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Portal Maschinenbau
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Diese Seite dient als Übersicht über die verschiedenen Themenbereiche des Maschinenbaus, seine Geschichte, seiner Vernetzung und seiner Entwicklung. Darüber hinaus bietet das Portal eine Möglichkeit zur Mitarbeit an maschinenbauverwandten Themen.

Übersicht

Drehen eines Aluminiumbauteils, ein häufiges Fertigungsverfahren im Maschinenbau

Der Maschinenbau ist eine klassische Ingenieurdisziplin. Die Arbeitsgebiete des Maschinenbaus erstrecken sich auf Forschung und Entwicklung, Konstruktion und Produktion von Maschinen im weiteren Sinne. Der Industriezweig Maschinenbau entstand aus dem Handwerk der Metallbearbeitung durch Mühlenbauer, Schmiede und Schlosser. Die Ingenieurdisziplin Maschinenbau bildete sich durch systematischen wissenschaftlichen Bezug auf die klassische Physik, insbesondere auf die klassische Mechanik, heraus.

Bis zum 21. Jahrhundert hat der Maschinenbau erheblich an Komplexität gewonnen und lässt sich in viele Fachrichtungen, die durch eine hohe Vernetzung untereinander gekennzeichnet sind, unterteilen. Dazu gehören die Technische Mechanik, Thermodynamik, Strömungsmechanik und Werkstoffwissenschaft. Konstruktionslehre und Fertigungstechnik befassen sich mit Konstruktion bzw. Produktion. Weitere Gebiete sind die Mess- und Regelungstechnik sowie die Antriebstechnik und Fahrzeugtechnik. mehr

Geschichte des Maschinenbaus

Fräsmaschine von 1861

Der Maschinenbau als institutionalisierte Wissenschaft entstand im Laufe der Industrialisierung. Manche theoretischen und praktischen Erkenntnisse sind allerdings viel älter: Erste Vorläufer der Fertigungstechnik sind so alt wie die Menschheit. Wichtige Meilensteine waren dabei neben vielen weiteren die Kupferzeit, in der das Schmelzen, Schmieden und Gießen (Metall) entdeckt wurden, die Mechanik der Antike mit ihren richtungsweisenden Erfindungen, die Entwicklung einfacher Maschinen in der Renaissance, der Bau der ersten Dampfmaschine durch Thomas Newcomen zu Beginn des 18. Jahrhunderts, die Entwicklung des Maschinenbaus als akademische Fach- und Forschungsrichtung an Polytechnischen Schulen und Technischen Universitäten, die Entwicklung von Verbrennungsmotoren bis hin zur Digitalisierung und der Industrie 4.0. mehr

Grundlagen

Die Grundlagen im Maschinenbau bilden folgende Gebiete:

Technische Mechanik:

Technische Thermodynamik

Strömungsmechanik: FluidstatikFluiddynamikÄhnlichkeitsmechanikStromfadentheoriePotentialströmung

Werkstofftechnik: KornDiffusionLegierungEisen-Kohlenstoff-DiagrammKorrosionVerschleißTribologieWerkstoffprüfung

Konstruktionslehre: Technisches ZeichnenToleranzenPassungMaschinenelemente

Regelungstechnik: RegelkreisRegelstreckeRegler

Fertigungsverfahren

In der Fertigungstechnik geht es um die Herstellung von Bauteilen mit geometrisch definierter Gestalt. Von besonderer Bedeutung sind die Fertigungsverfahren sowie folgende Gebiete:

Fertigungsplanung und -steuerungFertigungsmesstechnik • Fertigungsmittel (Werkzeuge, Werkzeugmaschine, Messmittel, Prüfmittel,Vorrichtungen) • FertigungstypQualitätsmanagementComputerintegrierte Fertigung (CIM)

Die hier genannten Artikel bilden nur eine kleine Auswahl der im Maschinenbau genutzten Fertigungsverfahren ab. Alle Artikel zu Fertigungsverfahren finden sich in der Kategorie:Fertigungsverfahren.

