معرفی رشته کارشناسی ناپیوسته مهندسی ساخت و تولید – ماشین ابزار

  اين رشته در مقاطع کاردانی و کارشناسی به دو گرايش قالب سازی و ماشين ابزار تقسيم می شود و در مقاطع تحصيلات تکميلی به سه گرايش سيستمهای توليد صنعتی، شکل دهی فلزات و (در برخی از دانشگاه ها مکاترونيک) تقسيم می گردد.

  هدف تربيت کارشناسانی است که با به کاربردن تکنولوژی مربوط به ابزارسازی، ريخته گری ، جوشکاری، فرم دادن فلزات ، طرح کارگاه يا کارخانه های توليدی آماده کار در زمينه ساخت و توليد ماشين آلات و صنايع (کشاورزی ، نظامی، ماشين سازی، ابزارسازی ، خودروسازی و ... ) باشند. فارغ التحصيلان اين دوره قادر خواهند بود در صنايعی مانند ماشين سازی، ابزارسازی، خودروسازی ، صنايع کشاورزی، صنايع هوايی و تسليحاتی به ساخت و توليد ماشين آلات، طراحی کارگاه و يا کارخانه توليدی بپردازند و نظارت و بهره برداری و اجرای صحيح طرحها را عهده دار شوند. داوطلبان اين رشته بايد در دروس رياضی، فيزيک و مکانيک از آگاهی کافی برخوردار باشند. همچنين درک دروس پايه مانند استاتيک و مقاومت مصالح برای درک دروسی مانند ارتعاشات ديناميک، ديناميک ماشين، ارتعاشات ماشين و ابزار و غيره ضروری است. دروس اين دروه شامل مطالبی در مورد نحوه توليد، طراحی قالبهای پرس، طراحی قيد و بندها، کار و برنامه ريزی با ماشينهای اتوماتيک، اصول کلی و نحوه کار با ماشينهای دستی و تعمير و نصب تمام سرويسهای صنعتی می باشد و درصد نسبتا بالايی از آنها به صورت عملی ارائه می گردد. داوطلب بايد سالم باشد تا بتواند کارهای کارگاهی را به خوبی انجام دهد و استعداد کارهای فنی را داشته باشد. با توجه به خودکفايی صنايع کشور اين رشته دارای بازار کار خوبی است.

  بنا به تعريف انجمن مهندسان ساخت و توليد ايران ، رشته‌ای از مهندسی است که به تحصيلات و تجاربی نيازمند است تا رويه‌های مهندسی را در پروسه‌های توليد و شيوه‌های توليد را در صنعت بفهمد، به کار گيرد و کنترل کند و به توان برنامه‌ريزی در فرايند‌های توليد نيازمند است تا درباره ابزار‌ها، روند‌ها و ماشين‌آلات و تجهيزات تحقيق کند و آنها را بهبود بخشد و امکانات و سيستم‌ها را برای توليد فراورده‌های با کيفيت و هزينه بهينه يکی کند. بنابراين می توان گفت که گرايش ساخت و توليد به زمينه های کاربردی مهندسی مکانيک می پردازد. فارغ‌التحصيلان اين دوره می‌توانند تا مقطع کارشناسی ارشد و دکتری در داخل يا خارج از کشور ادامه تحصيل دهند.

  يک قطعه بايد به چه روشی ساخته شود تا دارای توليدی سريع و ارزان و همچنين کيفيت مناسب و وقت و کارايی مطلوب باشد؟ پاسخ به اين سوال مهم بر عهده مهندسان گرايش ساخت و توليد است. چرا که يک مهندس ساخت و توليد به مسائل مربوط به ساخت بهينه و توليد با کيفيت بالا می‌پردازد. در واقع اين گرايش بيشتر به مشکلات و معضلات ساخت و توليد می‌پردازد و در نتيجه نسبت به دو گرايش حرارت و سيالات و طراحی جامدات عملی‌تر است و دو گرايش فوق جنبه علمی‌تر دارند.

