دوره جامع نرم افزار های مهندسی مکانیک

آموزش نرم افزارهای مهندسی مکانیک؛ معرفی دوره مکانیک کالج

آموزش نرم افزارهای مهندسی مکانیک از جمله موارد مهمی است که هر دانشجو و مهندسی که در این حوزه مشغول به کار است، به آن نیاز خواهد داشت. با توجه به شکافی که همواره بین صنعت و دانشگاه وجود داشته، دانشجویان پس از فراغت از تحصیل، همیشه به آموزش های تکمیلی نیاز دارند و واضح است که حوزه نرم افزار یکی از مهم ترین حوزه هایی است که برای ورود به بازار کار به آن نیاز خواهید داشت. در این مطلب قصد داریم تا یکی از جامع ترین دوره های مجتمع آموزشی امیرکبیر، به نام «مکانیک کالج» را به شما معرفی کنیم؛ دوره ای که با هدف ایجاد ارتباط میان دانش دانشگاهی، مهارت های نرم افزاری و نیازهای واقعی بازار کار طراحی شده است. در ادامه با ساختار این دوره، نرم افزارهای آموزشی، دروس تئوری، آموزش های کارگاهی و سایر مهارت هایی که در این کالج ارائه می شود، آشنا خواهید شد. مکانیک کالج نام یک دوره ترکیبی با 18 واحد آموزشی تخصصی است که مجموعا 48 واحد تخصصی و 645 ساعت آموزش در زمینه مهندسی مکانیک دارد. در این دوره ترکیبی، بخش قابل توجهی از مهارت های مورد نیاز در زمینه نرم افزارهای مهندسی مکانیک به فراگیر ارائه می شود. فراگیر پس از گذراندن این دوره ها، تسلط مناسبی بر نرم افزارهای طراحی، تحلیل و ماشین کاری رشته مهندسی مکانیک خواهد داشت. در کنار تسلط نرم افزاری، فراگیر در دو حوزه ماشین کاری و طراحی و ساخت قالب های تزریق پلاستیک نیز مهارت کسب می کند و می تواند با داشتن مجموعه ای از مهارت های تئوری، نرم افزاری و عملی، آمادگی بیشتری برای ورود به بازار کار داشته باشد.

چرا یک مهندس پس از فراغت از تحصیل به دوره مکانیک کالج نیاز دارد؟

همان طور که در قسمت های قبلی این مطلب از وب سایت مجتمع آموزشی امیرکبیر نیز عنوان شد، آموزش نرم افزارهای مهندسی مکانیک از جمله مهارت های مهمی است که بعد از فراغت از تحصیل به آن نیاز خواهید داشت. دوره مکانیک کالج به گونه ای طراحی شده است که چیزی فراتر از مباحث دانشگاهی به فراگیر آموزش داده شود و فراگیر در کنار آموزش های تخصصی، ارتباط نزدیک تری با بازار کار داشته باشد و با اتفاقات و نیازهای واقعی این بازار آشنا شود. در مجموعه دوره های مهندسی مکانیک سعی بر آن است که دو گرایش طراحی جامدات و ساخت و تولید از مجموعه مهندسی مکانیک به صورت تلفیقی و مرتبط با یکدیگر به فراگیر آموزش داده شود. در این کالج، دوره ها به بخش های زیر تقسیم می شوند:

1. دروس تئوری و پایه
2. دروس نرم افزاری
3. دروس کارگاهی و اپراتوری
4. بازدید از صنایع
5. کارورزی

این مجموعه دوره با تجربه سال ها آموزش ویژه بازار کار ارائه شده است و فراگیر در تک تک واحدهای درسی این کالج با کاربردی بودن علوم مهندسی مکانیک در صنعت آشنا می شود. آموزش نرم افزارهای مهندسی مکانیک و استفاده از آنها برای طراحی و شبیه سازی فرآیندهای ساخت و تولید، موضوعی است که در دانشگاه کمتر به آن پرداخته می شود. در حالی که در بازار کار، اغلب طراحی، مدل سازی، تحلیل و محاسبات به کمک نرم افزار انجام می شود و مهندس باید توانایی کار با ابزارهای تخصصی این حوزه را داشته باشد.

