معرفی رشته مهندسی ساخت و تولید

این رشته در مقاطع كاردانی و كارشناسی به دو گرایش قالب سازی و ماشین ابزار تقسیم می شود و در مقاطع تحصیلات تكمیلی به سه گرایش سیستمهای تولید صنعتی و شكل دهی فلزات (دربرخی از دانشگاه ها مكاترونیك) تقسیم می گردد.

هدف تربیت كارشناسانی است كه با به كاربردن تكنولوژی مربوط به ابزارسازی، ریخته گری ، جوشكاری، فرم دادن فلزات ، طرح كارگاه یا كارخانه های تولیدی آماده كار در زمینه ساخت و تولید ماشین آلات و صنایع (كشاورزی ، نظامی، ماشین سازی، ابزارسازی ، خودروسازی و ... ) باشند. فارغ التحصیلان این دوره قادر خواهند بود در صنایعی مانند ماشین سازی، ابزارسازی، خودروسازی ، صنایع كشاورزی، صنایع هوایی و تسلیحاتی به ساخت و تولید ماشین آلات، طراحی كارگاه و یا كارخانه تولیدی بپردازند و نظارت و بهره برداری و اجرای صحیح طرحها را عهده دار شوند. داوطلبان این رشته باید در دروس ریاضی، فیزیك و مكانیك از آگاهی كافی برخوردار باشند. همچنین درك دروس پایه مانند استاتیك و مقاومت مصالح برای درك دروسی مانند ارتعاشات دینامیك، دینامیك ماشین، ارتعاشات ماشین و ابزار و غیره ضروری است. دروس این دروه شامل مطالبی در مورد نحوه تولید، طراحی قالبهای پرس، طراحی قید و بندها، كار و برنامه ریزی با ماشینهای اتوماتیك، اصول كلی و نحوه كار با ماشینهای دستی و تعمیر و نصب تمام سرویسهای صنعتی می باشد و درصد نسبتا بالایی از آنها به صورت عملی ارائه می گردد. داوطلب باید سالم باشد تا بتواند كارهای كارگاهی را به خوبی انجام دهد و استعداد كارهای فنی را داشته باشد. با توجه به خودكفایی صنایع كشور این رشته دارای بازار كار خوبی است.

بنا به تعریف انجمن مهندسان ساخت و تولید ایران ، رشته‌ای از مهندسی است كه به تحصیلات و تجاربی نیازمند است تا رویه‌های مهندسی را در پروسه‌های تولید و شیوه‌های تولید را در صنعت بفهمد، به كار گیرد و كنترل كند و به توان برنامه‌ریزی در فرایند‌های تولید نیازمند است تا درباره ابزار‌ها، روند‌ها و ماشین‌آلات و تجهیزات تحقیق كند و آنها را بهبود بخشد و امكانات و سیستم‌ها را برای تولید فراورده‌های با كیفیت و هزینه بهینه یكی كند. بنابراین می توان گفت كه گرایش ساخت و تولید به زمینه های كاربردی مهندسی مكانیك می پردازد. فارغ‌التحصیلان این دوره می‌توانند تا مقطع كارشناسی ارشد و دكتری در داخل یا خارج از كشور ادامه تحصیل دهند.

یك قطعه باید به چه روشی ساخته شود تا دارای تولیدی سریع و ارزان و همچنین كیفیت مناسب و وقت و كارایی مطلوب باشد؟ پاسخ به این سوال مهم بر عهده مهندسان گرایش ساخت و تولید است. چرا كه یك مهندس ساخت و تولید به مسائل مربوط به ساخت بهینه و تولید با كیفیت بالا می‌پردازد. در واقع این گرایش بیشتر به مشكلات و معضلات ساخت و تولید می‌پردازد و در نتیجه نسبت به دو گرایش حرارت و سیالات و طراحی جامدات عملی‌تر است و دو گرایش فوق جنبه علمی‌تر دارند.

