مهندسی‌ مکانیک‌ گرایش ساخت‌ و تولید

رشته مهندسی مکانیک با تولید، تبدیل حرکت و انجام کار، تولید و ساخت قطعات و ماشین آلات و به کارگیری مواد گونه گون در ساخت آنها و همچنین طراحی و کنترل سیستم های مکانیکی، حرارتی و سیالاتی در ارتباط است. مواردی من جمله محاسبات فنی، مدلسازی و شبیه‌سازی طراحی و تهیه نقشه‌ها، تدوین روش ساخت، تولید و آزمایش ماشین‌آلات و تاسیسات با یاری گرفتن از مهندسان مکانیک انجام می‌شوند.

گرایش ساخت و تولید

یکی از زیر شاخه های مهندسی مکانیک گرایش ساخت و تولید است ساخت و تولید در مقطع کاردانی و کارشناسی در دو گرایش قالب سازی و ماشین ابزار فعالیت می‌کند که در مقاطع تحصیلی بالاتر به سه گرایش سیستمهای تولید صنعتی شکل دهی فلزات و مکاترونیک تقسیم می شود. هدف از این علم تربیت افرادی است که بتواند با استفاده از تکنولوژی مربوط به ابزارسازی، ریخته گری، جوشکاری، فرم دادن فلزات، طرح کارگاه یا کارخانه های تولیدی آماده کار در زمینه ساخت و تولید ماشین آلات و صنایع (کشاورزی، نظامی، ماشین سازی، ابزارسازی، خودروسازی و … ) باشند.

افرادی که از این دوره فارغ التحصیل میشوند میتوانند در صنعت های مختلف مثل ماشین سازی، ابزارسازی، خودروسازی، صنایع کشاورزی، صنایع هوایی و تسلیحاتی به ساخت و تولید ماشین آلات، طراحی کارگاه و یا کارخانه تولیدی بپردازند و نظارت و بهره برداری و اجرای صحیح طرح ها را عهده دار شوند.

افرادی که میخواهند در این رشته ادامه تحصیل دهند باید در درس ریاضی و فیزیک و مکانیک قوی باشد و دروس پایه آنها مثل استاتیک و مقاومت مصالح را مطالعه کرده باشند تا بتوانند دروسی مثل ارتعاشات دینامیک، دینامیک ماشین، ارتعاشات ماشین و ابزار و غیره را درک کنند.

درس های این رشته شامل نحوه تولید، طراحی قالب های پرس، طراحی قید و بندها، کار و برنامه ریزی با ماشین های اتوماتیک، اصول کلی و نحوه کار با ماشینهای دستی و تعمیر و نصب تمام سرویس های صنعتی است و بیشترشان به صورت عملی ارائه می شوند. داوطلب باید از نظر جسمی هم سالم باشد تا بتواند کارهای کارگاهی را به خوبی انجام دهد و استعداد کارهای فنی را داشته باشد. به علت خودکفایی صنایع کشور این رشته دارای بازار کار خوبی است.

فارغ‌التحصیلان این دوره می‌توانند تا مقطع کارشناسی ارشد و دکتری در داخل یا خارج از کشور ادامه تحصیل دهند. مهندس ساخت و تولید به مسائل مربوط به ساخت بهینه و تولید با کیفیت بالا مشغول است زیرا این گرایش به مشکلات و معضلات ساخت و تولید می‌پردازد و نسبت به دو گرایش حرارت و سیالات و طراحی جامدات عملی‌تر است.

لیست دروس تخصصی

درس های تخصصی این رشته در زیر آورده شده اند که در مورد هر کدام از آنها مختصر توضیحی خواهیم داد.

• طراحی قالب پرس: این درس در مورد روش های مختلف شکل دهی ورق و محاسبات مربوط به آن میپردازد و می توان از قالب های ساده برش تا قالب های پروگرسیو برای قطعات پیچیده را طراحی کرد. بدنه اتومبیل ها، تیغه ماشین های ریش تراش و اکثر قطعاتی که از ورق تشکیل شده اند را با قالب پرس شکل می دهند.