دسته بندی نرم افزارهای مهندسی مکانیک

آموزش نرم افزارهای مهندسی مکانیک و به طور کلی استفاده از کامپیوتر در این شاخه از مهندسی مکانیک را می توان در سه حوزه اصلی CAD، CAM و CAE دسته بندی کرد.

1. طراحی به کمک کامپیوتر یا CAD

Computer Aided Design یا CAD به مجموعه نرم افزارهایی گفته می شود که از کامپیوتر برای طراحی مکانیکی، مدل سازی سه بعدی، مونتاژ و تهیه نقشه های مهندسی استفاده می کنند. از مهم ترین نرم افزارهای این دسته می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Catia
• Solidworks
• Inventor

در مکانیک کالج تمرکز اصلی بخش طراحی بر نرم افزار Catia قرار دارد و در کنار آن، نرم افزار Inventor نیز برای برخی کاربردهای تخصصی مانند مونتاژ و طراحی ماشین آلات آموزش داده می شود.

2. تولید به کمک کامپیوتر یا CAM

Computer Aided Manufacturing یا CAM به نرم افزارهایی گفته می شود که برای برنامه ریزی و بهبود عملیات ساخت و تولید مورد استفاده قرار می گیرند. در حوزه ماشین کاری CNC، از مهم ترین نرم افزارهای این دسته می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Powermill
• MasterCAM

این نرم افزارها امکان ایجاد مسیر حرکت ابزار، انتخاب استراتژی ماشین کاری و تهیه برنامه مناسب برای دستگاه های CNC را فراهم می کنند.

3. مهندسی به کمک کامپیوتر یا CAE

Computer Aided Engineering یا CAE به نرم افزارهایی گفته می شود که برای تحلیل و انجام محاسبات مهندسی مورد استفاده قرار می گیرند. از مهم ترین نرم افزارهای این حوزه می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Abaqus
• Ansys

در مکانیک کالج از نرم افزار Abaqus برای تحلیل نیروها، تنش ها و تغییر شکل های الاستیک و پلاستیک استفاده می شود.

سرفصل مکانیک کالج

در دوره مکانیک کالج که به آموزش نرم افزارهای مهندسی مکانیک به صورت تخصصی و پروژه محور می پردازد، علاوه بر پرداختن به دروس کارگاهی و تئوری، دروس نرم افزاری نیز به تفکیک حوزه های CAD، CAM و CAE آموزش داده می شوند. مجموعه های آموزش نرم افزارهای مهندسی مکانیک در مکانیک کالج شامل دوره های زیر است:

ردیف	نام واحد	تعداد واحد	تعداد ساعت	نوع دوره
1	Catia 1	3	60	نرم افزاری (CAD)
2	Catia 2	3	60	نرم افزاری (CAD)
3	Catia 3	3	50	نرم افزاری (CAD)
4	Catia P&P (پروژه و تمرین کتیا)	3	30	نرم افزاری (CAD)
5	Powermill	3	40	نرم افزاری (CAM)
6	MasterCAM	2	15	نرم افزاری (CAM)
7	Keyshot	1	10	نرم افزاری (CAD)
8	Abaqus	3	36	نرم افزاری (CAE)
9	Inventor	3	45	نرم افزاری (CAD)
10	SSCNC	1	10	نرم افزاری (CAM)
11	نقشه خوانی صنعتی	2	30	تئوری
12	تلرانس گذاری هندسی و ابعادی	1	10	تئوری
13	اپراتوری تراش CNC	3	21	عملی و کارگاهی
14	اپراتوری فرز CNC	3	21	عملی و کارگاهی
15	طراحی قالب تزریق پلاستیک	4	60	تئوری و نرم افزاری (CAD)
16	کارگاه قالب سازی	4	40	عملی و کارگاهی
17	کلید فولاد	1	12	تئوری
18	کارورزی	2	60	عملی و کارگاهی
مجموع	مجموع دوره ها	48	645	ترکیبی

