medische technologie of octrooitechniek .

Technische mechanica

Het Cremonaplan is een voorbeeld van een grafische oplossing voor een probleem in de technische mechanica

Technische mechanica is een tak van techniek . De wetenschappelijke basis is de klassieke mechanica , die op zijn beurt een tak van de natuurkunde is . Deelgebieden van de technische mechanica zijn:

  • de statica die zich bezighoudt met statische, starre lichamen,
  • de krachttheorie behandelt het rustende, vervormbare lichaam en
  • de dynamiek voor bewegende lichamen.

Een ander gebied in de machinebouw is machinedynamica . Technische mechanica is verantwoordelijk voor het aanleveren van de theoretische rekenmethoden voor het bepalen van krachten en momenten . De eigenlijke maatvoering, materiaalkeuze en dergelijke worden dan overgenomen door andere disciplines waarin technische mechanica een hulpwetenschap is.

Vloeistofmechanica of vloeistofmechanica

Vloeistofmechanica of vloeistofmechanica is de fysica van vloeistoffen , d.w.z. vooral van gassen en vloeistoffen. In plaats van vloeistofmechanica worden ook de termen stromingsleer of stromingsleer gebruikt.

Het doel is de theoretische berekening van stromen, b.v. B. Stromingen in pijpleidingen , in verbrandingsmotoren , turbines, ventilatoren of achter lichamen in een stroming ( luchtweerstand in voertuigen). In de toepassingsgevallen worden kengetallen gebruikt die de eigenschappen (bijvoorbeeld gedrag en type vloeistof, stromingstype en vorm) van de vloeistoffen beschrijven. De stromingsprocessen zijn wiskundig te beschrijven met de principes van de continuïteitsvergelijking (“Alles wat erin stroomt, stroomt er weer uit”), de behoudswetten voor massa , energie en momentum en de Navier-Stokes vergelijkingen .

Een wetenschappelijk gebied dat vloeistofmechanica gebruikt, is reologie , dat zich bezighoudt met de vervorming en het stromingsgedrag van materie.

Technische thermodynamica

Typisch thermodynamisch proces met het voorbeeld van de principemodus van een stoommachine (rood = hoge temperatuur, geel = lage temperatuur, blauw = eindtemperatuur van de stoom)

Thermodynamica, ook wel warmtetheorie genoemd, is een tak van de klassieke natuurkunde. Het is de studie van energie, het uiterlijk en het vermogen om werk te doen. Het blijkt veelzijdig toepasbaar in de chemie, biologie en technologie. In de machinebouw wordt het gebruikt om het rendement van machines te berekenen en voor de constructie en analyse van warmtemotoren zoals benzine- en dieselmotoren, gas- en stoomturbines. Technische thermodynamica is een puur macroscopische theorie die ervan uitgaat dat de fysische eigenschappen van een systeem voldoende goed kunnen worden beschreven met macroscopische toestandsvariabelen. Het is een efficiënte theorie omdat het de beweging van de individuele atomen en moleculen verwaarloost en alleen middelgrote hoeveelheden zoals druk en temperatuur in aanmerking neemt. Verdere onderwerpen in de thermodynamica zijn warmteoverdracht en koeltechniek , die zich bezighoudt met de extractie van warmte door geschikte koelmiddelen .

Materiaalkunde

Materiaaltechnologie is een zelfstandige technische discipline die bijzonder dicht bij de werktuigbouwkunde staat. In de machinebouw zijn de mechanische materiaalparameters ( hardheid , sterkte , elasticiteitsmodulus , slijtvastheid ) van bijzonder belang. Daarnaast spelen chemische eigenschappen een rol voor zover ze betrekking hebben op corrosieweerstand ; elektrische en magnetische parameters spelen daarentegen geen speciale rol. Een belangrijk deelgebied is materiaalonderzoek, dat zich bezighoudt met het bepalen van deze karakteristieke waarden.

Keramiek , polymeren (kunststoffen) en metalen worden gebruikt als bouwmaterialen in de machinebouw. Metalen zijn van het grootste belang, waaronder staal en gietijzer in het bijzonder, maar ook aluminium , dit laatste vooral in industrieën waarin gewicht een grote rol speelt, b.v. B. lucht- en ruimtevaarttechniek .

