ALLES, was ich vor meinem Maschinenbau Studium hätte wissen müssen und nicht wusste (+Test)

Ingenieur des Maschinenbaus, ein stets moderner Beruf

Ein moderner Industriestaat ist ohne einen gewissen technischen Mindeststandard nicht vorstellbar. Hierzu gehört neben einer gut funktionierenden Infrastruktur auch die Fähigkeit, Maschinen und Anlagen für alle Bereiche der Wirtschaft nach dem modernsten Stand der Technik zu produzieren.

Hierzu braucht es gut ausgebildete Maschinenbaugenieure, die in der Lage sind, unter Berücksichtigung aller fertigungstechnischen und werkstoffbasierten Parameter, eine Maschine oder Anlage so zu konzipieren, dass ein möglichst optimales Ergebnis herauskommt. Nehmen wir beispielsweise ein Flugzeug mit all seinen aerodynamischen Eigenschaften, die es haben muss, um überhaupt fliegen zu können. Die geometrische Gestaltung der Tragflächen sorgt dafür, dass das Flugzeug den nötigen Auftrieb erhält. Um diesen erforderlichen Auftrieb ermitteln zu können, sind umfangreiche Kenntnisse in der Aerodynamik notwendig.

Ein weiteres Beispiel ist die Automobilindustrie, bei der ebenfalls die Aerodynamik eine wesentliche Rolle spielt, wenn auch in etwas anderer Form. Hier geht es darum, durch möglichst stromlinienförmige Gestaltung der Außenkontur des Autos dessen Widerstandsbeiwert so klein wie möglich zu halten, um damit den Luftwiderstand zu minimieren.

Studium des Maschinenbaus

Wie wird man Maschinenbauingenieur?

Curch einen erfolgreichen Abschluss des Studiengangs Maschinenbau an einer Fachhochschule oder an einer technischen Universität wird man Ingenieur des Maschinenbaus. Dabei ist der erste erreichbare Abschluss nach sechs oder sieben Semestern, je nach Studienort, der Bachelor of Science. Dieser Abschluss bildet sozusagen die Grundlage des Maschinenbaustudiums. Auf diesem Abschluss aufbauend kann man dann noch ein Masterstudium absolvieren, welches in der Regel vier Semester beinhaltet. Technische Universitäten bieten die Möglichkeit einer Promotion als Abschluss mit dem Titel Dr.-Ing..

Die Ausbildung an Fachhochschulen ist sehr praxisbezogen und damit auf die praktische Problemlösung, wie sie in jedem Unternehmen vorkommt, zugeschnitten. Diese praktische Problemlösung besteht in der Regel zunächst durch eine theoretische Herangehensweise an die Problemstellung mit mathematisch, physikalischer Beschreibung.

Parallel hierzu oder unmittelbar danach erfolgt im Modellbau eine möglichst naturgetreue Nachbildung durch einen Versuchsaufbau zur tatsächlichen Erfassung aller Einflussparameter. Je komplexer die Aufgabenstellung, umso schwieriger ist die theoretische Darstellung durch mathematisch, physikalische Formeln. Hier ist je nach Komplexität die praktische Versuchsdurchführung am Modell unbedingt notwendig, um die tatsächlichen Einflüsse auf das Endergebnis sichtbar werden zu lassen.

Die Ausbildung an Universitäten und technischen Hochschulen ist mehr theoretisch aufgebaut und daher eher für eine spätere Lehrtätigkeit der Absolventin oder des Absolventen geeignet.

Fernstudium

Ein Fernstudium bietet den Vorteil, dass man nicht an die Präsenz an einen bestimmten Studienort gebunden ist. Man kann daher ein Fernstudium beispielsweise auch parallel zu einer Berufsausbildung absolvieren, was natürlich der oder dem Studierenden ein besonders hohes Maß an Motivation und Einsatz abverlangt.

Die Schwierigkeit eines Fernstudiums liegt in der Regel darin, dass man beim Lernen meist alleine auf sich gestellt ist. Man kann nicht, wie das bei einem Vollzeitstudium leichter möglich ist, sich mal eben mit anderen Kommilitoninnen oder Kommilitonen zusammensetzen und bestimmte Problemfälle und deren Lösungsmöglichkeiten diskutieren. Doch auch hierzu mag es tröstlich erscheinen, dass es beim Zusammenarbeiten keine Garantie für den Erfolg gibt. Oft kommt es auch hier zu der ernüchternden Erkenntnis, was der eine nicht weiß, weiß der andere auch nicht.

