تصميم ميكانيكي

يقصد بالتصميم الميكانيكي Mechanical design عملية رسم آلة ما أو بعض أجزائها رسماً ثنائي الأبعاد أو ثلاثي الأبعاد ثم نمذجة القطعة الميكانيكية المطلوبة بما يحاكي الواقع لضمان كفاءتها عند تركيبها وتشغيلها وتوافقها وتكاملها مع القطع الأخرى بالشكل الأمثل، وقد تكون هذه القطع عناصر ضمن التجيهيزات الطبية أو الإلكترونية أو الأجهزة الكهربائية أو المنزلية أو الآلات الصناعية أو الإنشاءات المعدنية أو غير ذلك.

يعد التصميم الميكانيكي عملاً إبداعياً وابتكارياً ويستخدم لتنفيذ التصميم عدد من الأدوات والبرامج الهندسية الاختصاصية كما يأخذ التصميم سمة النجاح عندما تكون القطعة الميكانيكية المصممة بالشكل والقياسات اللازمة لتؤدي الوظيفة المطلوبة منها بدقة وسلاسة.

تحتاج تصميم القطع الميكانيكية في عدة حالات مثل تصميم:

• نظام ميكانيكي كامل أو فرعي مثل نظام ميكانيكي جزئي في السيارات والطائرات والأقمار الصناعية.
• آلة جديدة لمصنعك أو ماكينة لحل إحدى المشاكل في عملك مثل أنظمة نقل الحرارة والمولدات الكهربائية.
• قطعة ميكانيكية معدّلة ومطوّرة عن آلة قديمة أو جزء منها.
• منتجات ذات طبيعة حركية ميكانيكية مثل ألعاب الأطفال والبطاريات.
• أجزاء ميكانيكية مثل المسننات والقوابض والجنازير والصمامات والحساسات والعناصر الهيدروليكية وغيرها.
• عدة أشكال ونماذج مبتكرة لتكون تطبيقاً لفكرة ميكانيكية تقترحها.
• شكل 3D محوّل عن رسم ثنائي الأبعاد.

يعد التصميم الميكانيكي عملية صعبة ومعقدة ولها دور هام جداً في عملية الإنتاج وأداء النظام الميكانيكي لمهامه فإنجازه يتطلب توفّر الكثير من القدرات والمهارات والمعارف ليحقق التصميم معايير عالية في الشكل والأداء ومن ذلك:

• المعرفة الهندسية وخصوصاً في مجال الرسم الهندسي والميكانيكي والصناعي.
• الاطلاع الجيد على قواعد الرياضيات والمعادلات الرياضية وحساب التفاضل والتكامل والإحصاء.
• المهارات القوية في التخيل والإبداع والتحليل وابتكار الحلول.
• الاطلاع على علوم الميكاترونيكس وهندسة أنظمة التحكم.
• إمكانيات جيدة في التعامل مع برامج التصميم باستخدام الحاسب.

يساعدك مهندس التصميم الميكانيكي في تصميم القطع الميكانيكية التي تحتاجها لتحقق عدداً من المعايير مثل:

• المواصفات المطلوبة للقطعة الميكانيكية المصممة مثل الحجم والوزن والقياسات والسعة والسرعة والمتانة والقدرة على التحمل وغير ذلك.
• الشكل الجمالي لتكون الآلة أو الماكينة أو المنتج قابلاً للتسويق.
• القدرة على أداء الوظيفة المراد تنفيذها باستخدام العنصر الميكانيكي المصمم.
• المستوى العالي من الدقة في الأبعاد وآلية العمل.
• الملاءمة للآلة أو مجموعة الماكينات أو النظام الميكانيكي الذي سيتم تركيب القطعة معه وتشغيلها.
• القابلية للتصنيع بتكاليف منطقية.
• جودة المواد المستخدمة لتصنيع القطعة الميكانيكية وتوفرها في الأسواق.
• سهولة الصيانة.
• مطابقة القطعة لحاجتك وتلبيتها لاحتياجاتك.

تتنوع خدمات التصميمات الميكانيكية المتوفرة في سوق خمسات وتختلف في تفاصيلها بناء على الأعمال المقدمة ضمنها ويمكنك اختيار الخدمة الأفضل لما يلبي احتياجك وفق عدد من الخطوات البسيطة:

• تصفح الخدمات أمامك واحدة تلو الأخرى واقرأ تفاصيلها وسعرها ومدة تسليمها مع مراعاة ملاءمتها للعمل الذي ترغب بإنجازه فبعض الخدمات تتضمن التصميم ببرنامج محدد وأخرى تعتمد نوع القطع الميكانيكية المراد تصميمها وهكذا.
• اطلع على تطويرات كل خدمة تتصفحها فالتطويرات هي أعمال لاحقة للخدمة بتكاليف إضافية ويمكن أن تكون:

  1. تسليم فيديو animation للتصميم لمدة محددة بالثواني.
  2. إعداد تقارير حول التصميم.
  3. إنجاز نموذج التصميم بصيغة مناسبة للطباعة ثلاثية الأبعاد.

• تمعّن في مؤهلات مقدم الخدمة ومهاراته وخبراته عبر الدخول إلى حسابه الشخصي على خمسات في الجزء المسمى نبذة عني.
• انظر في معرض أعمال مهندس التصميم الميكانيكي من حسابه أيضاً وقد تجد فيه عدة أشكال ونماذج ميكانيكية صممها فتقدّر مستواه الفني والمهني.
• تابع التقييمات التي وردت على الخدمة على خمسات والتي تمنحك فكرة عن جودة الخدمة وحُسن تعامل مقدمها مع العملاء وغير ذلك.
• اجمع الخدمات التي وجدتها مناسبة لما تحتاجه وتواصل مع مقدميها عبر الرسائل الصوتية والكتابية وامنحهم بعض الصور والملفات التي توضح مشروعك لتساعد صاحب الخدمة على فهم ما تريده بدقة ثم تناقش معه حول تفاصيل العمل المطلوب.
• اختر الخدمة التي وجدتها الأفضل للتصميم المطلوب واضغط على أضف إلى السلة لاستكمال عملية الشراء.

