Maschinenkonstruktionen

Maschinenkonstruktionen ist die Disziplin des Maschinenbaus, die sich mit der Konzeption, Auslegung und Optimierung von Maschinen, Anlagen und deren Bauteilen befasst. Ziel ist die Herstellung von sicheren, zuverlässigen, leistungsfähigen und wirtschaftlichen Systemen, die in Fertigung, Produktion oder Prozesssteuerung eingesetzt werden können. Typische Aufgaben umfassen die bestmögliche Wahl von Bauteilen wie Gehäusen, Lagerungen, Getrieben, Antrieben, Sensoren und Aktuatoren, die Integration dieser Komponenten in funktionsfähige Systeme sowie die Berücksichtigung von Wartung, Sicherheit und Lebenszyklus.

Der Arbeitsumfang umfasst die Konzeptentwicklung, die dimensionierende Auslegung, Festigkeits- und Steifigkeitsberechnungen, Auslegung von Getrieben, Lagerungen, Kupplungen, Verbindungselementen sowie die Auswahl von Materialien und Oberflächen. Ingenieure verwenden computergestützte Werkzeuge wie CAD für die Konstruktion, CAE-Analysen (FEA, CFD) und Simulationen zur Optimierung von Wärme-, Spannungs- und Bewegungsabläufen. Sicherheits- und Normenanforderungen (DIN, ISO, EN) sowie zugehörige Prüfverfahren fließen in die Entwicklung ein. Zudem berücksichtigen sie Herstellbarkeit, Montage, Inbetriebnahme und Wartung.

Anwendungsgebiete liegen in der Fertigungs- und Robotertechnik, Verpackungs- und Prozesstechnik, Maschinenbau für Energieerzeugung oder Transport, sowie in der Automobil- und Medizintechnik. Maschinenkonstruktionen arbeiten häufig interdisziplinär mit Elektronik, Steuerungs- und Regelungstechnik, Mechatronik und Umweltaspekten. Trends umfassen Digitalisierung, modulare Bauweisen, Leichtbau, additive Fertigung und bidirektionale Vernetzung von Maschinen im Rahmen von Industrie 4.0.