چرا نرم افزار اصلی طراحی در این کالج Catia است؟

در مجموعه دوره های آموزش نرم افزارهای مهندسی مکانیک، نرم افزار Catia به صورت تخصصی به عنوان نرم افزار اصلی طراحی آموزش داده می شود. این نرم افزار فرانسوی علاوه بر ایران، در بسیاری از کشورهای جهان به عنوان یک نرم افزار قدرتمند برای طراحی قطعات و مونتاژ مورد استفاده قرار می گیرد. Catia در زمینه طراحی سطوح پیچیده و قالب سازی تخصص ویژه ای دارد و همچنین در حوزه هایی مانند ورق کاری و مهندسی معکوس نیز از نرم افزارهای مطرح به شمار می رود. آموزش محیط های مختلف این نرم افزار باعث می شود که فراگیر علاوه بر آماده شدن برای ورود به بازار کار ایران، در صورت تصمیم به مهاجرت نیز مهارت قابل استفاده ای در حوزه طراحی و مهندسی مکانیک داشته باشد.

چرا در این کالج با وجود نرم افزار قدرتمند کتیا از Inventor نیز استفاده می شود؟

نرم افزار آمریکایی Inventor دارای کتابخانه قطعات استاندارد گسترده ای است. منظور از کتابخانه قطعات استاندارد Inventor، وجود اجزای استاندارد ماشین مانند پیچ ها، مهره ها، واشرها، بلبرینگ ها، اتصالات پروفیلی، قطعات استاندارد قالب، قطعات قابل استفاده روی شفت ها و سایر اجزای استاندارد است. در مونتاژ کاری قطعات و طراحی ماشین آلات صنعتی، استفاده از قطعات استاندارد اهمیت زیادی دارد. به همین دلیل در این کالج از نرم افزار Inventor برای آموزش بخش هایی از مونتاژ کاری و طراحی ماشین آلات استفاده می شود.

آباکوس در مجموعه دوره های مهندسی مکانیک چه نقشی دارد؟

در مجموعه دوره های مهندسی مکانیک از نرم افزار Abaqus برای تحلیل نیروها، تنش ها و تغییر شکل های الاستیک و پلاستیک استفاده می شود. فراگیر پس از طراحی قطعه به کمک نرم افزارهای Catia و Inventor، می تواند خروجی فایل خود را وارد Abaqus کرده و مدل را از نظر رفتار مکانیکی مورد بررسی و تحلیل قرار دهد. یکی دیگر از نرم افزارهای قدرتمند در زمینه CAE، نرم افزار Ansys است؛ اما در این کالج با توجه به ساختار آموزشی و ارتباط مناسب Abaqus با فرآیند طراحی، از Abaqus برای آموزش تحلیل استفاده می شود.

چرا نرم افزار Keyshot در این دوره آموزش داده می شود؟

نرم افزار Keyshot برای رندرگیری، نورپردازی و تولید تصاویر و انیمیشن های حرفه ای مورد استفاده قرار می گیرد. برای طراحان صنعتی، ارائه مناسب طرح و نمایش محصول به شکلی چشم نواز و با کیفیت بالا اهمیت زیادی دارد. Keyshot یکی از نرم افزارهای قدرتمند در این حوزه است. در مکانیک کالج، نرم افزار Keyshot به صورت تخصصی برای متریال دهی، نورپردازی و ارائه حرفه ای قطعات و دستگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

چرا یک مهندس مکانیک به نقشه خوانی صنعتی نیاز دارد؟

تقریبا در تمامی دانشگاه ها درس نقشه کشی صنعتی 1 و نقشه کشی صنعتی 2 ارائه می شود، اما نقشه خوانی صنعتی موضوعی متفاوت از نقشه کشی است. منظور از نقشه خوانی صنعتی این است که فراگیر بتواند یک نقشه صنعتی را به صورت کامل تحلیل و تفسیر کند. در این نقشه ها، اولین موضوع درک صحیح نماهای مختلف، برش ها و نیم برش ها است. در کنار نماها، توضیحات نقشه که تحت عنوان Note ارائه می شود، اطلاعاتی است که به نقشه خوان در درک بهتر نقشه کمک می کند و گاهی روش ساخت قطعه یا توصیه های لازم برای تولید را مشخص می کند. علائم موجود در نقشه ها، اندازه ها، تلرانس ها و انطباقات نیز از مباحث مهم نقشه خوانی صنعتی هستند. به طور کلی می توان گفت الفبای ورود به بازار کار مهندسی مکانیک، نقشه خوانی صنعتی است.