لیست دروس تخصصی

دروس تخصصی كه برای رشته ساخت و تولید ارائه می شود، عبارتند از: طراحی قالب پرس، ماشینهای كنترل عددی، سیستمهای اندازه گیری (مترولوژی)، توانایی ماشینكاری ، اونیورسال، تولید مخصوص، هیدرولیك و پنوماتیك، تست غیر مخرب، طراحی قید و بند، تكنولوژی پلاستیك، كامپوزیت، ریخته گری، شكل دهی فلزات، قالبهای آهنگری (فورج)، طراحی و تولید به كمك كامپیوتر CAD/CAM ، جوشكاری تخصصی ، متالورژی، عملیات حرارتی، كاربرد برق، مدیریت تولید، كنترل كیفیت، اتوماسیون، طراحی كارخانه و ... كه همه این دروس دارای آزمایشگاه و یا كارگاه نیز می باشند كه همزمان با گذراندن درس به صورت تئوری، بخش عملی نیز به صورت كارگاهی یا آزمایشگاهی انجام می گیرد، در نتیجه دانشجویان از نزدیك با واقعیات عملی دروس از نزدیك آشنا می شوند.

طراحی قالب پرس: در این مبحث به روشهای گوناگون شكل دهی ورق و محاسبات مربوطه پرداخته می شود. به طوریكه می توان از قالبهای ساده برش تا قالبهای پروگرسیو برای قطعات پیچیده را طراحی كرد. بدنه اتومبیل ها، تیغه ماشین های ریش تراش و اكثر قطعاتی كه از ورق تشكیل شده اند را با قالب پرس شكل می دهند.

شكل: قالب پرس ساده برای سوراخكاری ورق

سیستمهای اندازه گیری (مترولوژی ): این سیستمها در تعیین دقت قطعه اهمیت دارند. در این مبحث از روش های مختلف اندازه گیری قطعات صحبت می شود كه از ساده ترین وسیله كولیس تا پیچیده ترین دستگاه های CMM صحبت به میان می آید.

شكل: دستگاه CNC برای اندازه گیری قطعات پیچیده

اونیورسال: اولین دستگاه مورد استفاده توسط مهندسین ساخت و تولید، دستگاه ماشین تراش اونیورسال می باشد كه با این دستگاه می توان اكثر قطعات ساده و متقارن را با دقت مناسب تولید كرد.

شكل: ماشین تراش اونیورسال

توانایی ماشینكاری: برای اینكه بتوان حداكثر راندمان در یك دستگاه تراشكاری یا ماشین كنترل عددی یا حتی دستگاه سنگ زنی وجود داشته باشد و یا برای محاسبه نیرو و زمان و هزینه تولید قطعه، نیاز به یادگیری تئوری های مربوط به این روش های شكل دهی می باشد كه در این مبحث ارائه می شود.

ماشین های كنترل عددی: برای تولید قطعات پیچیده با دقت بالا از این سیستم استفاده می شود. به طوریكه با استفاده از دستوراتی كه به صورت كد به ماشین داده می شود، بار برداری از قطعه كار انجام می گیرد. با این دستگاه ها می توان حتی پره های توربین را كه شكل 3 بعدی پیچیده ای دارند، تراشكاری كرد.

شكل: نمونه ای از دستگاه فرز CNC

تولید مخصوص: با پیشرفت علم و نیاز برای تولید قطعات با شكل های پیچیده و یا نیاز برای ماشینكاری قطعاتی با ویژگیهای خاص كه با روش های سنتی امكان پذیر نمی باشد، از این روش استفاده می شود. مثلا برای ماشینكاری شیشه كه از ماشینكاری اولتراسونیك استفاده می شود و یا برش سنگ های بزرگ كه از جت آب با پودر ساینده استفاده می كنند و یا دستگاه اسپارك كه برای ماشینكاری فلزات بسیار سخت استفاده
می شود.

شكل: دستگاه وایر كات كه فلز را با استفاده از سیم و جرقه های ناشی از آن برش می دهد.

شكل: شكل یك اژدها كه توسط برش با آب روی ورق با ظرافت زیاد ایجاد شده است.

هیدرولیك و پنوماتیك: با استفاده از تجهیزات و علم مربوط به هیدرولیك و پنوماتیك می توان سیستم های ساده اتوماسیون مانند باز و بسته شدن در اتوبوس با یك دكمه تا سیستم های پیچیده اتوماسیون در خط تولید های بزرگ را طراحی نمود.

شكل: نمونه ای از چرخ پنوماتیكی

تست غیر مخرب: این علم برای بازرسی قطعات، بدون آسیب رساندن به آنها می باشد. برای مثال پروب التراسونیك را روی قطعه (مانند بال هواپیما) حركت می دهند تا عیوب آنها را تشخیص دهند زیرا ترك یا عیوب دیگر در داخل قطعه با چشم دیگر قابل تشخیص نیست و به دلیل امنیت و اقتصاد امكان شكستن قطعه برای بررسی عیوب نمی باشد، با وجودیكه با چشم غیر مسلح فقط عیوب بزرگ دیده می شود.