تمر القطعة الميكانيكية بعدة مراحل خلال مسيرة تصميمها ويمكنك التنسيق مع المصمم الميكانيكي خلالها مثل:

• تحديد الغرض الأساسي من التصميم مثل الهدف من تصميم آلة ما أو الغرض من تحسين الآلة وتطويرها.
• فهم المشكلة المراد إيجاد حل لها وتوصيفها.
• جمع المعلومات اللازمة قبل البدء بالتصميم مثل بيئة العمل وظروفه أو مشاكله المراد تجاوزها عبر التصميم الجديد.
• توليد الأفكار وإجراء عمليات العصف الذهني لإيجاد الحلول ثم تقييم كل ما تم طرحه والمقارنة بين الأفكار الممكن تنفيذها واختيار الأفضل.
• النقاش مع طالب التصميم وعرض الأفكار المقترحة عبر برامج تتيح إنتاج فيديوهات توضيحية مثل:

  1. Inventor presentation.
  2. Solidworks motion study.

• دراسة التصميم المعتمد وإجراء الحسابات اللازمة لتصميمه رياضياً وفيزيائياً وميكانيكياً.
• رسم النموذج الأولي واختباره باستخدام البرنامج الحاسوبي المناسب.
• دراسة طرق التصنيع الممكنة.
• حساب تكاليف التصنيع والإنتاج وتعديل التصميم عند اللزوم.
• تقدير العمر الافتراضي للتصميم والتخطيط لطرق صيانته اللاحقة.

يتوفر عدد من التطبيقات الحاسوبية المخصصة لرسم القطع الميكانيكية رسوماً ثلاثية الأبعاد ونمذجتها واختبارها وكأنها قيد التشغيل للتأكد من إمكانية عملها مع القطع الأخرى بالشكل المطلوب ومنها:

• Fusion 360: من تطوير شركة Autodesk يمكنه القيام بأعمال التصميم CAD والتصنيع CAM، ويعتمد في التخزين على تقنية السحابة ويتيح تصميم مشروع متكامل من عدة قطع ويتميز بإمكانياته المتقدمة في تحريك النماذج المصممة ومحاكاتها للواقع بإضافة قوى الشد وتأثيرات الحرارة وأشعة الضوء عليها وإظهار مساقطها الهندسية كما يوفّر البرنامج خاصية طباعة المجسمات ثلاثية الأبعاد.
• أوتوكاد: يستخدم للتصميم ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد وهو مستخدم على نطاق واسع بسبب قدراته الرسومية الاحترافية العالية واحتوائه على عدد من أدوات الرسم المساعدة وينتج البرنامج ملفات بتنسيق DWG.
• SolidWorks: يمتلك واجهات مستخدم سهلة مع قدرات بارامترية عالية وإمكانيات متفوقة في التحليل الديناميكي وتحليل الإجهادات ويمكن باستخدامه إنشاء رسوم تخطيطية كما أنه يتيح إضافة التأثير البيئي للتصاميم.
• Unigraphics NX: تطبيق مرن يستخدم لبناء الأشكال المعقدة وتصميم المنتجات الصناعية المركبة.
• Autodesk Moldflow: سهل الاستخدام ويتيح تحسين المنتج قبل الانتقال إلى مرحلة تصنيعه فيساعد على خفض تكاليف تطوير المنتجات ويكثر استخدامه في تصميم القوالب ومنتجات الحقن.
• Inventor: يتميز بقدراته على إنشاء نماذج رقمية ثنائية الأبعاد وثلاثية الأبعاد وإدخال الأحمال على النماذج وتحليل الإجهادات وتجميع الأجزاء في قطعة ميكانيكية واحدة ومحاكاتها للحركة الميكانيكية ومقارنة عدة نماذج لاختيار الأنسب، إضافة إلى إمكانية تعديل التصميم عند تغيير الأبعاد عبر تصحيح الرسوم دون إعادة بنائها مجدداً كما يتيح البرنامج إمكانية الطباعة 3D Mechanical ويوفر بيئات تخصصية للعمل مثل عمليات اللحام وغيرها.
• Mastercam: منصة برمجية قوية للرسم ثنائي الأبعاد والنمذجة الصلبة ثلاثية الأبعاد إضافة إلى عملية المحاكاة والتحقق من التصادم الفعلي بدقة ويعد التطبيق بيئة مثالية لتصميم الأجزاء المعقدة والتي تحتوي على أشكال منحنية ويستخدم في التصميم الصناعي وفي مجال التعليم أيضاً.
• CATIA: يمتلك قدرات تصميمية متكاملة حتى الوصول إلى المنتج النهائي فهو يجمع بين إمكانيات التحليل الهندسي والتصميم الميكانيكي والمحاكاة ويستخدم في تصميم السلع الاستهلاكية والإلكترونيات والصناعات عالية الدقة مثل السفن وصناعة السيارات والدراجات والطائرات والمحركات الصاروخية.
• Delcam: يمتلك قدرة على التصميم والتصنيع والاختبار والإدارة معاً إضافة إلى توفر الدعم الفني له من عدد كبير من فرق المطورين.