 ليست تخصصی

دروس تخصصی که برای رشته ساخت و توليد ارائه می شود، عبارتند از: طراحی قالب پرس، ماشينهای کنترل عددی، سيستمهای اندازه گيری (مترولوژی)، توانايی ماشينکاری ، اونيورسال، توليد مخصوص، هيدروليک و پنوماتيک، تست غير مخرب، طراحی قيد و بند، تکنولوژی پلاستيک، کامپوزيت، ريخته گری، شکل دهی فلزات، قالبهای آهنگری (فورج)، طراحی و توليد به کمک کامپيوتر CAD/CAM ، جوشکاری تخصصی ، متالورژی، عمليات حرارتی، کاربرد برق، مديريت توليد، کنترل کيفيت، اتوماسيون، طراحی کارخانه و ... که همه اين دروس دارای آزمايشگاه و يا کارگاه نيز می باشند که همزمان با گذراندن درس به صورت تئوری، بخش عملی نيز به صورت کارگاهی يا آزمايشگاهی انجام می گيرد، در نتيجه دانشجويان از نزديک با واقعيات عملی دروس از نزديک آشنا می شوند.

طراحی قالب پرس: در اين مبحث به روشهای گوناگون شکل دهی ورق و محاسبات مربوطه پرداخته می شود. به طوريکه می توان از قالبهای ساده برش تا قالبهای پروگرسيو برای قطعات پيچيده را طراحی کرد. بدنه اتومبيل ها، تيغه ماشين های ريش تراش و اکثر قطعاتی که از ورق تشکيل شده اند را با قالب پرس شکل می دهند.

 سيستمهای اندازه گيری (مترولوژی ): اين سيستمها در تعيين دقت قطعه اهميت دارند. در اين مبحث از روش های مختلف اندازه گيری قطعات صحبت می شود که از ساده ترين وسيله کوليس تا پيچيده ترين دستگاه های CMM صحبت به ميان می آيد.

اونيورسال: اولين دستگاه مورد استفاده توسط مهندسين ساخت و توليد، دستگاه ماشين تراش اونيورسال می باشد که با اين دستگاه می توان اکثر قطعات ساده و متقارن را با دقت مناسب توليد کرد.

توانايی ماشينکاری: برای اينکه بتوان حداکثر راندمان در يک دستگاه تراشکاری يا ماشين کنترل عددی يا حتی دستگاه سنگ زنی وجود داشته باشد و يا برای محاسبه نيرو و زمان و هزينه توليد قطعه، نياز به يادگيری تئوری های مربوط به اين روش های شکل دهی می باشد که در اين مبحث ارائه می شود.

ماشين های کنترل عددی: برای توليد قطعات پيچيده با دقت بالا از اين سيستم استفاده می شود. به طوريکه با استفاده از دستوراتی که به صورت کد به ماشين داده می شود، بار برداری از قطعه کار انجام می گيرد. با اين دستگاه ها می توان حتی پره های توربين را که شکل 3 بعدی پيچيده ای دارند، تراشکاری کرد.

توليد مخصوص: با پيشرفت علم و نياز برای توليد قطعات با شکل های پيچيده و يا نياز برای ماشينکاری قطعاتی با ويژگيهای خاص که با روش های سنتی امکان پذير نمی باشد، از اين روش استفاده می شود. مثلا برای ماشينکاری شيشه که از ماشينکاری اولتراسونيک استفاده می شود و يا برش سنگ های بزرگ که از جت آب با پودر ساينده استفاده می کنند و يا دستگاه اسپارک که برای ماشينکاری فلزات بسيار سخت استفاده می شود.

هيدروليک و پنوماتيک: با استفاده از تجهيزات و علم مربوط به هيدروليک و پنوماتيک می توان سيستم های ساده اتوماسيون مانند باز و بسته شدن در اتوبوس با يک دکمه تا سيستم های پيچيده اتوماسيون در خط توليد های بزرگ را طراحی نمود.

تست غير مخرب: اين علم برای بازرسی قطعات، بدون آسيب رساندن به آنها می باشد. برای مثال پروب التراسونيک را روی قطعه (مانند بال هواپيما) حرکت می دهند تا عيوب آنها را تشخيص دهند زيرا ترک يا عيوب ديگر در داخل قطعه با چشم ديگر قابل تشخيص نيست و به دليل امنيت و اقتصاد امکان شکستن قطعه برای بررسی عيوب نمی باشد، با وجوديکه با چشم غير مسلح فقط عيوب بزرگ ديده می شود.

طراحی قيد و بند: برای تکرار پذيری توليد قطعه و يا ماشينکاری قطعات حساس و سخت مثل ماشينکاری روی پره توربين، بايد از قيد و بند برای طراحی آنها استفاده شود.

 تکنولوژی پلاستيک: در اين مبحث کلا" به معرفی مواد پلاستيک و توليد قطعات پلاستيک با روش های مختلف بررسی می شود. در رشته پليمر بيشتر به شيمی پليمر پرداخته می شود و غير از رشته ساخت و توليد در هيچ رشته ای به تکنولوژی روز پلاستيک پرداخته نمی شود.