تلرانس گذاری هندسی و ابعادی چیست؟

پس از نقشه خوانی صنعتی، فراگیر با تلرانس ها آشنا شده و به صورت تخصصی با تلرانس های هندسی و ابعادی یا GD&T سر و کار خواهد داشت. تلرانس ها محدوده خطاهای مجاز در ساخت قطعات هستند. در فرآیند تولید نمی توان خطای ساخت را به صفر رساند، اما می توان با انتخاب صحیح تلرانس و استفاده از فرآیند ساخت مناسب، میزان خطا را کنترل کرد. در این واحد درسی، انتخاب تلرانس مناسب بر اساس استانداردها آموزش داده می شود. همچنین مفهوم انطباق که در عملکرد قطعات درگیر نقش مهمی دارد، آموزش داده می شود و تفاوت بین انطباق لقی، عبوری و پرسی و نحوه انتخاب آنها در مکانیزم های مختلف تشریح می شود.

نرم افزار Powermill چیست و چه کاربردی در مکانیک کالج دارد؟

نرم افزار Powermill یکی از نرم افزارهای CAM است که برای ایجاد مسیر حرکت ابزار و بهینه سازی فرآیند ماشین کاری CNC مورد استفاده قرار می گیرد و کاربرد ویژه ای در فرز CNC دارد. نرم افزار Powermill استراتژی ماشین کاری را به گونه ای تنظیم می کند که زمان انجام فرآیند کاهش پیدا کرده و کیفیت سطح قطعه در شرایط مناسب قرار گیرد. این نرم افزار از نرم افزارهای مطرح در زمینه برنامه نویسی و ماشین کاری قطعات CNC است و در مکانیک کالج برای آموزش فرآیندهای مربوط به ماشین کاری CNC مورد استفاده قرار می گیرد.

چرا با وجود نرم افزار Powermill نیاز به یادگیری MasterCAM است؟

نرم افزار Powermill در برنامه نویسی قطعات فرزکاری سه، چهار و پنج محور تخصص بسیار خوبی دارد و برای برخی قطعات تراش کاری نیز قابل استفاده است. با این حال، در صنعت و به ویژه در بخش تراش CNC، استفاده از استراتژی های مناسب تراشکاری اهمیت زیادی دارد. به همین دلیل در این کالج از MasterCAM برای آموزش برنامه نویسی و استراتژی های تراشکاری CNC استفاده می شود. MasterCAM علاوه بر تراشکاری، در زمینه فرزکاری نیز قابلیت های گسترده ای دارد، اما در ساختار آموزشی مکانیک کالج تمرکز اصلی آن بر کاربردهای مربوط به تراش CNC قرار گرفته است.

نرم افزار SSCNC چیست و چه ارزشی به کاربر اضافه می کند؟

دستگاه های CNC دستگاه هایی دقیق و گران قیمت هستند و عملکرد آنها بر اساس برنامه ای انجام می شود که توسط اپراتور به دستگاه داده می شود. در صورت وجود اشتباه در محاسبات یا برنامه نویسی، ابزار ممکن است به مختصاتی حرکت کند که باعث برخورد با میز دستگاه، قطعه یا سایر اجزای ماشین شود. چنین برخوردهایی می توانند خسارات زیادی ایجاد کنند. نرم افزار SSCNC ماشین های تراش و فرز CNC را شبیه سازی می کند. به این ترتیب، قبل از اجرای برنامه روی دستگاه واقعی، می توان برنامه را روی ماشین مجازی اجرا و عملکرد آن را بررسی کرد. در صورت موفقیت آمیز بودن شبیه سازی، می توان برنامه را با اطمینان بیشتری روی دستگاه CNC واقعی اجرا کرد. توانایی فراگیر بعد از گذراندن دوره اپراتوری دستگاه تراش CNC اپراتوری تراش CNC به استفاده از دستگاه تراش CNC برای ماشین کاری اتوماتیک قطعات دوار گفته می شود. در این دوره، فراگیر با موضوعاتی مانند موارد زیر آشنا می شود:

• انواع دستگاه های تراش CNC
• ابزارگیر یا تارت
• اسپیندل و تنظیم دور آن
• ابزارهای تراشکاری
• سیکل های برنامه نویسی شده روی پنل دستگاه
• انواع کنترلر دستگاه CNC تراش
• الزامات نگهداری دستگاه
• اجرای برنامه های ماشین کاری
• استفاده از برنامه های استخراج شده از MasterCAM

پس از گذراندن این دوره، فراگیر توانایی ماشین کاری قطعات با استفاده از سیکل های دستگاه و برنامه های مناسب CNC را خواهد داشت.

اپراتوری دستگاه فرز CNC

فرزکاری به مراتب از تراشکاری پیچیده تر است؛ زیرا در تراشکاری معمولا دو محور X و Z برنامه نویسی می شوند، در حالی که در فرزکاری حداقل سه محور می توانند به صورت هم زمان درگیر فرآیند ماشین کاری باشند. به همین دلیل در این کالج ترجیحا ابتدا تراشکاری و سپس فرزکاری آموزش داده می شود. اپراتور فرز CNC پس از اتمام دوره می تواند قطعاتی را که با استفاده از نرم افزار Catia طراحی کرده است، با استفاده از Powermill برنامه نویسی کند و پس از بررسی کدها در SSCNC، فرآیند فرزکاری را روی بلوک خام اجرا نماید.

طراحی قالب تزریق پلاستیک

یکی از تخصصی ترین شاخه های مهندسی مکانیک که ارتباط مستقیمی با ساخت و تولید و طراحی جامدات دارد، طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک است. قالب ساز تزریق پلاستیک باید از نظر طراحی به سطح قابل قبولی از دانش نرم افزاری رسیده باشد. همچنین باید اشراف مناسبی بر روش های ماشین کاری داشته باشد تا بتواند قالب را به گونه ای طراحی کند که قابلیت ساخت و تولید داشته باشد. بنابراین می توان طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک را به عنوان یکی از اهداف مهم مکانیک کالج در نظر گرفت. قطعات پلاستیکی معمولا در تیراژهای بالا تولید می شوند و بسیاری از محصولات پلاستیکی، مصرف روزانه و گسترده ای دارند. بطری ها، لیوان های یکبار مصرف و بسیاری از قطعات مورد استفاده در صنایع مختلف نمونه هایی از این محصولات هستند. در مکانیک کالج تمرکز ویژه ای بر طراحی قطعات پلاستیکی و نحوه تولید آنها شده است. طراحی قالب های تزریق پلاستیک یکی از قسمت های تخصصی کار با نرم افزار Catia است. در این نرم افزار، محیط های تخصصی طراحی قالب مانند Mold Tooling و Core & Cavity Design برای استفاده در طراحی قالب آموزش داده می شوند.

در کارگاه قالب سازی تزریق پلاستیک چه دوره هایی آموزش داده می شود؟

طراحی قالب تزریق پلاستیک تنها بخشی از فرآیند قالب سازی است که اهمیت بالایی دارد. سایر مراحل نیز نقش مهمی در طراحی و ساخت قالب دارند. پس از آن که قطعه طراحی شد، قالب ساز با استفاده از طراحی انجام شده به صورت معکوس به طراحی کویته یا حفره قالب یا Cavity می پردازد. در این میان، طراحی ماهیچه ها و کشویی ها برای ایجاد قسمت های تورفته، نیازمند دانش و تجربه است. همچنین طراحی سیستم خنک کننده قالب و استفاده از قطعات استاندارد قالب مانند میل راهنما و پران اهمیت زیادی دارد. در این دوره، طراحی راهگاه و طراحی صفحه پران نیز به صورت تخصصی آموزش داده می شود. در بخش کارگاهی نیز زمان قابل توجهی صرف مونتاژ قالب و آموزش نکات کلیدی اسمبل کردن قالب می شود.