Schwierigkeit des Maschinenbaustudiums

Schwer und leicht sind relative Begriffe.

Es kommt immer auf die innere Einstellung der oder des Studierenden an. Wenn du eine gewisse Grundaffinität zur Technik hast und darüber hinaus das nötige Sitzfleisch zum Lernen mitbringst, hast du bereits gute Voraussetzungen zu einem erfolgreichen Abschluss des Maschinenbaustudiums zu kommen.

Wenn du die Mathematik beherrschst, insbesondere die höhere Mathematik, bei der es um Differenzialrechnung, Integralrechnung sowie das Aufstellen und Lösen von Differenzialgleichungen geht, hast du schon viel erreicht. Die Mathematik ist auch in vielen anderen Fächern des Maschinenbaustudiums wichtig und zur Lösung von komplexen Problemstellungen unbedingt erforderlich. Hierzu zählen insbesondere die technische Mechanik, die Schwingungslehre, die Festigkeitslehre, sowie die theoretische und experimentelle Spannungsermittlung.

Voraussetzungen

Um ein Maschinenbaustudium an einer Fachhochschule beginnen zu können, benötigst du eine abgeschlossene Fachhochschulreife oder ein Abitur. Um an einer technischen Hochschule oder an einer Universität Maschinenbau studieren zu können, ist das Abitur erforderlich. Doch hier gibt einen Numerus Clausus (NC), da die zur Verfügung stehenden Studienplätze begrenzt sind.

Studiendauer

Den Bachelorabschluss erreicht man nach einer Regelstudienzeit von sechs Semestern. Für den auf den Bachelorabschluss aufbauenden Masterabschluss ist eine Regelstudienzeit von zwei bis vier Semestern vorgesehen.

Für die Promotion zum Dr.-Ing. ist zumindest in Deutschland keine Regelstudiendauer vorgesehen.

Aufbau des Studiums

Im Grundstudium stehen besonders die Grundlagenfächer, wie:

• Mathematik
• Physik
• Chemie
• technische Mechanik
• Festigkeitslehre
• technische Thermodynamik
• Messtechnik
• Grundlagen der Elektrotechnik

im Vordergrund.

Im Aufbaustudium, in welchem auch der gewünschte Studienschwerpunkt gewählt wird, kommen dann noch andere Studienfächer, wie

• Steuerungs- und Regelungstechnik
• elektrische Antriebe
• hydraulische Maschinen
• thermische Turbomaschinen
• Verbrennungsmotoren und Kolbenverdichter
• Werkzeugmaschinen

hinzu.

Studienschwerpunkte des Maschinenbaus können

• Konstruktion
• Fertigungstechnik
• Fahrzeugtechnik
• Kunststofftechnik
• Mechatronik
• Leichtbau
• Verfahrenstechnik oder
• Wirtschaftsingenieurwesen

sein.

Mathematik im Maschinenbaustudium

Die Mathematik hat im Maschinenbaustudium einen hohen Stellenwert. Daher kommt ihr auch eine zentrale Bedeutung zu.

Alle technischen Vorgänge und Abläufe sind nun mal nur mit Mathematik und Physik formelmäßig zu beschreiben. Hierbei ist insbesondere die höhere Mathematik, wie Differenzialrechnung, Integralrechnung, das Aufstellen und Lösen von Differenzialgleichungen, gefragt. Die übergreifende Bedeutung der Mathematik im Maschinenbaustudium betrifft insbesondere die Bereiche wie technische Mechanik, Festigkeitslehre, Schwingungslehre, technische Strömungslehre und die Steuerungs- und Regelungstechnik.

Die technische Mechanik benötigt die Mathematik zur Darstellung der vielfältigen, technische Vorgänge und ihrer formelmäßigen Erfassung. In der Festigkeitslehre geht es neben vielen anderen mathematischen Beschreibungen besonders um die theoretische Spannungsermittlung von Bauteilen bei bestimmten äußeren Belastungen.

Die Schwingungslehre ist ein besonders komplexes Gebiet mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten. Hier geht es auch um das Aufstellen und Lösen von Differenzialgleichungen.