کامپوزيت: با پيشرفت علم نياز به موادی که دارای استحکام زياد با وجود وزن خيلی کم باشند، بيشتر شد. اين مبحث تا حدودی بر پايه تکنولوژی پلاستيک می باشد. در اين مبحث ساخت و مکانيک کامپوزيت ارائه می شود که می توان گفت به روزترين مبحث می باشد.

ريخته گری: اينجا علم مربوط به طراحی قالب و نحوه ريخته گری فلزات چه به صورت ثقلی و چه به صورت دايکست و يا حتی روش های ديگر مانند ريخته گری دقيق بررسی می شود.

قالبهای آهنگری (فورج): اينجا مباحث مربوط به شکل دادن فلزات تحت نيروی قالب بررسی می شود. از جمله طراحی قالب های فورج و علم جريان مواد بررسی می شود. با دانستن اينکه خواص مواد با اين روش بهبود ميابد، نياز به اين روش شکل دهی بيشتر احساس می گردد.

طراحی و توليد به کمک کامپيوتر CAD/CAM : مباحث مربوط به اينکه چگونه با نرم افزار های کامپيوتری می توان روش توليد را تسريع داد بحث می گردد. از جمله آموزش برنامه نويسی در نرم افزار ها نيز در اين مباحث اهميت ويژه ای دارد.

جوشکاری تخصصی: تئوری ها و علم مربوط به جوشکاری و همچنين روش های مختلف آن در اين درس گفته می شود.

متالورژی: اين مبحث به مهندسين در انتخاب مواد و شناخت مواد بسيار کمک می کند.

عمليات حرارتی: در اين مبحث علم مربوط به کار روی فلزات ارائه می شود که چگونه می توان استحکام، سفتی، سختی، تغيير شکل و ديگر ويژگيهای مربوط به فلزات را با توجه به نياز و با استفاده از حرارت تغيير داد.

کاربرد برق: کاربرد و استفاده از تجهيزات برق و نحوه پياده سازی آنها در صنعت در اين مبحث ارائه می شود.

طراحی کارخانه: نحوه چيدمان دستگاه ها، نحوه طراحی فضا و وسايل حمل و نقل داخلی کارخانه برای رساندن راندمان به حداکثر در اين درس آموزش می شود.

ويژگی خاص اين گرايش ايجاب می کند که از همان ابتدای تحصيل خواندن دروس تخصصی شروع گردد. در صورتيکه در گرايشهای ديگر حدودا از سال دوم اين دروس شروع می شوند. بايد توجه داشت که اکثر دروس تخصصی گرايش ساخت دارای منابع فارسی نيستند و اکثر منابع به زبان انگليسی می باشد و اين امر دانشجويان اين گرايش را مجبور می کند که از همان ترم اول به فراگيری زبان انگليسی مشغول شوند و اصطلاحات تخصصی را فرا بگيرند.

مهندسان ساخت و توليد سنسورهای به کار رفته در کيسه ی هوای خودرو ، نوک چاپ در چاپگر، و کليد اپتيک در تلفن همراه را می سازند. آن ها همچنين در زمينه ی توليد موتورهای جت کوچک ، تلسکوپ های پيشرفته، سمعک های درون گوشی، ريزپردازنده ها، و نيز توليد سبز مشغول به فعاليتند. دانش‌آموختگان اين رشته ياد می‌گيرند چگونه از طريق ميکروماشين کاری بر روی نوک يک سوزن بنويسند، رباتی را کنترل کنند، به کمک رايانه مدل‌های سه بعدی پيچيده بسازند و يک طرح را به يک ماشين پرسرعت انتقال دهند تا آن را بسازد.

انجمن مهندسی ساخت و توليد امريکا يکی از مهمترين انجمنهای حرفه ای است که بيش از70 سال است که از علم ساخت و توليد حمايت ميکند . دفتر مرکزی اين انجمن در ميشيگان قرار دارد و اين انجمن در بيش از 70 کشور جهان عضو دارد و توسط صدها شبکه جهانی حمايت ميشود . از نظر ( مارکوس کراتس ) رئيس انجمن ساخت وتوليد امريکا، هدف اصلی اين انجمن همگام ساختن مردم و تکنولوژی برای پيشرفت علم ساخت و توليد است . اين انجمن بطور ساليانه بيش از نيم ميليون مهندس ساخت و توليد و مدير اجرايی را تحت پوشش و سازماندهی قرار می دهد و سازماندهی اعضای انجمن از طريق برنامه هايی که برای آنها ترتيب داده می شود صورت می گيرد و نشريات ، نمايشگاهها و منابع علمی و تخصصی در اختيار آنها قرار می گيرد تا سطح علمی آنان را ارتقا دهد. اعضا و کارآموزان انجمن اين اطلاعات را از طريق 11 انجمن مرتبط با انجمن ساخت و توليد دريافت می کنند . اين انجمن ها به قرار زير 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 توليد

