Produktionstechnik

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Die Produktionstechnik umfasst Verfahren, Maßnahmen und Einrichtungen zur Beherrschung und zweckmäßigen Nutzung der Naturgesetze zur Herstellung neuer Güter. Sie gliedert sich in verschiedene Haupt- und Hilfstechniken.

Haupttechniken sind:

Hilfstechniken sind:

Geschichte[Bearbeiten]

Die Produktionstechnik als Teilgebiet der modernen Ingenieurwissenschaften entstand im Laufe der industriellen Revolution im 18. Jahrhundert. Ihre Vorläufer sind allerdings viel älter und gehen bis zu den ersten Menschen zurück. In der Steinzeit verwendete man einfache Faustkeile zur Bearbeitung von Holz oder tierischem Material. Später wurden die Steinwerkzeuge immer feiner und differenzierter. Gebaut wurden Äxte, Schaber, Nadeln, Harpunen, Messer, Sicheln, Speere und Pfeilspitzen.

Mit der Entdeckung von Kupfer, Gold und Silber, wurden auch entsprechende Fertigungsverfahren entwickelt: Das Schmieden und Gießen. Durch Legieren von Zinn zu Kupfer entstand Bronze die die Bronzezeit einläutete. Sie hat einen niedrigeren Schmelzpunkt als reines Kupfer und lässt sich daher leichter gießen und ist zugleich fester und härter.

Etwa 1500 v. Chr. wurde von den Hethitern das Eisen entdeckt. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Metallen kommt es in reiner Form nicht vor, sondern muss aus Erzen erschmolzen werden. Es verdrängte allmählich die Bronze, weshalb die neue Epoche auch als Eisenzeit bezeichnet wird. Allerdings wurde im antiken Griechenland noch lange Bronze für Waffen, Rüstungen, Werkzeuge benutzt. Eisen war auch das erste Metall das nur im heißen Zustand bearbeitet werden konnte. Man benötigte daher entsprechende Öfen zum Erhitzen, die mit Kohle gefeuert wurden, Zangen zum Festhalten und eiserne Werkzeuge wie Hammer und Amboss zur Bearbeitung. Die in der Antike bekannten Rennöfen konnten das Eisen noch nicht schmelzen, da die erzeugte Temperatur zu niedrig war. Für Kunstwerke wie Statuen benutze man daher den Bronzeguss. In der Antike waren das Feuerschweißen, Nieten, Löten und Feilen bekannt. Außerdem wurden bereits erste griechische und römische Wassermühlen und Göpel gebaut.

Im Mittelalter breiteten sich Wind- und Wassermühlen aus. Im England des 13. Jahrhunderts soll es beispielsweise etwa 5000 gegeben haben. Sie wurden zum Mahlen von Getreide benutzt aber auch um große Schmiedehämmer anzutreiben wodurch die Bearbeitung immer größerer Schmiedestücke möglich wurde. Die Eigenschaften des Eisens konnten auch gezielt durch Anlassen, Aufkohlen und Glühen beeinflusst werden. Die verfügbahren Hochöfen erreichten nun die benötigten Temperaturen um Eisen zu gießen, was vor allem zur Herstellung von Glocken eingesetzt wurde. Draht wurde inzwischen gezogen und nicht mehr geschmiedet und Schlosser verwendeten erstmals Schraubstöcke.

In der Renaissance entwickelte und baute Leonardo da Vinci eine Vielzahl an Maschinen, manche waren auch schon teilweise automatisiert. Dazu zählen eine Maschine zum Feilenhauen, mehrere Bohrmaschinen und Zylinderschleifmaschinen. Kanonen wurden zunächst aus Bronze über einem Kern gegossen und anschließend ausgebohrt. Dazu wurden senkrechte oder waagrechte Bohrmaschinen entwickelt. Es entstanden auch erste Walzmaschinen zum Walzen von Blei, später auch für Kupfer. Erst kurz nach 1700 konnte man Eisen walzen. Etwa zur selben Zeit konnte man auch eiserne Kanonenrohre aus dem Vollen bohren, die dafür genutzten Maschinen mussten 1712 nur geringfügig modifiziert werden um die Dampfkessel der ersten Kolbendampfmaschinen von Thomas Newcomen und ab 1775 die verbesserte von James Watt auszubohren.

Ab der industriellen Revolution ab etwa 1750 entwickelte sich die gesamte Produktionstechnik viel rasanter. Die bisher übliche Holzkohle wurde durch Steinkohle ersetzt, mit dem Puddelverfahren gab es eine neue und wirtschaftlichere Produktionsmethode für Stahl der sich schnell ausbreitete und das Holz immer weiter verdrängte. Er wurde zusammen mit Gusseisen verwendet zum Bau von Dampfmaschinen, Textilmaschinen (Spinnen, Weben), Werkzeugmaschinen, Dampflokomotiven und Schienen. Ab 1740 gab es ein aufwendiges Verfahren zur Herstellung von Gussstahl, das im 19. Jahrhundert durch das wirtschaftlichere Bessemerverfahren und schließlich das Siemens-Martin-Verfahren abgelöst wurde. Eisenwerkstoffe konnten mit den nun vorhandenen Maschinen auch zuverlässig zerspant werden. Ab etwa 1900 waren sie präzise genug um Passungen herzustellen.

Literatur[Bearbeiten]

Günter Spur: Produktionstechnik im Wandel

Weblinks[Bearbeiten]