آیا کار با دستگاه تزریق پلاستیک نیز در مکانیک کالج آموزش داده می شود؟

ممکن است فراگیر در آینده وارد کارگاه تزریق پلاستیک شود و علاوه بر طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک، قصد تولید قطعات پلاستیکی با استفاده از دستگاه تزریق پلاستیک را داشته باشد. به همین دلیل در مکانیک کالج، فراگیر با دستگاه های تزریق پلاستیک و تنظیمات اصلی این دستگاه ها نیز آشنا می شود.

کلید فولاد چیست و چرا یک مهندس مکانیک باید این دوره را بگذراند؟

در بسیاری از کارگاه های صنعتی، بخش قابل توجهی از قطعات از فولاد ساخته می شوند. فولاد آلیاژی است که از ترکیب آهن و کربن و سایر عناصر با نسبت های مشخص تشکیل شده است. درصد این عناصر اهمیت زیادی دارد و تغییر میزان عناصر آلیاژی می تواند خواص فیزیکی و مکانیکی فولاد را تغییر دهد. در این کالج، به منظور بهبود ماشین کاری و افزایش توانایی فراگیر در انتخاب متریال مناسب برای قالب ها، کلید فولاد آموزش داده می شود. این دوره بر اساس کتاب آلمانی STAHLSCHLÜSSEL – Key to Steel ارائه می شود که اطلاعات آن به صورت کتاب و نرم افزار در اختیار فراگیر قرار می گیرد.

واحد بندی و مدارک مکانیک کالج

در این کالج تمامی دروس ارائه شده دارای واحد مشخص هستند و پس از گذراندن واحدهای مربوطه، برای هر دوره گواهینامه ارائه می شود. واحد بندی بر اساس اهمیت درس ارائه شده و تعداد ساعات آموزش انجام می شود. به عنوان مثال، یک دوره حدود 45 تا 50 ساعته معمولا سه واحد در نظر گرفته می شود. در دوره های اپراتوری و کارگاهی نیز با توجه به ماهیت عملی دوره، هر 6 تا 10 ساعت آموزش می تواند معادل یک واحد در نظر گرفته شود.

جمع بندی

آموزش نرم افزارهای مهندسی مکانیک یکی از مهم ترین مهارت هایی است که یک دانشجو یا مهندس مکانیک برای ورود مطمئن تر به بازار کار باید در برنامه آموزشی خود قرار دهد. دوره جامع مکانیک کالج یکی از دوره های تخصصی مجتمع آموزشی امیرکبیر در زمینه مهندسی مکانیک است که تلاش می کند مجموعه ای از مهارت های مورد نیاز بازار کار را در کنار یکدیگر به فراگیر ارائه دهد. در این دوره، علاوه بر آموزش نرم افزارهای تخصصی در حوزه های CAD، CAM و CAE، مباحثی مانند نقشه خوانی صنعتی، تلرانس گذاری هندسی و ابعادی، اپراتوری تراش CNC، اپراتوری فرز CNC، طراحی و ساخت قالب تزریق پلاستیک، کلید فولاد و کارورزی نیز ارائه می شود. ترکیب آموزش های تئوری، نرم افزاری، کارگاهی، صنعتی و کارورزی باعث می شود فراگیر تنها به یادگیری یک نرم افزار اکتفا نکند و با بخش های مختلف فرآیند طراحی، تحلیل، ساخت و تولید آشنا شود. به همین دلیل، مکانیک کالج را می توان یک مسیر آموزشی جامع برای افرادی دانست که قصد دارند دانش دانشگاهی خود را با مهارت های عملی و نرم افزاری تکمیل کرده و برای ورود به بازار کار مهندسی مکانیک آماده شوند.