تصميم الأرشيف

ما هو التصميم الميكانيكي؟ وما هي مميزاته ومهاراته وأقسامه؟

التصميم الميكانيكي هو عملية تتضمن تصميم آلة جديدة تمامًا أو تحسين وظيفة آلة سابقة. والجزء التصميمي هو أهم وأول جزء في عملية تصنيع وإنتاج أي آلة، ويتم عن طريق تصميم الأجزاء أو القطع أو المنتجات ذات الطبيعة الميكانيكية مثال: تصميم عناصر الآلية المختلفة كالأعمدة أو القوابض أو المسننات.

معايير التصميم الميكانيكي

يوجد العديد من المعايير في عملية التصميم الميكانيكي، إذ يجب صياغة مشكلة التصميم ببيانات واضحة وكاملة للوظائف والمواصفات. ويتم ذلك عن طريق الخطوات التالية:
أولًا: تحديد الوظائف المطلوبة من المنتج والتي يمكن له تنفيذها.
تتمثل مثلًا: وظيفة الشاحن النموذجية في شحن الطاقة للإلكترونيات، وتتمثل وظيفة المكنسة الكهربائية في تنظيف الأرضيات، وهناك العديد من الأمثلة الأخرى.
ثانيًا: تحديد المواصفات والمتطلبات بدقة. حيث يجب تحديد مواصفات المنتج من حيث الحجم أو الوزن أو الدقة أوحجم العمل المطلوب أو السرعة أو سعة الحمولة.
ثالثًا: معايير التقييم، وهي بيانات الخصائص أو النوعية المرغوبة المحددة من قبل العميل، ويتم التعامل معها كأهداف في التصميم. إذ يقلل تعيين معايير التصميم من عيوبه المحتملة.
على الرغم من أن المواصفات والمعايير تختلف من تصميم منتج إلى آخر؛ إلا أن بعض المعايير الشائعة تنطبق على أي أنظمة ميكانيكية. تشمل هذه المعايير قدرة التحميل والتشوه والاستقرار والمتانة [1].

أقسام التصميم الرئيسية

قسم تطوير المنتج:
يركز هذا القسم على شكل المنتج العام ويعمل على إنشاء رسم يدوي لشكل المنتج أو التصميم المطلوب من العميل.وينتهي العمل في هذا القسم بعد إنشاء نموذج أولي مستوفٍ للعناصر الرئيسية.
قسم التصميم:
يعمل هذا القسم على إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد انطلاقًا من الرسم ثنائي الأبعاد الذي تم رسمه مسبقًا.
قسم التحليل:
في هذه المرحلة يتم التحقق من إمكانيات وأساسيات التصميم. فيحول ويعالج ملف التصميم المعطى من خلال تحليل العناصر، والتأكد من صحة التصميم وكيفية عمله كي لا يفشل التصميم عند تنفيذه على أرض الواقع[2].

مهارات يجب أن يكتسبها مهندسي التصميم الميكانيكي

1-الاهتمام بأدوات التصميم بمساعدة الحاسوب والمحاكاة

يجب على المهندس أن يركز على تعلم بعض الأدوات المتعلقة بـ CAD، مثل CATIA V5 و Solidworks و Autocad وما إلى ذلك. يستطيع استثمار الأموال في برامج التعلم ومحاولة الحصول على شهادات لها . يمكنه حتى محاولة القيام بمشاريع صغيرة باستخدام برامج CAD والتحليل. إذا كان بإمكانه تعلم أي أداة تحليل ومحاكاة مثل Ansys و Matlab فستكون مفيدة للغاية.

2-معرفة المواد

يجب أن يدرك المصمم جيدًا خصائص المواد وتطبيقاتها. ويجب أن يعرف أيضًا أن العمليات تكمن في المعالجة الحرارية، وطلاء المسحوق على المادة.

3. الرسم الصناعي ومعاييره

يجب أن يكون مصمم الآلة على دراية جيدة بالتفاوتات الهندسية والملاءمة والحدود. لأن أي تفصيل خاطئ يسبب تغييرًا كبيرًا في دقة عمل الآلية.

4-معرفة الميكاترونكس

غالبًا ما يتعاملالمهندسون الذين يحرصون على التخصص في الميكاترونكس مع هندسة أنظمة التحكم. ولتصميم نظام التحكم، يحتاج المرء إلى أن يكون على دراية جيدة بـ MATLAB / Simulink. لأنه سيساعد أثناء محاكاة حركة الهيكل الخارجي للآلة باستخدام إشارة مرجعية.

