Machine Design Engineering เป็นอาชีพที่ต้องใช้ทักษะความรู้และความอดทนเป็นอย่างมากเพราะ วิศวกรออกแบบนั้นถือได้ว่าเป็นผู้สร้างที่สามารถนำเหล็กหรือนำวัสดุต่างๆมาประกอบกันให้เกิดการเคลื่อนที่ เคลื่อนไหวตามวัตถุประสงค์ที่ผู้ออกแบบได้กำหนดไว้ ซึ่งคุณลักษณะพื้นฐานของนักออกแบบที่ดีนัั้น จะต้องเป็นผู้ที่ความรู้ในเรื่องดังต่อนี้เป็นอย่างดี
1.Process การผลิตชิ้นส่วน (ข้อนี้สำคัญมาก ควรรู้ทั้งทฤษฏีและปฎิบัติ)
โดยนักออกแบบที่ดีจะต้องมีความรู้พื้นฐานในเรื่องของกระบวนการผลิตไม่ว่าจะเป็น กลึง ไส ปาด เจาะ งานเชื่อม Wire Cut EDM งานหล่อขึ้นรูป งานพับ ความยากง่ายในการผลิต ซึ่งจากการทำงานในสายอาชีพนี้มากว่า 10 ปีนั้น พบว่า นักออกแบบมือใหม่นั้นส่วนใหญ่จะละเลยในส่วนนี้ไป เวลาให้ออกแบบจะเขียน 3D Model ใน Computer โดยการเขียนไม่คำนึงถึง Process ในการผลิตว่าสามารถสร้างได้ในโลกของความเป็นจริงหรือไม่ ซึ่งในการเขียน Model ที่ดีมีเทคนิคง่ายๆคือ เขียนตาม Process การผลิต เสมือนเรานำก้อนเหล็กที่อยู่ใน Computer มาทำการ กลึง ปาด กัด เจาะ เพื่อให้ได้ชิ้นงานตามที่เราต้องการ ยกตัวอย่าง การเจาะรูร้อยผ่าน Screw ซึ่งไม่ได้คุมค่าหรือต้องการ Position ผู้ที่ไม่รู้ Process จะใส่ค่า H7 มา!! ซึ่งในทางปฏิบัติทำได้ยากและเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มโดยใช่เหตุเป็นต้น
ตัวอย่างการทำงานของเครื่อง cnc machine
What is CNC Machining and How Does it Work [ref.Concerning Reality)
2.กลศาสตร์วิศวกรรม (Static &Dynamics)
ในการออกแบบเครื่องจักรนั้นเราจะต้องออกแบบคำนวนให้ชิ้นส่วนมีความแข็งแรงทนทาน สามารถทำงานได้ตามวัตถุประสงค์ ซึ่งวิชา กลศาสตร์ นั้น เป็นวิชาพื้นฐานที่สำคัญมาก (อะแห้ม!! ไหนใครบอกเรียนไปก็ไม่ได้ใช้😅 หากน้องๆคนไหนผ่านมาเจอบทความนี้ พี่ขอให้น้องตั้งใจเรียนวิชานี้ให้มากๆ โดยในการเรียนไม่จำเป็นต้องรู้หมด แต่ควรรู้ให้ลึกในเรื่องที่จะใช้งาน ซึ่งสิ่งที่ต้องรู้และเน้นนั้น คือเรื่องของการเขียน FBD การแตกแรง การเขียนเวกเตอร์ การคำนวน Moment ถามว่านำไปใช้อะไร คำตอบคือใช้แทบทุกอย่างที่มีแรงมากระทำกับวัตถุ หรือในวิชา Dynamic เป็นการคำนวนความสัมพันธ์เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ ในทางปฎิบัติจริงๆพี่ใช้ Solidworks ช่วยในการออกแบบ แต่ก็ต้องคำนวนมือเป็นด้วยเพราะ Program เป็นแค่เครื่องมือ เราป้อนอะไรไปมันก็ทำตามนั้น ซึ่งถ้าเราป้อนค่าผิดหรือไม่มีความรู้ program ก็จะทำงานให้เราผิดพลาด ดังนั้นต้องตั้งใจเรียนให้มากๆ
ตัวอย่าง video การทำแบบจำลองกลไกโดยใช้ Computer aide design
How does an Oscillating Fan work? [ref.Jared Owen]
3.Pneumatic
วิชานี้ก็สำคัญไม่แพ้กัน เพราะเป็นแหล่งต้นกำลังที่โรงงานส่วนใหญ่ใช้กันเพราะสะอาดและราคาถูกกว่าระบบ Hydraulic ในการออกแบบวงจรนั้นไม่ซับซ้อนมากเหมือนสมัยก่อนเพราะ ใช้ PLC มาใช้ในการควบคุม Solenoid Valve ให้ทำงานตาม Sequence โดยที่เราไม่ต้องต่อระบบอะไรให้ยุ่งยากเลย แต่สิ่งที่เป็นหัวใจของระบบ Pneumatic คือ ต้องคำนวนเลือกอุปกรณ์ให้ได้ โดยสมการพื้นฐานที่ผู้เขียนใช้ทำมาหากิน 10 กว่าปีมีด้วยกัน 2 สมการคือ 1.P=F/A 2.Q=VA เพียงเท่านี้ก็เพียงพอต่อการเลือกอุปกรณ์ต่างๆในระบบ Pneumatic ได้แล้ว ( ไม่ยากเลย แต่กว่าจะเข้าใจ ก็เจ็บมาเยอะ 😀 )
Industrial Pneumatic Components [ref.Chris & Jim CIM]
4.Hydraulic
Hydraulic มักใช้กับเครื่อง Press เพราะสร้างกำลังได้สูง โดยข้อดีของ Hydraulic ที่ได้เปรียบระบบ Pneumatic คือ ระบบ Hydraulic มีความแม่นยำและให้กำลังงานมากกว่าระบบ Pneumatic โดยระบบ Pneumatic ใช้ลมซึ่งยุบตัวได้จึงไม่เหมาะกับงานที่ต้องการ Precision มากๆ
Application of Hydraulic System [ref.BEST MECHANICAL ENGINEERING]
5.Mechanic of material
วิชานี้ก็สำคัญนะคะ โดยวัสดุที่ใช้งานกับเครื่องจักรนั้นได้แก่ SS400, S45C, SCM435 ,Aluminium ,Plastic วิศวกรรม เช่น POM ,MC Nylon เป็นต้น โดยในการใช้งานเราจะต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมกับประเภทของงานนั้นๆ สมการพื้นฐานที่ใช้ในการออกแบบได้แก่ ความเค้น ความเครียด ความเค้นเฉือน โมเมนต์ดัด การโก่งงอของเสา คาน เป็นต้น ( ใช้ Finite Element ช่วยคำนวนได้ )
หากน้องๆเห็นว่าบทความนี้เป็นประโยชน์ พี่ฝากกด Like กดติดตามเพจ Easy Design และ ช่อง Youtube: สอนออกแบบเครื่องจักร เพื่อเป็นกำลังใจให้พี่ได้ทำบทความดีๆแบบนี้ต่อไปนะคะ ขอบคุณค่ะ
Tags: Machine Design, Solidwork, Automation Machine , Mechanism , การออกแบบเครื่องจักรกล, โปรเจคนักศึกษา,เครื่องจักรอัตโนมัติ,โปรเจคจบ