Fachhochschulen, an denen man Maschinenbau studieren kann:

• Fachhochschule Lübeck
• Fachhochschule Kiel
• Fachhochschule Bielefeld
• Fachhochschule Dortmund
• Fachhochschule Münster
• Fachhochschule Aachen
• Fachhochschule Südwestfalen, Standort Soest
• Fachhochschule Südwestfalen, Standort Meschede

Technische Hochschulen, Universitäten, an denen man Maschinenbau studieren kann

• Technische Universität Dresden
• BTU Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg
• Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig
• Hochschule Anhalt, Campus Köthen
• Ernst-Abbe-Hochschule Jena (University of Applied Sciences)
• Westfälische Hochschule Zwickau (University of Applied Sciences)
• Technische Universität Chemnitz
• Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
• Technische Universität Berlin
• Technische Hochschule Brandenburg
• Universität Rostock
• Technische Universität Hamburg
• Hochschule Bremen
• Hochschule Hannover (University of Applied and Arts)
• Technische Hochschule Mittelhessen in Gießen
• Technische Hochschule Köln
• Technische Universität Darmstadt
• Hochschule Mannheim
• Hochschule für Angewandte Wissenschaften München

Darstellung einzelner Bereiche des Maschinenbaustudiums

Konstruktionslehre

Der Maschinenbauingenieur muss technische Zeichnungen lesen und auch erstellen können. Dazu sind Kenntnisse des technischen Zeichnens mit allen verschiedenen Darstellungsarten von Bauteilen in mehreren Ansichten, Schnittansichten, Teilschnittansichten oder auch Stufenschnittansichten nötig.

Festigkeitslehre

Der Maschinenbauingenieur muss das Verhalten einzelner Bauteile oder ganzer Baugruppen unter Belastungsverhältnissen verstehen. Dies wird insbesondere in der Festigkeitslehre vermittelt. Es geht bei diesem Fach neben vielen anderen Themengebieten um die Spannungsermittlung von Bauteilen unter bestimmten Belastungen.

Bei zunehmender Komplexität von Bauteilen, insbesondere bei statisch über bestimmten Systemen, ist man jedoch auf die Finite-Elemente-Methode (FEM) angewiesen.

Technische Mechanik

Ein wichtiger Bereich des Maschinenbaustudiums ist die technische Mechanik als Teilgebiet der Physik. Hier werden insbesondere Kenntnisse in der Statik, Kinematik und Dynamik mit all ihren Kräftewirkungen vermittelt.

Maschinenelemente

Der Bereich Maschinenelemente ist für das Maschinenbaustudium unabdingbar. Hier geht es darum, unter Verwendung von DIN-Normen die geläufigsten DIN-Teile kennenzulernen, die in vielen Baugruppen vorkommen und daher im Maschinenbau eine wichtige Stellung einnehmen.

Schwingungslehre

Gute Kenntnisse in der Schwingungslehre sind für den Maschinenbauingenieur unbedingt notwendig. Schwingungen an beweglichen Bauteilen sollen beim Betrieb von Maschinen und Anlagen vermieden oder wenigstens so klein wie möglich gehalten werden. Schwingungen wirken sich fast immer nachteilig auf die davon betroffenen Bauteile und Baugruppen aus. Im ungünstigsten Fall kann es sogar durch Resonanzerscheinungen zu erheblichen Beschädigungen bis hin zur Zerstörung von einzelnen Bauteilen kommen.

Strömungsmechanik

Die Strömungsmechanik von flüssigen und gasförmigen Stoffen ist ein wichtiges Teilgebiet des Maschinenbaustudiums. Es geht dabei um das Verhalten von Flüssigkeiten und Gasen bei bestimmten äußeren Bedingungen. Dabei spielen Kräfte und Drücke, die auf ein flüssiges oder gasförmiges Medium einwirken, eine wesentliche Rolle. Die Strömungsmechanik erfasst insbesondere auftretende Strömungsverluste an Rohrleitungselementen sowie auch an Rohrleitungen selbst.

Steuerungs- und Regelungstechnik

Die Steuerungs- und Regelungstechnik ist ein weiterer, wichtiger Bereich des Maschinenbaustudiums. Es geht dabei im Wesentlichen um die Aufrechterhaltung eines gewollten Zustandes entgegen den negativen Einflüssen von äußeren Störgrößen. Hier spielt das Verhalten von Regelkreisgliedern eine wichtige Rolle.

Technische Thermodynamik

Im Maschinenbau kommt es immer wieder vor, dass Kreisprozesse beschrieben werden müssen. Hierzu sind umfangreiche Kenntnisse in der technischen Thermodynamik unerlässlich. In diesem wichtigen Fach werden unter anderem Zustandsänderungen von Stoffen mathematisch und physikalisch erfasst.

