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

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

Die Grundlagen im Maschinenbau bilden folgende Gebiete:

Technische Mechanik:

• Statik: Kräftesystem • Lager • Schnittkraft • Schwerpunkt • Fachwerk • Haftung • Reibung
• Festigkeitslehre: Festigkeit • Mechanische Spannung • Elastizitätsmodul • Biegung • Knickung • Abscheren • Torsion
• Dynamik: Kinematik • Kinetik • Schwingung • Maschinendynamik

Technische Thermodynamik

• Grundbegriffe: Temperatur • Druck • Volumen • Wärmekapazität • Wärme • Mechanische Arbeit • Innere Energie • Entropie
• Zustandsänderungen: Isochor • Isobar • Isotherm • Isentrop • Polytrop
• Kreisprozesse: Carnot-Prozess • Otto-Prozess • Diesel-Prozess • Clausius-Rankine-Prozess
• Wärmeübertragung: Wärmeleitung • Wärmestrahlung • Konvektion

Strömungsmechanik: Fluidstatik • Fluiddynamik • Ähnlichkeitsmechanik • Stromfadentheorie • Potentialströmung

Werkstofftechnik: Korn • Diffusion • Legierung • Eisen-Kohlenstoff-Diagramm • Korrosion • Verschleiß • Tribologie • Werkstoffprüfung

• Metalle
  • Eisenmetalle:Stahl • Gusseisen
  • Nichteisenmetalle: Aluminium • Kupfer • Titan • Magnesium
• Kunststoffe: Elastomere • Duroplaste • Thermoplaste
• Keramik • Glas • Holz
• Metallgitter: Gitterfehler • Elementarzelle • Kaltverfestigung

Konstruktionslehre: Technisches Zeichnen • Toleranzen • Passung • Maschinenelemente

Regelungstechnik: Regelkreis • Regelstrecke • Regler

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 -steuerung • Fertigungsmesstechnik • Fertigungsmittel (Werkzeuge, Werkzeugmaschine, Messmittel, Prüfmittel,Vorrichtungen) • Fertigungstyp • Qualitätsmanagement • Computerintegrierte 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: Gießen • Formgießen • Stranggießen • Druckgießen • Sintern • 3D-Druck • additive Fertigungsverfahren

Umformen: Walzen • Freiformen • Gesenkformen • Tiefziehen • Kragenziehen • Innenhochdruckumformen • Biegen

Trennen: Zerteilen • Zerspanen (Bohren • Drehen • Fräsen • Hobeln • Honen • Läppen • Räumen • Reiben • Sägen • Schleifen • Stoßen • Strahlspanen) • Funkenerodieren • Elektrochemisches Abtragen • Thermisches Trennen • Laserschneiden

Fügen: An- und Einpressen • Clinchen • Kleben • Löten • Nieten • Schweißen • Textiles Fügen • Verschrauben

Beschichten: Auftragschweißen • Emaillieren • Flammenbeschichten • Galvanisieren • Lackieren • Phosphatieren • Schmelztauchen • Spritzen • Sputtern • Verzinken

Stoffeigenschaftsändern: Anlassen • Auslagern • Glühen • Härten • Vergüten mehr

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

Anlagentechnik:

• Stetigförderer: Rollenförderer • Pneumatischer Förderer • Rutschförderer • Becherwerke • Bandförderer • Schneckenförderer • Kettenförderer • Kreisförderer
• Unstetigförderer: Krane • Hängebahnen • Regalförderzeuge • Flurfördergerät • Gabelhubwagen • Fahrerloses Transportsystem • Aufzug
• Rangiertechnische Anlagen (RTE) • Rangiertechnik • Gleisbremsen • Wagenförder- und Beidrücktechnik

Komponententechnik: Antrieb • Getriebe • Bremse • Hebezeug

Systemtechnik:

• Software: Materialflusstechnik • Automatisierung • Informatik • Logistik
• Hardware: Warenlager • Warenverteilzentrum • Paketsortieranlage • Containerterminal

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

Achse • Welle • Kupplung • Bremse

Verbindungselemente: Niet • Schraube • Bolzen • Stift • Sicherungselemente (Sicherungsring, Splint, Achshalter) • Schweißverbindung • Klebverbindung • Lötverbindung • Passfeder

Federn:

• Zug- oder druckbeanspruchte Federn: Zugstab • Ringfeder
• Biegebeanspruchte Federn: Blattfeder • Drehfeder • Spiralfeder • Tellerfeder
• Torsionsbeanspruchte Federn: Drehstabfeder • Schraubenfeder

Wälzlager: Wälzlager Kugellager • Tonnenlager • Nadellager • Zylinderrollenlager

Getriebe: Riemengetriebe • Kettengetriebe • Zahnradgetriebe

Dichtungen:

• Statische Dichtungen (zwischen Ruhenden Teilen): Muffendichtung • Flachdichtung • Formdichtung • FIP-Dichtung • CIP-Dichtung • O-Ring • Delta-Ring • Keilring • Linsendichtung • Faltenbalg • Membran
• Dynamische Dichtungen (zwischen bewegten Teilen):
  • Berührende Dichtungen: Wellendichtring • Filzring • Nilos-Ring • V-Ring • Gleitring • Stopfbuchse • Nutring • Manschette • Kompaktdichtring • Kolbenring • PTFE-Ring
  • Berührungslose Dichtungen: Spaltdichtung • Rillendichtung • Labyrinthdichtung