Materiaaltechnologie bepaalt relaties tussen de structuur van de materialen ( kristalrooster , korrelgrootte , structuur ) en de eigenschappen van de materialen . Hierop voortbouwend, gerichte structurele veranderingen, b.v. B. in het geval van het harden en ontlaten van staal of door het introduceren van legeringselementen , worden gewenste eigenschapsprofielen ingesteld. In het geval van staal, z. B. de lasbaarheid of de vervormbaarheid aangepast door het koolstofgehalte te variëren. Andere eigenschappen, zoals corrosiebestendigheid, kunnen worden bereikt door te legeren.

constructie theorie

Ontwerpers aan het werk (1953)

De ontwerptheorie of engineering omvat de basis van constructie , dat wil zeggen al die synthese-, analyse-, evaluatie- en selectieactiviteiten die nodig zijn om op een bepaald moment de best mogelijke oplossing te bieden voor een bepaalde technische taak. [9]

Als onderdeel van de bouwmethodiek worden methoden voor systematisch brainstormen, oplossingssynthese en variantevaluatie aangeleerd, bijv. B. in het constructieve ontwikkelingsproces , product lifecycle management of computer-aided engineering (CAE) . Dit wordt gebruikt om met een groot aantal alternatieve oplossingen de best mogelijke oplossing te vinden.

Om deze alternatieve oplossingen individueel te kunnen beoordelen, is echter basiskennis van mechanische constructie of machine-elementen , hundimensionering en ontwerp en hun fabricage noodzakelijk. Daarnaast moet documentatie van de taak en oplossingen worden gegarandeerd. Dit gebeurt oa in de last- en functionele specificaties en technische tekeningen .

De technische tekeningen zijn gebaseerd op een uniforme weergavevorm, die is beschreven in normen voor maat-, vorm-, positie- en oppervlaktetoleranties . Deze basis ligt net zo goed op het gebied van engineering als technieken voor het maken van tekeningen, zowel met de hand via de beschrijvende geometrie als met behulp van geschikte computerprogramma's (zie CAD ).

Machine-elementen

Onderdeel van een machine bestaande uit talrijke machine-elementen (tandwielen, rollagers, krukassen)

Machine-elementen zijn de kleinste onderdelen van machines die bijzonder vaak worden gebruikt en daarom vaak gestandaardiseerd zijn en kunnen worden gekocht. Dit zijn bijvoorbeeld kleine onderdelen zoals schroeven , bouten en pennen , tandwielen , veren , afdichtingsringen , gemonteerde onderdelen zoals kogellagers en complete onderdelen zoals tandwielen , koppelingen en remmen . Verder zijn er diverse verbindingselementen zoals lasverbindingen , soldeerverbindingen , klinkverbindingen en lijmverbindingen , elementen voor het overbrengen van bewegingen zoals assen en assen en glijlagers .

Meet- en regeltechniek

Meetinstrument in de procestechniek

Metrologie houdt zich bezig met het experimenteel meten van systemen, want hoewel elke bepaalbare variabele een exacte waarde heeft, kan deze vanwege meetfouten niet precies worden vastgelegd.

De meettechnologie is onder te verdelen in de experimentele meettechnologie, waar het gaat om het ophelderen van effecten en de hoogst mogelijke nauwkeurigheid , en in de meettechnologie voor technische toepassingen. Voor technische toepassingen is robuuste meettechniek nodig, maar tegelijkertijd kostenbesparend. Een andere vereiste is om zo nauwkeurig als nodig en zo snel mogelijk te meten.

De vastgestelde meetgrootheid bestaat uit de meetwaarde, een meetfout en een meeteenheid (is een SI-eenheid of een daarvan afgeleide variabele). De meetgrootheid ziet er dan bijvoorbeeld zo uit: (10 ± 0,1) V of 10 V ± 1%. De te meten grootheden kunnen worden onderverdeeld in elektrische (stroom, spanning, ...) en niet-elektrische ( temperatuur , druk , tijd , massa, enz.) grootheden. Niet-elektrische grootheden kunnen worden omgezet in elektrische signalen door geschikte effecten ( Seebeck-effect , inductiewet , ...), die nodig zijn voor regeltechniek (zie ook meet- en regeltechniek ) en automatiseringstechniek .

productietechniek

Fabricagetechniek is een werktuigbouwkundige discipline die zich bezighoudt met het vervaardigen van werkstukken. Op basis van de ontwerpdocumenten moeten de werkstukken zo economisch mogelijk worden vervaardigd. Productieprocessen omvatten bijvoorbeeld gieten, smeden, frezen, boren, slijpen, solderen, lassen, coaten en harden. De focus van de maaktechnologie ligt op de overeenkomsten en verschillen tussen deze processen, die zijn onderverdeeld in groepen en subgroepen. Tijdens het frezen, plasmasnijden en ponsen wordt bijvoorbeeld materiaal verwijderd van een onbewerkt onderdeel, daarom worden ze toegewezen aan de Scheidingsgroep ; tijdens het lassen, schroeven en solderen worden onderdelen verbonden en worden ze toegewezen aan de Verbindingsgroep . Naast de productieprocessen komen ook de bijbehorende gereedschappen en machines, hun selectie, productiemetrologie en productieplanning en -controle aan bod.