شكل: ترك آشكار شده توسط تست غیر مخرب

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

شكل: نمونه ای از فیكسچر استفاده شده در صنایع خودرو

تكنولوژی پلاستیك: در این مبحث كلا" به معرفی مواد پلاستیك و تولید قطعات پلاستیك با روش های مختلف بررسی می شود. در رشته پلیمر بیشتر به شیمی پلیمر پرداخته می شود و غیر از رشته ساخت و تولید در هیچ رشته ای به تكنولوژی روز پلاستیك پرداخته نمی شود.

شكل: نمونه ای از یك قطعه پلاستیكی

كامپوزیت: با پیشرفت علم نیاز به موادی كه دارای استحكام زیاد با وجود وزن خیلی كم باشند، بیشتر شد. این مبحث تا حدودی بر پایه تكنولوژی پلاستیك می باشد. در این مبحث ساخت و مكانیك كامپوزیت ارائه می شود كه می توان گفت به روزترین مبحث می باشد.

شكل: هواپیمای كاملا كامپوزیتی

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

شكل: نمونه ای از قطعه برای بدنه موتور كه دایكست تولید شده است.

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

شكل: قالب فورج

طراحی و تولید به كمك كامپیوتر CAD/CAM : مباحث مربوط به اینكه چگونه با نرم افزار های كامپیوتری 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.

شكل: مسیر ماشینكاری كه توسط نرم افزارهای CAD/CAM ایجاد شده است.

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

شكل: جوشكاری زیرآب

متالورژی: این مبحث به مهندسین در انتخاب مواد و شناخت مواد بسیار كمك می كند.

عملیات حرارتی: در این مبحث علم مربوط به كار روی فلزات ارائه می شود كه چگونه می توان استحكام، سفتی، سختی، تغییر شكل و دیگر ویژگیهای مربوط به فلزات را با توجه به نیاز و با استفاده از حرارت تغییر داد.

شكل: ریز ساختار مارتنزیت

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

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

ویژگی خاص این گرایش ایجاب می كند كه از همان ابتدای تحصیل خواندن دروس تخصصی شروع گردد. در صورتیكه در گرایشهای دیگر حدودا از سال دوم این دروس شروع می شوند. باید توجه داشت كه اكثر دروس تخصصی گرایش ساخت دارای منابع فارسی نیستند و اكثر منابع به زبان انگلیسی می باشد و این امر دانشجویان این گرایش را مجبور می كند كه از همان ترم اول به فراگیری زبان انگلیسی مشغول شوند و اصطلاحات تخصصی را فرا بگیرند.

مهندسان ساخت و تولید سنسورهای به كار رفته در كیسه ی هوای خودرو ، نوك چاپ در چاپگر، و كلید اپتیك در تلفن همراه را می سازند. آن ها همچنین در زمینه ی تولید موتورهای جت كوچك ، تلسكوپ های پیشرفته، سمعك های درون گوشی، ریزپردازنده ها، و نیز تولید سبز مشغول به فعالیتند. دانش‌آموختگان این رشته یاد می‌گیرند چگونه از طریق میكروماشین كاری بر روی نوك یك سوزن بنویسند، رباتی را كنترل كنند، به كمك رایانه مدل‌های سه بعدی پیچیده بسازند و یك طرح را به یك ماشین پرسرعت انتقال دهند تا آن را بسازد.

انجمن مهندسی ساخت و تولید امریكا یكی از مهمترین انجمنهای حرفه ای است كه بیش از70 سال است كه از علم ساخت و تولید حمایت میكند . دفتر مركزی این انجمن در میشیگان قرار دارد و این انجمن در بیش از 70 كشور جهان عضو دارد و توسط صدها شبكه جهانی حمایت میشود . از نظر ( ماركوس كراتس ) رئیس انجمن ساخت وتولید امریكا، هدف اصلی این انجمن همگام ساختن مردم و تكنولوژی 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 و سازماندهی اعضای انجمن از طریق برنامه هایی كه برای آنها ترتیب داده می شود صورت می گیرد و نشریات ، نمایشگاهها و منابع علمی و تخصصی در اختیار آنها قرار می گیرد تا سطح علمی آنان را ارتقا دهد. اعضا و كارآموزان انجمن این اطلاعات را از طریق 11 انجمن مرتبط با انجمن ساخت و تولید دریافت می كنند . 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

تمامی محصولات از هواپیما و خودرو تا رایانه و اسباب بازی باید تولید شوند . مهندسی ساخت و تولید دانش و هنر ساختن فراورده های با كیفیت با هزینه ی منطقی است. ساخت و تولید شامل اجزایی از مهندسی مكانیك ، مهندسی برق ، مهندسی مواد ومهندسی صنایع است. بخش های اصلی ساخت و تولید روند های تولید ، برنامه ریزی ، كنترل كیفیت ، طراحی ابزار ، رباتیك ، طراحی به كمك كامپیوتر و تولید به كمك كامپیوتر را شامل می شود.

