Maschinenbau


Der Maschinenbau (auch als Maschinenwesen bezeichnet) ist eine klassische Ingenieurwissenschaft und erstreckt sich auf Entwicklung, Konstruktion und Produktion von Maschinen und Anlagen. Dazu zählen u. a.:

Der Wirtschaftszweig Maschinenbau entstand aus dem Handwerk der Metallbearbeitung, Schmiede und Schlosser, u. a. durch Mühlenbauer.[1]

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. Die ersten Faustkeile waren zum Schaben, Kratzen und Schneiden gebaut, in der Steinzeit kamen speziellere Formen fürs Bohren und Sägen dazu. Die Entdeckung des Kupfers läutete den Übergang zur Bronzezeit ein, in der das Schmelzen von Kupfererz, das Schmieden und auch das Gießen entdeckt wurden. In den frühen Hochkulturen Mesopotamiens wurden erste Ingenieure an Palast- oder Tempelschulen ausgebildet im Lesen, Schreiben und Rechnen. Wichtige Entdeckungen waren das Rad und die Schiefe Ebene.[2]

In der Antike wurde die Mechanik als wichtige theoretische Grundlage vieler heutiger Ingenieurwissenschaften begründet. Archimedes, Aristoteles und Heron von Alexandria veröffentlichten Bücher und Schriften über Hebel, Schraube, Schiefe Ebene, Seil, Flaschenzug und weitere Erfindungen. Katapulte verbesserte man durch systematische Experimente, bis man die besten Abmessungen gefunden hatte. Archimedes machte Experimente mit der Wasserverdrängung verschiedener Metalle und Heron baute eine erste Dampfmaschine. Für das griechische Theater wurden auch schon erste Automaten gebaut, die sich selbständig bewegen konnten. Die Römer übernahmen die griechische Technik, machten selber aber vergleichsweise geringe Fortschritte wie Krane mit Flaschenzügen und Treträdern, verbesserte Katapulte und erste Schleif- und Drehmaschinen sowie Wassermühlen.

Im Mittelalter breiteten sich die Wind- und Wassermühlen über ganz Europa aus und wurden zur wichtigsten Energiequelle. Die Mühlenbauer sammelten viele Erfahrungen mit den Wind- und Wasserrädern, den Getrieben, Transmissionen sowie den sonstigen mechanischen Übertragungselementen. Auf dem militärischen Gebiet wurden die Katapulte von den Tribocken abgelöst. Gegen Ende des Mittelalters entstand mit der Feinmechanik ein neuer Gewerbezweig der sich mit dem Bau von Uhren und Messgeräten beschäftigte und dabei viele Erfahrungen mit der Präzisionsbearbeitung von Metallteilen sammelte, die meist aus Messing bestanden. Für die Feinbearbeitung von Eisen gab es Schlosser. Mit den Zünften und Gilden entstanden erstmals Institutionen, die sich mit dem Wissen ihres Gewerbes auseinandersetzten.


Anlage zum Abfüllen und Dosieren, Beispiel für eine moderne Maschine
Nähmaschine, etwa 1900; die Funktion der Maschine ist bis heute prinzipiell gleich geblieben
Der Cremonaplan ist ein Beispiel für die zeichnerische Lösung eines Problems in der Technischen Mechanik
Typischer thermodynamischer Vorgang am Beispiel der prinzipiellen Wirkungsweise einer Dampfmaschine (rot = hohe Temperatur, gelb = niedrige Temperatur, blau = Endtemperatur des Dampfes)
Konstrukteure bei der Arbeit (1953)
Teil einer Maschine bestehend aus zahlreichen Maschinenelementen (Zahnräder, Wälzlager, Kurbelwellen)
Messgerät in der Verfahrenstechnik
Schnitt durch eine Drehstrom-Asynchronmaschine