Wat zijn de verschillende soorten werktuigbouwkundige technologie?
Werktuigbouwtechnologie wordt gebruikt voor het ontwerpen, testen en bedienen van de mechanische processen die zowel machines als producten maken. Mechanische ingenieurs manipuleren objecten door de natuurlijke krachten te gebruiken die voorspelbaar werken volgens fysische wetten. Ze behandelen allerlei soorten bewegingen. De soorten werktuigbouwtechnologie die worden gebruikt, hangen af van wat voor soort natuurlijke krachten worden gemanipuleerd.
Hydraulische, thermodynamische, elektromagnetische, wrijvings-, zwaartekracht- en aerodynamische krachten zijn enkele voorbeelden van de effecten van natuurwetten die in ons universum werken. Een ingenieur kan een of meer van deze krachten gebruiken om een mechanische uitdaging op te lossen. Mechanische ingenieurs ontwikkelen de processen en producten die technologische verbeteringen in de samenleving brengen. Ze lossen beide problemen op en creëren nieuwe apparaten en technologieën.
Een waterbouwkundig ingenieur zou bijvoorbeeld een machine kunnen ontwikkelen die de kracht van de waterbouwtechnologie gebruikt om elektriciteitsproducerende turbines te laten werken. Hij of zij kan ook manieren bedenken om de waterstroomsnelheid te meten en te regelen om een mechanisch proces te creëren. Hydraulische kracht zou kunnen worden gebruikt om een voorwerp te snijden met behulp van bijvoorbeeld een waterstraal zonder warmte te produceren die het voorwerp zou vervormen tijdens het snijproces. Thermodynamische ingenieurs gebruiken werktuigbouwkundige technologie die de kracht van thermodynamica gebruikt om warmte om te zetten in energie en vice versa. Een resultaat van thermodynamische engineering was de ontwikkeling van de stoommachine.
Lucht- en ruimtevaarttechnici analyseren aerodynamische krachten bij het ontwerpen van objecten en machines die de wrijving bij machinebewerkingen kunnen verhogen of verminderen. Door het ontwerpproces krijgt de ingenieur inzicht in het effect van deze krachten. Hij of zij gebruikt dit begrip om de werking van de luchtstroom op objecten te voorspellen en te regelen, wanneer kracht op een object wordt uitgeoefend. Een pijl vanuit een boog is een voorbeeld van een mechanisch ontworpen oplossing voor aerodynamische krachten die werken op het ontwerp van de pijl.
Aerodynamische engineering wordt ook op grote schaal gebruikt in de auto- en ruimtevaartindustrie om wrijving te verminderen en daardoor minder energie te gebruiken om een object voort te stuwen. Nanotechnologie is een nieuw gebied voor werktuigbouwkundige technologie. Een nanotechnicus maakt gebruik van fysische wetten op moleculair niveau en bouwt kleine machines op nanoschaal. Nanodeeltjes worden gemeten met de miljardste van een meter.
Veel hogescholen en universiteiten bieden studieprogramma's voor werktuigbouwkunde aan op bachelorniveau en op universitair niveau. Voortdurende opleiding is ook belangrijk voor werktuigbouwkundigen, aangezien nieuwe technologie zich blijft ontwikkelen, met nieuwe materialen die zijn vervaardigd om uitdagingen op het gebied van werktuigbouwkunde op te lossen, zoals het verhogen van de brandstofefficiëntie in de transportsector. Composietmaterialen zoals met koolstofvezel versterkt kunststof hebben een treksterkte, maar zijn lichter dan metalen. Gebruik van deze materialen tijdens transport vermindert het brandstofverbruik. Mechanische technologie helpt ingenieurs bij het ontwerpen van meer efficiëntie in industriële processen die over de hele wereld worden gebruikt.