5-إتقان الرياضيات

إذا كان المصمم يعمل في مجال CAE، يجب أن يتقن الرياضيات المستخدمة في البرنامج بحيث يكون لديه ميزة إضافية عن مجرد تشغيل البرنامج.

6. الإبداع

تشمل الهندسة الميكانيكية إنشاء وتصميم المنتجات التي تمتد من البطاريات إلى المولدات الكهربائية إلى الأدوات الطبية. ويتضمن اختراع المنتجات قدرًا كبيرًا من الخيال والإبداع.

7-التحسين

يجب أن يتعلم المصمم كيفية التحسين، فقد يحتاج إلى تقليل الوقت والمال وكذلك تقليل الهدر.

8-الجمالية وبيئة العمل

يجب أن يؤخذ في عين الاعتبار ما إذا كانت أولوية التصميم أن يبدو جماليًا ، أي أن المنتج يجب أن يكون قابلاً للتسويق .[3]

مميزات التصميم الميكانيكي

• من الممكن تحليل التصميم بكل سهولة وإجراء أي تغييرات في وقت قصير وبدون خسارة مادية.
• يمكن للعديد من الأشخاص العمل معًا على فكرة واحدة.
• التصميم الميكانيكي يوضح بشكل كامل حركة الآلية ويساعد المصممين على تصحيح أي خطأ.
• يمكن للعملاء أو المعنيين فحص التصميم المطلوب قبل تنفيذه.

مجالات التصميم الميكانيكي

ميكانيك الموائع الطبية والهندسية.
أنظمة المركبات الأرضية.
نقل الحرارة والديناميكا الحرارية.
أنظمة الطاقة.
أنظمة النقل.
التحكم ومراقبة الجودة.

يعتبر التصميم الميكانيكي مجالًا مطلوبًا في عدد كبير من الصناعات مثل صناعة السيارات، وهو مطلوب أيضا في المعامل ومجال الفضاء فكل هذه الأماكن تحتاج لمهندس ميكانيكي يقوم بتصميم المكونات والأنظمة فيها.
مثلاً: تحتوي الطائرة أو السيارة أو القمر الصناعي على آلاف المكونات التي تشكل الأنظمة الفرعية وفي النهاية تشكل النظام الكامل. [4]

المصادر :

نهاية رحلة سيارة البيتل الأسطورية

بعد ثمانون عاماً، طريق سيارة البيتل أو الدعسوقة قد شارف على الإنتهاء. حيث أعلنت شركة فولكسواجن Volkswagen عن توقفها عن إنتاج هذه السيارة خلال عام ٢٠١٩ وبذلك سنشهد خلالها نهاية رحلة سيارة البيتل الأسطورية .

بتفويض من أدولف هتلر عام ١٩٣٠ ، صمم المهندس Fardinand Porsch السيارة التي صُنعت لتكون ” سيارة العامة ” وفي متناول الجميع نظراً لكونها عملية ومقبولة الثمن، وخلال ثلاثة عقود أصبحت الدعسوقة نموذج مثالي للسيارات راجت برواج شعارها ذائع الصيت ” Think Small “ أي فكّر بشكل مصغر أو متواضع.

بعد توقف ألمانيا عن تصنيع البيتل عام ١٩٧٠، عادت شركة فولكسواجن إلى إنتاج الشكل الجديد منها عام ١٩٩٨ وكان هذا الشكل بمثابة إحياء بصري للتصميم الأصلي الأول لسيارة البيتل، تعديل أخر شهدته الدعسوقة في عام ٢٠١٢ لكنه لم يكن كافياً أمام موجة تدني المبيعات والتي إنحدرت من ٤٣ ألف عام ٢٠١٣ إلى ١٥ ألف خلال عام ٢٠١٨.

في نهاية رحلة سيارة البيتل الأسطورية وكنوع من الإمتنان للسيارة التي جعلت من فولكسواجن واحدة من أكبر مصنعي السيارات في العالم، إرتأت الشركة إصدار تصميمين أخيرين، النسخة الأخيرة من SE والنسخة الأخيرة من SEL . حتى ذلك الحين، دعونا نلقي نظرة على الدعسوقة وتاريخها .

