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Ohne Mechatronik geht fast nix

CD-Player, Handy und Drucker, Spülmaschine, Hörgerät oder Auto – kaum ein modernes Gerät kommt ohne elektronische Steuerung oder integrierten Mini-Computer aus. Das Zusammenspiel von Mechanik, Elektronik und Informationstechnologie macht viele Geräte, die wir im Alltag nutzen, komfortabler, präziser, leichter handhabbar, umweltfreundlicher – und sicherer.

Funktionierten beispielsweise die Bremsen eines Autos früher rein mechanisch, werden Bremsbefehle heute meist per Kabel an vollelektronische Steueranlagen weitergeleitet. Intelligente Systeme wie ABS, Anti-Schlupf-Regelung (ASR) und das Elektronische Stabilitätsprogramm (ESP) sind bei Neuwagen in Deutschland heute fast Standard. Noch fortschrittlichere Fahrerassistenzsysteme werden zurzeit entwickelt und machen künftig das Fahren sicherer und komfortabler.

„Mein erstes Auto hatte gerade mal drei elektrische Maschinen – Anlasser, Scheibenwischer und Lichtmaschine“, erinnert sich Professor Rolf Biesenbach, Leiter des Mechatronik-Zentrum NRW an der Hochschule Bochum. „Heute verfügen PKW über bis zu 70 Steuergeräte, die miteinander in Verbindung stehen.“

Die mechatronischen Systeme erfassen Daten und Signale automatisch, werten sie aus und setzen sie in Kräfte und Bewegungen um – meist viel schneller und präziser als der Mensch. Durch die integrierte Selbstüberwachung können zudem Fehler schneller entdeckt und behoben werden. Doch die klassischen Ingenieurwissenschaften stoßen bei der Entwicklung und Weiterentwicklung dieser Systeme oft an ihre Grenzen: Viele technische Probleme lassen sich nur noch durch interdisziplinäre Ansätze lösen.

Die Mechatronik vereint Elemente aus Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik in einem Studienfach. Technische Systeme werden nicht aus der Sicht einzelner Fachdisziplinen, sondern ganzheitlich betrachtet. „Künftige Mechatronik-Ingenieure brauchen Begeisterung für Technik und Informatik – und gute Kenntnisse in Mathematik und Physik“, meint Professor Michael Beitelschmidt von der Fakultät Verkehrswissenschaft der TU Dresden und Studiendekan des Studiengangs Mechatronik.

„Wer Mechatronik studiert, muss über den Tellerrand eines Faches schauen und Kenntnisse aus mehreren Bereichen kombinieren“, betont Professor Jörg Wallaschek, Leiter des Instituts für Dynamik und Schwingungen an der Leibniz-Universität Hannover. „Wir brauchen kreative Erfinder und Visionäre, die bereit sind, neue Wege zu gehen.

"Auch kommunikative Fähigkeiten sind, so Professor Wallaschek, sehr wichtig. Denn Mechatronik-Ingenieure arbeiten später oft mit Spezialisten aus verschiedenen Disziplinen zusammen und müssen zwischen verschiedenen Fachbereichen vermitteln.

Der interdisziplinäre Studiengang ist ebenso abwechslungsreich wie anspruchsvoll, weil die Studenten grundlegende Kenntnisse in mehreren Fächern erwerben. In den ersten Semestern stehen neben Mathematik, Physik, Chemie und Werkstoffkunde auch die Grundlagen von Maschinenbau, Elektrotechnik und Informatik auf dem Studienplan. Im Hauptstudium bzw. im anschließenden Masterstudium wird dann das Mechatronikwissen in Fächern wie Regelungs-/Steuerungstechnik, Sensorik, Aktorik, Simulationstechnik, Robotik oder Eingebettete Systeme vermittelt und vertieft. Zudem können sich die Studenten – abhängig vom eigenen Interesse und dem Angebot ihrer Hochschule – auf Schwerpunkte wie Fahrzeugtechnik, Automatisierungstechnik, Flugsystemtechnik, Medizintechnik oder Robotik spezialisieren.

Die Praxis kommt ebenfalls nicht zu kurz: Ein Praktikum vor dem Studium oder in den ersten Semestern ist (fast) überall Pflicht; an der TU Dresden müssen die Studenten vor der Diplomprüfung zusätzlich ein Praxissemester absolvieren. Zudem arbeiten die Studenten während des Studiums in verschiedenen Projekten und setzen dabei das theoretische Wissen in die Praxis um. So konstruierte die Robotik-Arbeitsgruppe der TU Dresden einen Roboter, der beim internationalen Amateur-Roboter-Wettbewerb Eurobot 2009 in Frankreich das Viertelfinale erreichte; die Mechatronik-Studenten der Hochschule Bochum entwickeln erfolgreich Fahrzeuge, die ausschließlich mit Sonnenenergie angetrieben werden.

An der Leibniz-Universität Hannover arbeiten die Studenten an verschiedenen Forschungsprojekten mit; zahlreiche internationale Austauschprogramme und Stipendien bieten die Möglichkeit, an renommierten Universitäten wie Keio (Japan), Berkeley und Sankt Petersburg oder am MIT in Boston zu studieren.