Urformen: GießenFormgießenStranggießenDruckgießenSintern3D-Druckadditive Fertigungsverfahren

Umformen: WalzenFreiformenGesenkformenTiefziehenKragenziehenInnenhochdruckumformenBiegen

Trennen: ZerteilenZerspanen (BohrenDrehenFräsenHobelnHonenLäppenRäumenReibenSägenSchleifenStoßenStrahlspanen) • FunkenerodierenElektrochemisches AbtragenThermisches TrennenLaserschneiden

Rührreibschweißen

Fügen: An- und EinpressenClinchenKlebenLötenNietenSchweißenTextiles FügenVerschrauben

Beschichten: AuftragschweißenEmaillierenFlammenbeschichtenGalvanisierenLackierenPhosphatierenSchmelztauchenSpritzenSputternVerzinken

Stoffeigenschaftsändern: AnlassenAuslagernGlühenHärtenVergüten mehr

Fördertechnik

Die Fördertechnik befasst sich mit dem Bewegen von Gütern oder Personen über begrenzte Entfernungen, etwa innerhalb einer Fabrik.

Anlagentechnik:

Komponententechnik: AntriebGetriebeBremseHebezeug

Systemtechnik:

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Maschinenelemente

Maschinenelemente sind Bauteile, die in gleicher oder zumindest ähnlicher Form in technischen Gebilden enthalten sind.

AchseWelleKupplungBremse

Verbindungselemente: NietSchraubeBolzenStiftSicherungselemente (Sicherungsring, Splint, Achshalter) • Schweißverbindung Klebverbindung LötverbindungPassfeder

Federn:

Wälzlager: Wälzlager KugellagerTonnenlagerNadellagerZylinderrollenlager

Getriebe: RiemengetriebeKettengetriebeZahnradgetriebe

Dichtungen:

Zahnräder: StirnradKegelradEvolventenverzahnung

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Arbeits- und Kraftmaschinen

Kraftmaschinen erzeugen aus elektrischer, thermischer oder sonstiger Energie, mechanische Antriebsenergie. Arbeitsmaschinen nutzen sie um mechanische Arbeit zu verrichten. Wichtige theoretische Grundlagen sind – je nach Maschine – die Thermodynamik, die Strömungsmechanik und die Elektrotechnik.

Kraftmaschinen:

Arbeitsmaschinen: Pumpen (Kolbenpumpen, Kreiselpumpen) • Verdichter (Kolbenverdichter, Kreiselverdichter) • Werkzeugmaschinen

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Fahrzeugtechnik

Die Fahrzeugtechnik befasst sich mit den verschiedenen Fahrzeugen.

Kraftfahrzeugtechnik: FahrzeugbauFahrdynamik

Schienenfahrzeugtechnik:

Schiffstechnik: SchiffbauElektrische EnergieversorgungSchiffsrumpf

Luftfahrttechnik: FlugphysikAvionikFlugzeugbau

Raumfahrttechnik: RaumfahrzeugbauRaumflugmechanik

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Kehrrad.png

Ein Wasserrad, oft auch Mühlrad genannt, ist eine Wasserkraftmaschine, die die potentielle oder kinetische Energie des Wassers nutzt, um Wassermühlen aller Art, Generatoren von kleinen Wasserkraftwerken oder Wasserschöpfwerke anzutreiben.

Die Erfindung des Wasserrades durch griechische Ingenieure im 4./3. Jahrhundert v. Chr. stellte einen Meilenstein in der Entwicklung der Technik dar, da durch die Nutzung der Wasserkraft mechanische Energie nutzbar gemacht werden konnte. Zu Anfang dienten Wasserräder der Bewässerung in der Landwirtschaft, als Schöpfrad zum Heben von Wasser. Solche Schöpfräder sind seit vor der Zeitenwende in den hellenistischen Staaten und im Römischen Reich, später auch in Indien und China verbreitet.

Bei Le Locle im Schweizer Kanton Neuenburg (NE) befinden sich Europas einzige unterirdische Mühlen, die Höhlenmühlen von Le Locle. In einer mehrstöckigen Höhle wurden im 16. Jahrhundert in einen Wasserfall Wasserräder eingebaut, um eine Getreidemühle und Dresch- und Sägemühlen anzutreiben.

Das Wasserrad hat im Zuge der Stromerzeugung auf Basis von erneuerbaren Energien eine Renaissance erfahren. Wasserräder zeichnen sich durch eine kostengünstige Realisierung in bestehenden Kanälen (z. B. Bewässerungskanälen) aus, wobei die baulichen und technischen Größenbegrenzungen von Wasserrädern (Fallhöhe max. ≈8–10 m, Durchfluss max. ≈10 m³/s) den Einsatz im Bereich der Klein- und Kleinstwasserkraft vorgeben.

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