١٩٣٨

في محاولة لإنتاج سيارة في متناول العاملين الألمان وموازية لشهرة سيارة فورد في الولايات المتحدة، أصدر أدولف هتلر أمرا إلى المهندس فارديناند لتصميم مركبة بسيطة تجارية مناسبة لعامة الناس، يملك النموذج الأول محرك في المحور الخلفي مُبرّد بالهواء، كما أستعيرت عناصر التصميم من نموذج لتصميم سيارة بورش Porsche ونماذج أخرى متعددة من مصنع المركبات التشيكوسولفيكي تاترا Tatra.

في شهر أيار وضع هتلر حجر الأساس لمصنع فولكسواجن في مدينة ولفسبرج Wolfsburg في ألمانيا، لكن بسبب الحرب العالمية الثانية توقف الإنتاج المدني للسيارة وأقتصر فقط على صنع السيارات الخاصة بضباط الجيش، كما استحوذ هتلر على أول دعسوقة ذات غطاء قابل للطي.

١٩٤٦

بعد إنتهاء الحرب العالمية الثانية وُضِع المصنع تحت السيطرة البريطانية ومع نهاية العام تم إنتاج ما يزيد عن عشر الآف مركبة وخلال عقدٍ واحد بيع ما يقارب المليون مركبة.

١٩٥٠

بعد نجاح أسواق ما خلف البحار، شقّت فولكسواجن طريقها نحو الولايات المتحدة ، وبحلول ١٩٥٥ وجدت الشركة مستقرها على الأراضي الأميركية.

١٩٥٩

في هذا العام وبرعاية William Bernbach أحد المؤسسي الثلاث لوكالة Doyle Dane Bernbach إختصارا DDB للإعلانات ، أبتكر Julian Koenig و Helmut Krone الإعلان الأسطوري للبيتل حيث يشمل الإعلان على خلفية بيضاء يتوسطها سيارة البيتل الصغيرة معنون بجملة ” Think Small ” أي فكر بشكل مصغر وبتواضع وفكّر بالدعسوقة الصغيرة.

“ من الممكن أننا أنجرنا إنجازا كبيرا بسبب تفكرينا المتواضع “

بعدها بأربعون عام، تم وصفه كأفضل حملة إعلانية في القرن العشرين.

١٩٦٨

في هذا العام أصدرت ديزني اول فيلم من الأفلام الست المتعلقة بالشخصية الكرتونية Herbie دعسوقة الحُب ، هذه الشخصية هي سيارة ذات مجسم بيتل مطبوع على غطائها الرقم ٥٣، وهي تمثل إلى حد كبير ما هو معروف اليوم بالسيارات ذاتية القيادة والإدراك.

واحدة من السيارات التي استخدمت عام ١٩٧٧ في فيلم هيربي يزور مونتي كارلو و١٩٨٢ في فيلم هيربي يزور بانانز، بيعَت في مزاد Barrett Jackson العلني للسيارات مقابل ١٢٨ الف دولار مسجلةً بذلك رقما قياسيا للبيتل.

١٩٧١

قدمت شركة فولكسواجن نموذج فاخر للبيتل عُرف بالبيتل الخارقة، حيث تميزت هذه السيارة بنظام تعليق أمامي جديد ومساحة صندوق أكبر.

في السنة اللاحقة، وتحديدا في السابع عشر من شهر شباط، تم تشغيل خط تجميع بيتل رقم ١٥.٠٠٧.٠٣٤ والتي بشكل لا مثيل له أطاحت بعرش فورد نموذج T التي كانت متربعةً عليه كأكثر سيارة مبيعا في العالم.

١٩٩٨

بعد ستون عاماً تطل علينا البيتل بحلتها الجديدة مع التحديث المهم الذي منحته لها فولكسواجن والذي كان بمثابة استدعاء للنسخة الاولى من المركبة، تم الكشف عنها في معرض Detroit للسيارات .

من الحقائق التي يجب أن نولي لها إنتباها هنا، هو أن المدير التنفيذي لشركة فولكسواجن في ذلك الوقت هو Ferdinand Piech حفيد المهندس فيرديناند بورش مصمم اسطورة البيتل.

٢٠١٨

مع التراجع المتباين في المبيعات منذ عام ٢٠١٣ بالإضافة إلى توجه الشركة نحو تصنيع المركبات الكهربائية ، أعلنت فولكسواجن أن الدعسوقة قد وصلت إلى نهاية مشوارها والذي ستنهيه بنموذجين أخيرين : النسخة الأخيرة من SE والتي يبدا سعرها من ٢٥.٩٩٥ دولار ، والنسخة الأخيرة من SELL والتي يبدأ سعرها من ٢٩.٩٩٥ دولار وستكون جميعها متوفرة بخاصية قابلة للطي.