• سیستم های اندازه گیری (مترولوژی ): این سیستم ها در مشخص کردن میزان دقت قطعه اهمیت دارند. در این درس از روش های متنوع اندازه گیری قطعات صحبت می شود که با ساده ترین وسیله کولیس تا پیچیده ترین دستگاه های CMM آشنا خواهید شد.

• اونیورسال: اولین دستگاهی که مهندسین ساخت و تولید از آن استفاده می کنند، دستگاه ماشین تراش اونیورسال می باشد که با این دستگاه می توان اکثر قطعات ساده و متقارن را با دقت خوبی تولید کند.

• توانایی ماشینکاری:  به منظور افزایش بازده دستگاه تراشکاری یا ماشین کنترل عددی یا حتی دستگاه سنگ زنی و برای محاسبه نیرو و زمان و هزینه تولید قطعه، نیاز به یادگیری تئوری های مربوط به این روش های شکل دهی  است.

• ماشین های کنترل عددی: برای تولید قطعات پیچیده با دقت بالا از این سیستم استفاده می شود. به طوریکه با استفاده از دستوراتی که به صورت کد به ماشین داده می شود، بار برداری از قطعه کار انجام می گیرد. با این دستگاه ها می توان حتی پره های توربین را که شکل 3 بعدی پیچیده ای دارند، تراشکاری کرد.

• تولید مخصوص: برای ماشینکاری شیشه از ماشینکاری اولتراسونیک استفاده می شود و برش سنگ های بزرگ که از جت آب با پودر ساینده استفاده می کنند و دستگاه اسپارک که برای ماشینکاری فلزات بسیار سخت استفاده می شود.

• هیدرولیک و پنوماتیک: با استفاده از تجهیزات و علم مربوط به هیدرولیک و پنوماتیک می توان سیستم های ساده اتوماسیون مانند باز و بسته شدن در اتوبوس با یک دکمه تا سیستم های پیچیده اتوماسیون در خط تولید های بزرگ را طراحی نمود.

• تست غیر مخرب: در این بخش برای بازرسی قطعات، بدون آسیب رساندن به آنها می باشد. برای مثال پروب التراسونیک را روی قطعه (مانند بال هواپیما) حرکت می دهند تا عیوب آنها را تشخیص دهند زیرا ترک یا عیوب دیگر در داخل قطعه با چشم دیگر قابل تشخیص نیست و به دلیل امنیت و اقتصاد امکان شکستن قطعه برای بررسی عیوب نمی باشد، با وجودیکه با چشم غیر مسلح فقط عیوب بزرگ دیده می شود.

• طراحی قید و بند: برای تکرار پذیری تولید قطعه و یا ماشینکاری قطعات حساس و سخت مثل ماشینکاری روی پره توربین، باید از قید و بند برای طراحی آنها استفاده شود.

• تکنولوژی پلاستیک: هدف این درس معرفی مواد پلاستیک و تولید قطعات پلاستیک با روش های مختلف است. در رشته پلیمر بیشتر به شیمی پلیمر پرداخته می شود و غیر از رشته ساخت و تولید در هیچ رشته ای به تکنولوژی روز پلاستیک پرداخته نمی شود.

• کامپوزیت: با پیشرفت علم نیاز به موادی که دارای استحکام زیاد با وجود وزن خیلی کم باشند، بیشتر شد. این مبحث تا حدودی بر پایه تکنولوژی پلاستیک می باشد. در این مبحث ساخت و مکانیک کامپوزیت ارائه می شود که می توان گفت به روزترین مبحث می باشد.

• ریخته گری: اینجا علم مربوط به طراحی قالب و نحوه ریخته گری فلزات چه به صورت ثقلی و چه به صورت دایکست و یا حتی روش های دیگر مانند ریخته گری دقیق بررسی می شود.

• قالب های آهنگری (فورج): اینجا مباحث مربوط به شکل دادن فلزات تحت نیروی قالب بررسی می شود. از جمله طراحی قالب های فورج و علم جریان مواد بررسی می شود. با دانستن اینکه خواص مواد با این روش بهبود میابد، نیاز به این روش شکل دهی بیشتر احساس می گردد.