مهندسان ساخت و تولید روش ساخت فراورده را طراحی می كنند. آن ها باید به اندازه ی كافی با روش های متنوع تولید مانند برش فلزات ، شكل دهی ، مونتاژ ، بازرسی و تست آشنا باشند تا بتوانند روند تولید را طرح ریزی كنند و برای یافتن بهترین شرایط كاركرد تحقیق كنند. ممكن است آنها ابزار ها و ماشین های مخصوصی طراحی كنند و برای بهبود بخشیدن به روش های تولید كنونی نو آوری هایی به خرج دهند . آنها استاندارد های كارها را تعیین می كنند و مراحل تولید را هماهنگ می كنند تا روند همواری را از دریافتن مواد اولیه تا صادر كردن قطعات ساخته شده تضمین كنند . آنها باید تجهیزات ، نیروی انسانی و امكانات را در یك سیستم كه فراورده های با كیفیت را به طور كارآمد تولید می كند ، به خوبی متحد كنند .

از ویژگی های یك فارغ التحصیل رشته ی ساخت و تولید می توان به درك وی نسبت به روند های تولید ، اصول طراحی و تولید، آشنایی با مواد و تحلیل مدل های تولیدی اشاره كرد. برای توضیح بیشتر می توان گفت فارغ التحصیل این رشته تأثیر روند های متفاوت تولید را بر روی ویژگی های ماده درك می كند . قدرت انتخاب و به كار گیری مواد را داراست و در این زمینه خود مبتكر آزمایش ها و پژوهش های گوناگون است . او می تواند با تهیه ی نقشه های دو بعدی و یا مدل های سه بعدی و نیز جداول، اطلاعات به دست آمده را منتقل كند . به طور كلی انتظار می رود مهندسان ساخت و تولید بعد از فارغ التحصیلی قابلیت های زیر را به دست آورده باشند :

1. یك مهندس ساخت وتولید قادر است از دانش خود در ریاضیات ، علوم پایه و علوم مهندسی برای حل مسائل مهندسی ساخت وتولید به خوبی استفاده كند .

2. یك مهندس ساخت و تولید قادر است آزمایش های مورد نظر خود را طراحی كند و نتایج آن را به خوبی تشریح كند.

3. یك مهندس ساخت و تولید قادر است وسیله ها ، سیستم ها یا روند هایی را طراحی كند كه مشخصات داده شده را ارضا كند.

4. یك مهندس ساخت و تولید قادر است با كامپیوتر و نرم افزار های مربوطه برای طراحی، تحلیل و جمع آوری اطلاعات به خوبی كار كند.

5. یك مهندس ساخت و تولید قادر است با رسانه های نوشتاری، گفتاری یا تصویری، ایده های خود را به خوبی به دیگران انتقال دهد.

6. یك مهندس ساخت و تولید قادر است برای تحلیل یك مسئله ی مهندسی به عنوان عضوی از گروه به خوبی فعالیت نماید.

7. یك مهندس ساخت و تولید قادر است مسولیت حرفه ای یك مهندس و این كه چگونه مسائل مهندسی بر ایمنی، اقتصاد، اخلاق، سیاست، جامعه و مسائل فرهنگی تأثیر می گذارد ، را درك كند.

8. یك مهندس ساخت و تولید درك می كند كه همواره باید به دنبال دانش باشد تا اطلاعات خود را به روز نگه دارد.

معرفی رشته مهندسی ساخت و تولید

مطالب مشابه :

گرایش های مهندسی صنایع در مقطع کارشناسی

ساخت وتولید

وسایل هیدروژنی

معرفی رشته مهندسی مکانیک در مقطع کارشناسی ارشد

فلسفه های مدیریت بازاریابی

معرفی رشته مهندسی ساخت و تولید

مهندسی صنایع-تولید صنعتی

معرفی تمام گرایش های رشته ی مکانیک