Technische Mathematik, angewandte Physik und technisches Zeichnen / CAD
Rechnen mit technischem Hintergrund
Die Meisterprüfung verlangt keine abstrakte Mathematik, sondern angewandtes Rechnen: Längen, Flächen, Volumen und Massen (Dichte ρ = m/V), Kräfte und Momente, Arbeit, Leistung und Wirkungsgrad sowie Festigkeits- und Dehnungsbetrachtungen. Wichtig ist der sichere Umgang mit Einheiten, Vorsätzen (kilo, milli, mikro) und dem Dreisatz. Bei zusammengesetzten Körpern wird in Teilvolumina zerlegt.
Physikalische Grundlagen
Zu beherrschen sind Kräftezerlegung und Kräfteparallelogramm, Hebelgesetz, Schwerpunkt, Reibung, Druck, Wärmeausdehnung (Δl = α · l · ΔT) sowie Grundlagen der Elektrotechnik für den Werkstattbetrieb (Ohmsches Gesetz, Leistung). Fragen zielen oft auf das Verständnis, nicht auf das Auswendiglernen von Formeln.
Technisches Zeichnen und CAD
Kandidaten müssen die Regeln der technischen Zeichnung nach DIN ISO kennen: Ansichten in der Projektionsmethode (Erst- oder Drittprojektion, in Europa üblicherweise Erstprojektion), Schnittdarstellungen, Schraffuren, Maßstab, Maßtoleranzen und Passungen (Bohrungswelle-System), Oberflächenangaben, Form- und Lagetoleranzen sowie Schweiß- und Oberflächensymbole. Im CAD-Bereich sind Layerstruktur, Bemaßungsstil, Änderungsmanagement und die Ableitung fertigungsgerechter Zeichnungen prüfungsrelevant.
Typische Fallen
Häufig werden Toleranzen falsch addiert, Höchst- und Mindestmaß verwechselt oder Passungen ohne Bezugssystem beurteilt. Auch Einheitenfehler (mm statt m) und die Verwechslung von Durchmesser und Radius kosten Punkte.
Rechenbeispiel
Eine Welle aus Stahl (α = 12 · 10⁻⁶ 1/K) ist bei 20 °C 500 mm lang. Bei Erwärmung auf 120 °C gilt Δl = 12 · 10⁻⁶ · 500 mm · 100 K = 0,6 mm. Faustregel: erst Formel mit Einheiten aufschreiben, dann Zahlen einsetzen, dann Plausibilität prüfen.