Elektrische Antriebe

Maschinen und Anlagen benötigen zum Antrieb in der Regel Elektromotoren. Daher muss der Maschinenbauingenieur auch die Grundkenntnisse der Elektrotechnik beherrschen und standardmäßige, elektrische Antriebe kennen. In Verbindung mit der Energiewende gewinnt die Elektrotechnik zunehmend an Bedeutung. Dies gilt besonders auch für das immer wichtiger werdende Gebiet der Stromspeicherung.

CAD-Technik

Im Zeitalter der CAD-Technik (Computer aided Design) gehören zur Ausbildung des Maschinenbauingenieurs auch gewisse Grundkenntnisse in der Anwendung von CAD-Systemen, wie Catia, ProEngineer, SolidWorks. Die Erstellung von technischen Zeichnungen erfolgt heute nicht mehr am Zeichenbrett. Zeichnungen werden heutzutage nach der 3D-Modellierung am Computer vom Modell abgeleitet.

Spätere Berufschancen als Maschinenbauingenieur

Für den Maschinenbauingenieur bieten sich nach dem Studium zahlreiche Arbeitsmöglichkeiten in der

• Automobilindustrie
• Luft- und Raumfahrttechnik
• Werkzeugmaschinenbau
• Medizintechnik
• Anlagenbau
• Ingenieurbüros
• Bauwesen oder
• Telekommunikation

an.

Die Einstellungschancen für Maschinenbauingenieure sind sehr gut, da alle aufgeführten technischen Industriezweige für ihre Problemstellungen und deren Lösungen in den jeweiligen Arbeitsgebieten gut ausgebildetes Personal benötigen. Maschinenbauingenieure sind am Arbeitsmarkt sehr gefragt und haben daher gute Berufschancen.

Verdienstmöglichkeiten als Maschinenbauingenieur

Das Einstiegsgehalt für einen Maschinenbauingenieur mit Bachelorabschluss liegt bei etwa 45.531 € brutto im Jahr.

Ein Maschinenbauingenieur mit Masterabschluss verdient anfangs etwa 47.429 € brutto im Jahr.

Das Einstiegsgehalt für einen Maschinenbauingenieur im Forschungsbereich kann auch zwischen 50.000 und 60.000 € brutto im Jahr betragen. Es ist jedoch stark branchenabhängig.

Ein promovierter Maschinenbauingenieur kann mit einem Anfangsgehalt von 54.000 bis 65.000 € brutto im Jahr rechnen, doch ist auch dies sehr branchenabhängig.

Fazit

Das Arbeitsfeld des Maschinenbauingenieurs ist außerordentlich vielfältig und niemals langweilig. Bei der Erfassung von formelmäßigen Zusammenhängen für komplexere Baugruppen unter Belastungen stößt man jedoch schnell an gewisse Grenzen.

Daher spielt heutzutage immer mehr die Anwendung der Finite-Elemente-Methode (FEM) eine zunehmende Rolle. Es geht bei dieser Methode um das Zerlegen von komplexen Problemstellungen in kleine und überschaubare Teilabschnitte, die alle den gleichen äußeren Bedingungen unterliegen. Im Zusammenwirken aller Teilabschnitte erhält man dann auch ein Gesamtergebnis als Folge der äußeren Einwirkungen auf das Gesamtsystem.

Zur Untermauerung dieser auf diese Weise erzielten, theoretischen Ergebnisse sind natürlich praktische Versuchsdurchführungen an Modellen erforderlich.

Die FEM-Methode, bei der auch der Gauß'sche Algorithmus eine wesentliche Rolle spielt, wird heute in vielen technischen Bereichen mit all seinen komplexen Problemstellungen angewendet. Alleine dieses Beispiel der Anwendung der FEM-Methode unterstreicht eindeutig die Wichtigkeit der Mathematik im Maschinenbaustudium mit all seinen vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten.

Die Berufsperspektiven von Maschinenbauingenieuren sind auf Grund der breit gefächerten Ausbildung außerordentlich gut.

Gerade im Zusammenhang mit der Energiewende und der Notwendigkeit der natürlichen Ressourcenschonung ist ein Umdenken auf breiter Front und auf vielen Gebieten der Technik unbedingt notwendig. Dies gilt besonders für das immer wichtiger werdende Gebiet der Stromspeicherung und der Mechatronik.

Maschinenbauingenieure können hier durch eine solide und gute Ausbildung, durch ein gerütteltes Maß an pragmatischem Denken und nicht zuletzt durch einen nach vorne gerichteten Erfindergeist einen wesentlichen Beitrag zum Gelingen der Energiewende beitragen.