Dank der breit angelegten interdisziplinären Ausbildung können sich Mechatronik-Ingenieure schnell in neue Aufgabengebiete und moderne Technologien einarbeiten. Oft werden sie an den Schnittstellen zwischen den klassischen Fachabteilungen eingesetzt. Sie vermitteln zwischen den Experten, koordinieren ihre Arbeit und helfen, Reibungsflächen zu verringern oder zu vermeiden. „Mechatronik-Ingenieure übernehmen oft die Projektleitung und andere Aufgaben, die ganzheitliches Denken erfordern“, weiß Prof. Biesenbach.

In der Autoindustrie, in der Luftfahrtindustrie und im Maschinenbau sind Mechatronik-Experten ebenso gefragt wie in der Medien- oder in der Medizintechnik. Um ihre berufliche Zukunft brauchen sich Mechatronik-Ingenieure kaum Gedanken zu machen. Die Berufsaussichten sind – trotz Krise – sehr gut. „Bis jetzt haben all unsere Absolventen schnell einen Arbeitspatz gefunden“, erklärt Professor Beitelschmidt. (ews)

Studienmöglichkeiten im Internet

Den Begriff Mechatronik haben die Japaner Ende der 60er „erfunden“ – das Kunstwort setzt sich aus den Begriffen Mechanik, Elektronik und Informatik zusammen.

Der erste eigenständige Mechatronik-Studiengang in Deutschland wurde im Wintersemester 1993/94 an der Hochschule Bochum eingeführt; als Studienrichtung existierte Mechatronik bereits 1992 an der Universität Hannover.

Heute stehen weit über hundert Studiengänge an Universitäten, (Fach-)Hochschulen und Berufsakademien zur Auswahl. So kann an der Leibniz-Universität Hannover Mechatronik sowohl als eigenständiges Fach als auch als Vertiefungsschwerpunkt in den Fächern Elektrotechnik bzw. Maschinenbau studiert werden. Die TU Dresden bietet mit ihrer verkehrswissenschaftlichen Fakultät auch für Mechatroniker den Vertiefungsschwerpunkt Kraft- und Schienenfahrzeugtechnik. An der Hochschule Bochum können die Studierenden zwischen einem klassischen und einem Dualen Mechatronik-Studium wählen. Der Duale Studiengang dauert acht Semester; in den ersten beiden Jahren absolvieren die Studenten neben ihrem Studium eine Ausbildung in einem industriellen Metall- oder Elektroberuf oder als Metallbauer in Industrie oder Handwerk.

Im Internet findet ihr Studienangebote unter folgenden Adressen

www.studienwahl.de, Stichwort Mechatronik

www.mechatrik-portal.de, Stichwort Studienangebote

www.mechatronics-net.de, Rubrik mechatronik e.v. - studieren

Praktikumsplatz gesucht?

Ihr wollt Elektrotechnik studieren? Maschinenbau? Informatik? Oder doch lieber Mechatronik? Ein Praktikum kann euch bei der Wahl des richtigen Studiengangs helfen. Unter www.technikum.de könnt ihr euch für die Zeit zwischen Abi und Studium oder Ausbildung für ein Technikum anmelden.

Ein Technikum dauert fünf bis acht Monate. In den Betrieben betreuen euch Mentorinnen und Mentoren. Ihr erlebt Berufspraxis, bekommt Einblicke in die Welt der Wissenschaft und Hochschule und lernt eure persönlichen Neigungen und Fähigkeiten besser kennen.

Das pädagogische Begleitprogramm mit Veranstaltungen, Workshops und Exkursionen bietet euch die Möglichkeit, euer Potenzial und eure Kompetenzen zu testen und eure Erfahrungen mit anderen Teilnehmerinnen und Teilnehmern auszutauschen.

Am Ende des Technikums erhaltet ihr ein qualifiziertes Zeugnis. Das Technikum kann möglicherweise als Vorpraktikum, das in vielen technischen Studiengängen verlangt wird, anerkannt werden.

Sonnenfahrzeuge made in Bochum

SolarWorld No. 1, entwickelt an der Hochschule Bochum, belegte bei der World Solar Challenge 2007 den vierten Platz und wurde mit dem Award für das beste Design ausgezeichnet. Sechs Quadratmeter Solarzellen produzieren unter der Sonne Australiens genügend Strom, um 3.000 km mit durchschnittlich 73 km/h zurückzulegen. Die Spitzengeschwindigkeit lag bei 120 km/h.

Das Nachfolgemodell, mit dem die Nachwuchs-Mechatroniker im Oktober 2009 an der World Solar Challenge im Oktober 2009 teilnehmen, wurde nicht als Rennwagen, sondern als „realistisches Alltagsgefährt“ entworfen. SolarWorld2 soll nicht als Erster über die Ziellinie gehen, sondern im Wettbewerb des innovativsten und damit besten Fahrzeug punkten.

Heftnummer: 2009/03
Autor: Eva Walitzek-Schmidtko

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