Zahnräder: Stirnrad • Kegelrad • Evolventenverzahnung

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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:

• Wärmekraftmaschinen: Dampfmaschine • Dampfturbine • Verbrennungskraftmaschinen (Ottomotor • Dieselmotor • Gasturbine)
• Wasserkraftmaschinen: Wasserrad • Wasserturbinen • Wassermotor • Wasserkraftschnecke
• Windkraftmaschinen: Windkraftanlage • Windmühle
• Elektromotoren

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

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Die Fahrzeugtechnik befasst sich mit den verschiedenen Fahrzeugen.

Kraftfahrzeugtechnik: Fahrzeugbau • Fahrdynamik

• Kraftfahrzeuge: Kraftrad • Personenkraftwagen • Lastkraftwagen • Kraftomnibus
• Aufbau: Karosserie • Fahrzeuginnenraum • Scheibenwischer
• Fahrwerk: Rad • Radaufhängung (Federung, Stoßdämpfer) • Lenkung • Bremse
• Antrieb: Motor (Dieselmotor, Ottomotor) • Kupplung • Getriebe • Triebstrang • Allradantrieb • Achsantrieb • Differentialgetriebe
• Fahrzeugelektronik: Beleuchtung • Bordnetz • Fahrzeugbatterie • Lichtmaschine • Zündanlage • Fahrerassistenzsystem

Schienenfahrzeugtechnik:

• Schienenfahrzeuge: Lokomotive • Waggon • Draisine
• Fahrwerk: Spurführungstechnik • Eisenbahnrad • Radsatz • Neigetechnik
• Aufbau: Rohbau • Klimaanlage • Türen • Fenster • Führerraum

Schiffstechnik: Schiffbau • Elektrische Energieversorgung • Schiffsrumpf

• Schiffs- und Bootstypen: Rettungsboot • Schnellboot • Segelboot • U-Boot • Yacht • Frachtschiff • Segelschiff • Katamaran • Trimaran • Luftkissenfahrzeug
• Schiffsantrieb: Schiffsmaschine • Segel • Schiffsschraube • Schaufelrad

Luftfahrttechnik: Flugphysik • Avionik • Flugzeugbau

• Luftfahrzeuge: Hubschrauber • Flugzeug • Ballon • Luftschiff
• Flugtriebwerke: Turboprop • Turbofan • Turbojet • Staustrahltriebwerk • Wellenleistungstriebwerk • Propeller • Raketentriebwerk • Rotor
• Flugzeugrumpf: Druckkabine • Cockpit • Flugsteuerung • Flugnavigationsgerät
• Flugzeugzelle: Tragwerk • Leitwerk • Steuerwerk • Fahrwerk

Raumfahrttechnik: Raumfahrzeugbau • Raumflugmechanik

• Raumflugkörper: Rakete • Satellit • Raumsonde • Raumfähre • Raumstation
• Raumfahrtantrieb: Raketentriebwerk (Feststoffraketentriebwerk, Flüssigkeitsraketentriebwerk, Hybridrakete) • Thermisches Lichtbogentriebwerk • Ionentriebwerk • Kaufmann-Triebwerk • Hallantrieb • Plasmatriebwerk

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Die Verfahrenstechnik befasst sich mit der Umwandlung von Stoffen.

Mechanische Verfahrenstechnik: Zerkleinern • Agglomerieren • Granulieren • Trennen • Mischen • Lagern

Thermische Verfahrenstechnik: Absorbieren • Rektifizieren • Extrahieren • Verdampfen • Kristallisieren • Adsorbieren • Trocknen • Membrantrennverfahren

Chemische Verfahrenstechnik: Chemische Reaktionstechnik

Bioverfahrenstechnik

Apparatetechnik: Apparatebau • Rohrleitung • Flansch • Druckbehälter • Reaktor • Gaswäscher • Ventil • Dichtung • Absorber • Destillator • Kolonne • Brüdenkondensator • Ofen • Wärmeübertrager • Kondensator

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Unter dem Begriff Werkzeugmaschine versteht man Maschinen zur Fertigung von Werkstücken mit Werkzeugen, deren Bewegung zueinander durch die Maschine vorgegeben wird. Werkzeugmaschinen zählen zu den Arbeitsmaschinen und zusammen mit den Werkzeugen, Vorrichtungen, Messmitteln und Prüfmitteln zu den Betriebsmitteln. Zu den wichtigsten Vertretern zählen Dreh- und Fräsmaschinen, Erodiermaschinen sowie mechanische Pressen und Maschinenhämmer.

Vorläufer der Werkzeugmaschinen gab es möglicherweise schon in der Steinzeit, die ersten Werkzeugmaschinen im modernen Sinne entstanden aber erst zu Beginn der industriellen Revolution in England und breiteten sich recht schnell in allen Industriestaaten aus. Artikel lesen

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