تمامی محصولات از هواپيما و خودرو تا رايانه و اسباب بازی بايد توليد شوند . مهندسی ساخت و توليد دانش و هنر ساختن فراورده های با کيفيت با هزينه ی منطقی است. ساخت و توليد شامل اجزايی از مهندسی مکانيک ، مهندسی برق ، مهندسی مواد و مهندسی صنايع است. بخش های اصلی ساخت و توليد روند های توليد ، برنامه ريزی ، کنترل کيفيت ، طراحی ابزار ، رباتيک ، طراحی به کمک کامپيوتر و توليد به کمک کامپيوتر را شامل می شود.

  مهندسان ساخت و توليد روش ساخت فراورده را طراحی می کنند. آن ها بايد به اندازه ی کافی با روش های متنوع توليد مانند برش فلزات ، شکل دهی ، مونتاژ ، بازرسی و تست آشنا باشند تا بتوانند روند توليد را طرح ريزی کنند و برای يافتن بهترين شرايط کارکرد تحقيق کنند. ممکن است آنها ابزار ها و ماشين های مخصوصی طراحی کنند و برای بهبود بخشيدن به روش های توليد کنونی نو آوری هايی به خرج دهند . آنها استاندارد های کارها را تعيين می کنند و مراحل توليد را هماهنگ می کنند تا روند همواری را از دريافتن مواد اوليه تا صادر کردن قطعات ساخته شده تضمين کنند . آنها بايد تجهيزات ، نيروی انسانی و امکانات را در يک سيستم که فراورده های با کيفيت را به طور کارآمد توليد می کند ، به خوبی متحد کنند .

  از ويژگی های يک فارغ التحصيل رشته ی ساخت و توليد می توان به درک وی نسبت به روند های توليد ، اصول طراحی و توليد، آشنايی با مواد و تحليل مدل های توليدی اشاره کرد. برای توضيح بيشتر می توان گفت فارغ التحصيل اين رشته تأثير روند های متفاوت توليد را بر روی ويژگی های ماده درک می کند . قدرت انتخاب و به کار گيری مواد را داراست و در اين زمينه خود مبتکر آزمايش ها و پژوهش های گوناگون است . او می تواند با تهيه ی نقشه های دو بعدی و يا مدل های سه بعدی و نيز جداول، اطلاعات به دست آمده را منتقل کند . به طور کلی انتظار می رود مهندسان ساخت و توليد بعد از فارغ التحصيلی قابليت های زير را به دست آورده باشند :

  1. يک مهندس ساخت وتوليد قادر است از دانش خود در رياضيات ، علوم پايه و علوم مهندسی برای حل مسائل مهندسی ساخت وتوليد به خوبی استفاده کند .

  2. يک مهندس ساخت و توليد قادر است آزمايش های مورد نظر خود را طراحی کند و نتايج آن را به خوبی تشريح کند.

  3. يک مهندس ساخت و توليد قادر است وسيله ها ، سيستم ها يا روند هايی را طراحی کند که مشخصات داده شده را ارضا کند.

  4. يک مهندس ساخت و توليد قادر است با کامپيوتر و نرم افزار های مربوطه برای طراحی، تحليل و جمع آوری اطلاعات به خوبی کار کند.

  5. يک مهندس ساخت و توليد قادر است با رسانه های نوشتاری، گفتاری يا تصويری، ايده های خود را به خوبی به ديگران انتقال دهد.

  6. يک مهندس ساخت و توليد قادر است برای تحليل يک مسئله ی مهندسی به عنوان عضوی از گروه به خوبی فعاليت نمايد.

  7. يک مهندس ساخت و توليد قادر است مسوليت حرفه ای يک مهندس و اين که چگونه مسائل مهندسی بر ايمنی، اقتصاد، اخلاق، سياست، جامعه و مسائل فرهنگی تأثير می گذارد ، را درک کند.

  8. يک مهندس ساخت و توليد درک می کند که همواره بايد به دنبال دانش باشد تا اطلاعات خود را به روز نگه دارد.

چارت درسی رشته مهندسی تکنولوژی ساخت و تولید