Aandrijftechniek

Doorsnede door een driefasige asynchrone machine

Volgens de EU-richtlijn wordt een machine pas een complete machine door aandrijftechniek , aangezien delen van de machine alleen zelfstandig door een aandrijving kunnen bewegen.

Uitgaande van een motor die de beweging genereert, wordt deze via assen , V-snaren en/of tandwielen naar het actiepunt gestuurd. In stationaire machines tegenwoordig elektrische motoren zoals. B. synchrone machines of stappenmotoren (in uitzonderlijke gevallen ook lineaire motoren ) worden als motoren ingebouwd, aangezien deze machinebewegingen zeer goed gesynchroniseerd kunnen worden. Indien echter, anders dan in het voorgaande, de energievoorziening niet door een hoogspanningsleiding kan worden verzorgd, zoals bij de meeste niet-stationaire machines het geval is - wat bijvoorbeeld in veel typen motorvoertuigen voorkomt - dan zijn die typen aandrijvingen die wel geen stroomkabel nodig hebben, worden in dergelijke gevallen overwegend gebruikt.

In de decennia na de industriële revolutie werd in de aandrijftechniek centraal gezorgd voor een continue draaibeweging door een motor en via een verticale as en aandrijfriem doorgegeven. De draaibeweging kon worden omgezet in een geklokte translatiebeweging door middel van geschikte nok- , koppelings- en/of riemoverbrengingen . Tegenwoordig wordt in plaats van de centrale aandrijving steeds vaker een decentraal systeem van aandrijvingen ingebouwd in machines, dat wil zeggen dat er niet meer één motor is die alles via één as aandrijft. In plaats daarvan nemen veel kleine motoren de afzonderlijke bewegingssequenties over. Vaak zijn dit servomotoren die een grote verscheidenheid aan bewegingen kunnen uitvoeren door de aandrijfbesturing dienovereenkomstig te programmeren. Om deze reden worden servoaandrijvingen ook wel elektronische nokken genoemd .

Kracht- en werkende machines

Krachtmachines zetten alle energie om in mechanische aandrijfenergie, werkende machines gebruiken mechanische energie om werk te doen. Vaak kan door het omkeren van het functionele principe een werkende machine worden omgebouwd tot een krachtmachine.

De stoommachine is een van de drijvende krachten, maar de volgende machines zijn tegenwoordig van belang: Otto- en dieselmotoren , gasturbines , waterturbines en stoomturbines .

De werkende machines omvatten: pompen , compressoren , compressoren , turbines en blowers .

Transportbandtechnologie

Bij transporttechniek gaat het om machines en systemen die worden ingezet voor transport over korte afstanden (conveying). Denk hierbij aan transportbanden , heftrucks, kranen, zelfrijdende transportsystemen , pijpleidingen, schroeftransporteurs en pallettrucks . Veel van deze transportsystemen bestaan ​​uit componenten die op verschillende manieren met elkaar kunnen worden gecombineerd om ze aan te passen aan de betreffende toepassing. Dit zijn bijvoorbeeld staalkabels, kettingen, remmen, aandrijvingen, haken, grijpers en takels . Onderdeel van de transporttechniek is de materiaalstroomtechniek die de informatiestromen afhandelt. De transporttechniek zorgt voor het interne transport; de off-site daarentegen is een kwestie van verkeerstechniek die met voertuigen wordt uitgevoerd.

Voertuigtechnologie

Voertuigtechnologie heeft te maken met verschillende voertuigen. In engere zin wordt onder motorvoertuigtechnologie verstaan, waaronder vooral auto's en vrachtwagens vallen. De belangrijkste onderdelen zijn het chassis , de aandrijving (motor, transmissie, etc.), de carrosserie en het interieur. In bredere zin omvat voertuigtechnologie ook spoorvoertuigtechnologie en vliegtuigtechnologie (met name vliegtuigtechnologie), die gerelateerd is aan lucht- en ruimtevaarttechnologie . Er is ook scheepsbouw .

Werkzeugmaschinen

Werkzeugmaschinen, sind Maschinen die zur Bearbeitung von Werkstücken dienen. Dazu zählen beispielsweise Fräsmaschinen, Bohrmaschinen, Sägen, Schmiedehämmer, Pressen, Walzmaschinen, Wasserstrahlschneidemaschinen und Stanzen. Der Maschinenbau befasst sich einerseits mit der Konstruktion von Werkzeugmaschinen und andererseits mit ihrer Auswahl und ihrem Einsatz in der industriellen Fertigung. Ihre wichtigsten Eigenschaften sind die Arbeitsgenauigkeit und Produktivität. Die wichtigsten Komponenten sind der Antrieb, die Steuerung, das Gestell und die Führungen.

