Projektowanie maszyn i urządzeń to proces skomplikowany, czasochłonny i wieloetapowy. Wymaga ogromnej wiedzy z rozmaitych dziedzin, nie tylko technicznych i zawsze poprzedzony jest stworzeniem koncepcji, która odpowiada założeniom zleceniodawcy.
Kto projektuje maszyny i urządzenia?
Nietrudno się domyślić, że na obecnym etapie rozwoju technologii, projektowanie gotowych maszyn i elementów urządzeń wymaga ogromnej wiedzy z różnych dziedzin. O ile genialny skądinąd Leonardo da Vinci, był w stanie swoje projekty stworzyć w pojedynkę, dziś opracowanie nowej maszyny to zwykle wspólne działanie całego zespołu specjalistów.
W biurach konstruktorskich najczęściej współpracują ze sobą inżynierowie mechanicy, technolodzy i automatycy, ale nierzadko potrzebna jest również wiedza z zakresu inżynierii biomedycznej czy innych wąskich dziedzin nauki. Skład zespołu zależy od ostatecznego przeznaczenia projektowanej maszyny czy urządzenia.
Projektowanie maszyn i urządzeń – założenia
Niezależnie od zadań maszyn i urządzeń projektowanych przez specjalistów, każde z nich musi spełniać podstawowe założenia, które ustala się w oparciu o wytyczne zleceniodawcy na etapie koncepcji. Do założeń tych zalicza się przede wszystkim:
- funkcjonalność – czyli właściwe spełnianie swoich zadań przez maszynę lub urządzenie,
- niezawodność – każda maszyna i urządzenie na etapie gotowego projektu musi odpowiadać tzw. wskaźnikowi prawdopodobnej niezawodności. W określonych warunkach pracy i czasie maszyna lub urządzenie musi spełniać stawiane mu wymagania,
- sprawność – zdolność do osiągania założonych w koncepcji parametrów,
- ergonomię – właściwą, optymalną konstrukcję.
Istotny z punktu widzenia zleceniodawcy jest również stosunek jakości urządzenia do jego ostatecznej ceny, co także trzeba uwzględnić na etapie projektowania.
Na czym polega proces projektowania maszyn i urządzeń?
Projektowanie 3d CAD zalicza się z całą pewnością do prac twórczych. Ich celem jest zawsze rozwiązanie pewnego problemu technicznego, najlepiej w sposób innowacyjny, który przyniesie zleceniodawcy określoną korzyść, np.:
- większą ilość produktów w danym czasie,
- lepszą jakość produktów,
- wielozadaniowość maszyny,
- ograniczenie odpadów,
- możliwość użycia tańszych materiałów, etc.
Choć każdy projekt jest inny i różni się od pozostałych znacząco, można wyróżnić wspólne dla wszystkich zadań projektowych etapy prac:
Etap 1. Określenie założeń projektowych na podstawie koncepcji, znalezienie ewentualnych ograniczeń i przeszkód do pokonania oraz wytyczenie konkretnych działań. Wyznaczenie kryteriów oceny wykonania zadania.
Etap 2. Powstanie szkicu projektu. Obecnie rzadko praktykuje się szkicowanie ręczne. Większość rysunków powstaje w programach typu CAD, które skracają czas pracy i łatwiej pozwalają nanieść zmiany, a także umożliwiają na podstawie rysunku dwuwymiarowego stworzyć szybko model 3D. W tej fazie projektu powstaje najczęściej kilka rozwiązań, spośród których wybiera się najlepsze.
Etap 3. Proces tworzenia schematu strukturalno-funkcjonalnego. Na tym etapie wyodrębnia się poszczególne elementy maszyn i urządzeń wraz z określeniem ich zadań oraz doborem materiałów. Tworzy się schemat działających sił. Podczas prac korzysta się z programów typu CAD, ale również wielu innych, nierzadko stworzonych wyłącznie na potrzeby danego projektu.
Etap 4. Szczegółowe projektowanie maszyn i urządzeń. Drobiazgowe obliczenia oraz szczegółowe rysunki i wizualizacje dające ostatecznie oczekiwany rezultat.
Etap 5. Sprawdzenie poprawności działania poszczególnych elementów oraz całej maszyny czy urządzenia i ocena wykonanej pracy w oparciu o założone wcześniej kryteria.
Projektowanie maszyn i urządzeń to proces twórczy i silnie zindywidualizowany. Wymaga głębokiej wiedzy technicznej oraz znajomości branży, dla której przeznaczony jest projekt. Wieloetapowe prace są czasochłonne, lecz rezultaty często prowadzą do innowacyjnych rozwiązań, które przynoszą zleceniodawcy wymierne korzyści.