• طراحی و تولید به کمک کامپیوتر CAD/CAM: مباحث مربوط به اینکه چگونه با نرم افزار های کامپیوتری می توان روش تولید را تسریع داد بحث می گردد. از جمله آموزش برنامه نویسی در نرم افزار ها نیز در این مباحث اهمیت ویژه ای دارد.

• جوشکاری تخصصی: تئوری ها و علم مربوط به جوشکاری و همچنین روش های مختلف آن در این درس گفته می شود.

• متالورژی: این درس در انتخاب مواد و شناخت مواد به مهندسان کمک می کند.

• عملیات حرارتی: در این مبحث علم مربوط به کار روی فلزات ارائه می شود که چگونه می توان استحکام، سفتی، سختی، تغییر شکل و دیگر ویژگی های مربوط به فلزات را با توجه به نیاز و با استفاده از حرارت تغییر داد.

• کاربرد برق: کاربرد و استفاده از تجهیزات برق و نحوه پیاده سازی آنها در صنعت در این مبحث ارائه می شود.

• طراحی کارخانه: نحوه چیدمان دستگاه ها، نحوه طراحی فضا و وسایل حمل و نقل داخلی کارخانه برای رساندن راندمان به حداکثر در این درس آموزش می شود.

در این رشته لازم است از همان شروع تحصیل تدریس دروس تخصصی شروع شود که بیشتر دروس تخصصی گرایش ساخت دارای منابع فارسی نیستند و اکثر منابع به زبان انگلیسی است و این امر دانشجویان این گرایش را مجبور می کند که از همان ترم اول به فراگیری زبان انگلیسی مشغول شوند و اصطلاحات تخصصی را فرا بگیرند.

مهندسان این رشته کارشان ساخت و تولید سنسورهای به کار رفته در کیسه ی هوای خودرو، نوک چاپ در چاپگر و کلید اپتیک در تلفن همراه است. و در زمینه ی تولید موتورهای جت کوچک، تلسکوپ های پیشرفته، سمعک های درون گوشی، ریزپردازنده ها، و نیز تولید سبز نیز فعالیت می کنند. دانش‌آموختگان این رشته یاد می‌گیرند چگونه از طریق میکروماشین کاری بر روی نوک یک سوزن بنویسند، رباتی را کنترل کنند، به کمک رایانه مدل‌های سه بعدی پیچیده بسازند و یک طرح را به یک ماشین پرسرعت انتقال دهند تا آن را بسازد.

دفتر مرکزی انجمن مهندسی ساخت و تولید امریکا که در میشیگان قرار دارد بیش از70 سال است که از علم ساخت و تولید حمایت میکند. رییس این انجمن می گوید هدف این انجمن یکپارچه کردن مردم و تکنولوژی برای پیشرفت علم ساخت و تولید است. این انجمن بطور سالیانه بیش از نیم میلیون مهندس ساخت و تولید و مدیر اجرایی را تحت پوشش و سازماندهی قرار می دهد. اعضا و کارآموزان انجمن این اطلاعات را از طریق 11 انجمن مرتبط با انجمن ساخت و تولید دریافت می کنند. این انجمن ها به قرار زیر است :

• Rapid prototyping
• Robotics
• Plastic
• Material_ forming fabricating
• Manufacturing Research
• Machining
• Machine Vision
• Finishing processes
• Electronic manufacturing
• Composites manufacturing
• Automation integration

اهمیت رشته ساخت و تولید

همه محصولات از هواپیما و اتومبیل تا اسباب بازی ها باید تولید شوند. مهندسی ساخت و تولید علم ساختن فرآورده های با کیفیت مناسب و هزینه مطلوب را باید داشته باشد. ساخت و تولید شامل اجزایی از مهندسی مکانیک و صنایع و مواد است که بخش اصلی ساخت و تولید و روشهای تولید برنامه ریزی کیفیت و طراحی به کمک کامپیوتر انجام می شود.