Ausbildung und Studium

Universität, Fachhochschule

An Universitäten (auch an Technischen Universitäten ), Technische Hochschule und Fachhochschulen ist das Maschinenbaustudium einer der drei klassischen Ausbildungswege (neben Elektrotechnik und Bauingenieurwesen ) für angehende Ingenieure .

In der Regel sind 10 Semester als Regelstudienzeit vorgegeben, bei erfolgreichem Studienabschluss wurde bisher der akademische Grad Dipl.-Ing. (bzw. Dipl.-Ing. (FH) ) verliehen. Im Zuge einer Vereinheitlichung der Strukturen der Hochschulbildung in Europa wird ein gestuftes Studiensystem eingeführt ( Bologna-Prozess ). Dieser Prozess sollte bis 2010 abgeschlossen sein. Bis zu diesem Zeitpunkt sollten die Unis und Fachhochschulen den Diplomstudiengang abschaffen und durch einen Bachelorstudiengang ersetzen. Die Studienanfänger konnten nach 6 bis 8 Semestern Regelstudienzeit die akademischen Grade Bachelor of Science bzw. Bachelor of Engineering und nach weiteren 2 bis 4 Semestern die akademischen Grade Master of Science bzw. Master of Engineering erreichen. Einige Hochschulen, wie z. B. die Hochschule Zittau/Görlitz und die Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden , werden bis auf weiteres auch weiterhin den Diplomstudiengang anbieten.

Da die Spanne und Größe der Produkte von z. B. einem kleinen Uhrwerk über Haushaltsgeräte und Motoren bis hin zur Massenware und riesigen Schaufelradbaggern reicht, kann heute ein Ingenieur diese Aufgaben nicht mehr alleine bewältigen. Man spezialisiert sich daher in seinem späteren Studium auf eine bestimmte Fachrichtung (z. B. Leichtbau , Fertigungstechnik , Textiltechnik , Schiffstechnik , Papiertechnik , Arbeitswissenschaft ua). Teilweise haben sich daraus eigenständige Studiengänge wie Maschinenbauinformatik , Produktion und Logistik , Verfahrenstechnik , Verarbeitungstechnik , Energietechnik , Fahrzeugtechnik , Luft- und Raumfahrttechnik , Mechatronik ua etabliert.

Fachschule (Technikerschule)

Neben der Ingenieursausbildung an Universitäten und Fachhochschulen ist im deutschsprachigen Raum die außeruniversitäre Ausbildung zum Maschinenbautechniker von traditionell großer Bedeutung. In Deutschland setzt das 4-semestrige Fachschulstudium eine fachspezifische Berufsausbildung und mehrjährige Berufserfahrung voraus und wird mit der Prüfung zum staatlich geprüften Techniker abgeschlossen. In der Schweiz darf man sich nach sechs Semestern und bestandener Diplomprüfung dipl. Techniker TS/HF nennen. In Österreich gibt es, zusätzlich zu der Ausbildung an Universitäten und Fachhochschulen, die Möglichkeit, die Ausbildung zum Ingenieur an einer HTL zu absolvieren.

Duale Berufsausbildung

Im deutschsprachigen Raum bietet der Maschinenbau eine Vielzahl von gewerblich-technischen Berufsausbildungen innerhalb des dualen Systems an. Typische Berufsausbildungen sind Technischer Zeichner , Konstruktionsmechaniker , Zerspanungsmechaniker , Industriemechaniker oder Mechatroniker . Zudem bieten einige Hochschulen ein duales Studium , also ein Regelstudium in Verbindung mit Praxissemestern oder einer anerkannten Ausbildung, an.

Literatur

Weblinks

Commons : Maschinenbau – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikibooks: Regal:Maschinenbau – Lern- und Lehrmaterialien

Einzelnachweise

  1. Paulinyi, Troitzsch: Propyläen Technikgeschichte. Band 3, 1997, S. 45.
  2. König, Kaiser: Geschichte des Ingenieurs.
  3. Propyläen (Hrsg.): Propyläen Technikgeschichte.
  4. Agricola-Gesellschaft (Hrsg.): Technik und Bildung.
  5. Agricola-Gesellschaft (Hrsg.): Technik und Wissenschaft.
  6. a b Günter Ropohl : Wie die Technik zur Vernunft kommt – Beiträge zum Paradigmenwechsel in den Technikwissenschaften. 1998, S. 32 f., 88.
  7. Der Dubbel , Hütte – Des Ingenieurs Taschenbuch oder Handbuch Maschinenbau von Alfred Böge
  8. a b Skolaut: Maschinenbau. 2014, S. 2.
  9. Rudolf Koller (Hrsg.): Konstruktionslehre für den Maschinenbau . 3. Auflage. Springer-Verlag, Berlin 1994, ISBN 3-540-57928-1 , S.   XVIII .