Konstruieren (Technik)

Konstruieren ist die Geistes-Tätigkeit, bei der die Konstruktionsunterlagen entstehen, mit deren Hilfe ein technisches Produkt (Maschine, Anlage, Apparat, Gerät oder Bauwerk) angefertigt wird.

Dem Konstruieren geht die Entwicklung (FE-Vorentwicklung) des Produkts voraus, wobei dessen Funktionieren durch Anwendung zumeist physikalischer Gesetze (in der Mehrheit mechanische und elektrische Gesetze) erarbeitet und mit Hilfe von Funktionsmustern erprobt wird. An die Konstruktionstätigkeit schließt sich die Organisation der Fertigung, die sog. Arbeits- oder Auftragsvorbereitung (AV), an, die allerdings nicht mehr dem Vorgang des Konstruierens zugerechnet wird.

Die klassische Trennung in Entwickeln und Konstruieren verliert heute mehr und mehr an Bedeutung. Mit dem Begriff Produktentwicklung (PE) werden beide Tätigkeiten als Einheit und Teil eines noch längeren Prozesses bezeichnet. Produktentwicklung beginnt bereits bei der am Anfang stehenden Idee und reicht bis zur Markteinführung des Produkts. Die zusammengefasste Dokumentation dieses Prozesses enthält Funktionsnachweise (Berechnungen, Ergebnisse von Experimenten etc.) sowie die Fertigungsunterlagen (Zeichnungen des Produkts, seiner Baugruppen und Einzelteile mit Material-, Bearbeitungs-, Maß- und Toleranz-Angaben sowie Bezugsquellen für Materialien und zu verwendende Handelsteile).

Außer der Tätigkeit des Konstruierens werden als Konstruktion in der Technik auch bezeichnet:

• die Eigenschaften eines technischen Produktes, die durch die Tätigkeit des Konstruierens bestimmt werden,
• die Summe aller durch die Tätigkeit des Konstruierens geschaffenen Unterlagen, mit deren Hilfe das technische Produkt zu fertigen ist,
• die Konstruktionsabteilung (das Konstruktionsbüro) in einem technischen Unternehmen,
• das Studienfach, in dem die Tätigkeit des Konstruierens gelehrt und gelernt wird.

Geschichte

Ebenso wie sich die Technik an sich während der letzten 150 Jahre stark entwickelte, hat sich in dieser Zeit auch das Konstruieren verändert:

• Um 1850 geschah die Herstellung von Produkten vorwiegend noch ohne vorherige Anfertigung von Konstruktionsunterlagen. Geistige Vorarbeit und Fertigung geschahen noch gemeinsam in der Werkstatt: So war zum Beispiel Thomas Alva Edison für seinen vorwiegenden Aufenthalt in der Werkstatt bekannt.
• Konstruktionsbüros, in denen die geistige Vorarbeit geleistet wurde und die Fertigungsunterlagen entstanden, wurden erst am Ende des 19. Jahrhunderts eingerichtet.
• Um 1900 begann die Normierung der Bauteile mit dem Vorteil, nun nicht mehr für jede Maschine einen eigenen Werkzeugsatz zu benötigen. (Heutzutage umfasst die DIN-Norm knapp 30.000 Normen.)
• Um 1925 wurde begonnen, das methodische Vorgehen bei der Konstruktion zu lehren (siehe auch Produktentwicklung).
• Ab 1960 kam es durch Konstrukteure wie Konrad Zuse, die als erste für ihre Berechnungen Computer benötigten und diese auch gleich konstruierten, zur Entwicklung der rechnergestützten Konstruktion (CAD).
• Heutzutage werden die Produkte rechnergestützt über ihren kompletten Produktlebenszyklus modelliert.
• In Zukunft wird eine zunehmende Virtualisierung der Eigenschaften des zu fertigenden Produktes erwartet. Auf diese Weise sollen experimentelle Phasen und damit der gesamte Entwicklungszeitraum verkürzt werden.

Siehe auch

• Konstrukteur
• Technisches Zeichnen
• Techniker
• Ingenieur
• Integrierte Produktentwicklung
• Recyclinggerechte Konstruktion

Literatur

• Richtlinie: VDI 2221 Methodik zum Entwickeln und Konstruieren technischer Systeme und Produkte. Beuth-Verlag, Berlin 1993.
• Gerhard Pahl, Wolfgang Beitz, Jörg Feldhusen, Karl-Heinrich Grote: Konstruktionslehre: Grundlagen erfolgreicher Produktentwicklung. Methoden und Anwendung., 7. Auflage, Springer Verlag, Berlin 2007, ISBN 3-540-34060-2.
• Rudolf Koller: Konstruktionslehre für den Maschinenbau. Grundlagen zur Neu- und Weiterentwicklung technischer Produkte mit Beispielen. Springer Verlag, Berlin 1998, ISBN 3-540-63037-6.
• Heinrich Krahn, Dieter Eh, Thomas Lauterbach: 1000 Konstruktionsbeispiele für die Praxis, 3. Auflage, Hanser Buchverlag, Wien 2010, ISBN 3-446-42034-7.
• Rolf Steinhilper, Frank Rieg: Handbuch Konstruktion. Hanser Buchverlag, Wien 2012, ISBN 978-3446430006.