مهندسان ساخت و تولید روش ساخت فراورده را طراحی می کنند. آن ها باید به اندازه ی کافی با روش های متنوع تولید مانند برش فلزات، شکل دهی، مونتاژ، بازرسی و تست آشنا باشند تا بتوانند روند تولید را طرح ریزی کنند و برای یافتن بهترین شرایط کارکرد تحقیق کنند. ممکن است آنها ابزار ها و ماشین های مخصوصی طراحی کنند و برای بهبود بخشیدن به روش های تولید کنونی نو آوری هایی به خرج دهند. آنها استاندارد های کارها را تعیین می کنند و مراحل تولید را هماهنگ می کنند تا روند همواری را از دریافتن مواد اولیه تا صادر کردن قطعات ساخته شده تضمین کنند. آنها باید تجهیزات، نیروی انسانی و امکانات را در یک سیستم که فراورده های با کیفیت را به طور کارآمد تولید می کند، به خوبی متحد کنند.

افرادی که در این رشته تحصیل می‌کنند روش ساخت فرآورده ها را طراحی می کنند و باید به اندازه کافی با روش‌های مختلفی برشی فلزی و مونتاژ آشنا باشند که بتوانند تولید را طراحی کنند و برای پیدا کردن شرایط کارکرد آن به روش پیدا کنند. ممکن است این افراد ابزاری را طراحی کنند که لازم است برای آنها استانداردهای تعریف شود و مراحل تولید و هموار سازی و سایر موارد را نیز باید مشخص کنند. ویژگی بارز فارغ التحصیلان رشته ساخت و تولید این است که می توانند روند تولید اصول طراحی آشنایی با مواد درک مناسبی دارد و همچنین این افراد ویژگی های ماده را به خوبی درک می کنند و باید با قدرت انتخاب بکارگیری مواد بتوانند ابزار جدید تولید کنند.

توانایی ها

1. این افراد می توانند از علمشان در ریاضیات، علوم پایه و علوم مهندسی برای حل مسائل مهندسی ساخت وتولید به خوبی استفاده کند.

2. این افراد می توانند آزمایش های مورد نظر خود را طراحی کنند و نتایج آن را به خوبی تشریح کنند.

3. این افراد می توانند وسیله ها، سیستم ها یا روند هایی را طراحی کند که مشخصات داده شده را ارضا کند.

4. این افراد می توانند با کامپیوتر و نرم افزار های مربوطه برای طراحی، تحلیل و جمع آوری اطلاعات به خوبی کار کند.

5. این افراد می توانند با رسانه های نوشتاری، گفتاری یا تصویری، ایده های خود را به خوبی به دیگران انتقال دهد.

6. این افراد می توانند برای تحلیل یک مسئله ی مهندسی به عنوان عضوی از گروه به خوبی فعالیت نماید.

7. این افراد می توانند مسولیت حرفه ای یک مهندس و این که چگونه مسائل مهندسی بر ایمنی، اقتصاد، اخلاق، سیاست، جامعه و مسائل فرهنگی تأثیر می گذارد، را درک کند.

8. این افراد باید به دنبال دانش باشد تا اطلاعات خود را به روز نگه دارد.
   

   حتما بخوانید: کاردانی فنی مکانیک گرایش ماشین‌آلات

بازار کار، درآمد و حقوق

حقوقی که مهندسین مکانیک دریافت می‌کنند در بخش‌های خصوصی بسیار متفاوت است هر شرکتی با توجه به هدفی که دنبال می‌کند و نوع پروژه که تعریف می کند، دستمزد متفاوتی را برای افراد مشخص می‌کند که این دستمزد اصولا ارتباط با سابقه کار، میزان تحصیلات و توانایی افراد دارد. اگر این افراد کارآفرین باشند و کار مستقلی در حوزه تخصصی شان، راه اندازی کرده باشند، شرایط متفاوت است و آنها با توجه به میزان فعالیت، تخصص، تلاش و پشتکارشان، درآمدهای متفاوتی دارند.