همانطور که می دانیم، همه فعالیت های انجام شده در پروژه ها و فرآیندهای مهندسی را می توان به سه بخش اصلی طراحی، تحلیل و ساخت و تولید تقسیم بندی کرد که امروزه به دلیل پیشرفت تکنولوژی و ماشین الات صنعتی، هر سه به وسیله مهندسین و به کمک رایانه انجام می شود. به این ترتیب با سه بخش CAD (طراحی به کمک کامپیوتر) ، CAE (تحلیل به کمک کامپیوتر) و CAM (ساخت به کمک کامپیوتر) مواجه هستیم. بنابراین اولین گام از این پروسه توانایی ترسیم، مدلسازی یا به طور کلی طراحی است. نرم افزارهای طراحی زیادی در طول زمان با این هدف توسعه یافته اند، در این نوشتار به برخی از رایج ترین ها پرداخته می شود.
اتوکد AutoCAD
اگر شما دانشجو یا فارغ التحصیل یکی از رشته های فنی مهندسی باشید حتما اتوکد اسم اولین نرم افزاری است که می شنوید. این محصول معروف شرکت اتودسک از قدیمی ترین ابزارهای طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) است که به مهندسین کمک کرد از مشقات بسیار ترسیمات روی کاغذ نجات پیدا کنند. کاربری ساده و سریع AutoCAD باعث شده است سالیان سال بین رشته های مختلف مهندسی مانند مکانیک، تاسیسات، عمران، معماری، هوافضا، برق ، شیمی و .... طرفداران زیادی را به خود جلب کند.
البته شرکت Autodesk برای حفظ کاربران خود و همچنین جذب مخاطبان بیشتر به سمت ایجاد نرم افزارهایی با کاربری های خاص هر حوزه حرکت کرد و محصولاتی مانند AutoCAD P&ID برای ترسیم نقشه های فرآیندی ، AutoCAD Electrical برای ترسیمات مربوط به تابلوهای برق و ..... را به بازار عرضه کرد. پس از آن در گامی بلندتر به حوزه BIM ورود کرده و نرم افزارهای خانواده Revit، مانند Revit MEP ، Revit Structure توسعه داده است.
امروزه سایر نرم افزارهای طراحی به دلیل قابلیت ترسیم سه بعدی و محیط های اسمبلی جذاب، بسیار پرکاربرد و پر طرفدار شده اند. اما اتوکد (AutoCAD) همچنان با قدرت و با نسخه های جدیدی که هر ساله به روز رسانی می شوند، از نظر تعداد کاربران در سطح جهان و در صنایع مختلف در صدر قرار دارد.
کتیا CATIA
نرم افزار کتیا (CATIA) از محصولات شرکت بزرگ و معروف داسو سیستمز (Dassault Systèmes) یکی از مشهورترین و قدرتمندترین ابزارهای این حوزه است که به دلیل داشتن محیط های متفاوت و امکان مدلسازی با جزییات بالا از جایگاه خاصی در صنایع مهم برخوردار است.
در گروه آموزشی پارس پژوهان دوره های کتیا از قدیمی ترین آموزش ها در بین نرم افزارهای طراحی بوده و در 3 سطح، مقدماتی، پیشرفته و فوق پیشرفته تدوین شده است. در دوره مقدماتی به محیط های part design، drafting، assembly، shape design و material library پرداخته می شود.
در دوره CATIA پیشرفته (سطح 2) ابتدا به موضوع سطح سازی در محیط های generative shape design، Sketch Tracer ، Imagine and shape و freestyle پرداخته می شود. پس از آن به کار بر روی ابرنقاط (زمینه مورد نیاز در مهندسی معکوس) پرداخته می شود. در ادامه محیط ورقکاری و آشنایی با دستورات آن بررسی می شود که از موضوعات کاربردی در سازه های هوایی است. سپس طراحی مکانیزم آموزش داده می شود و در آخر نحوه کار با محیط DMU Kinematics و استخراج انواع خروجی بررسی می شود.
در دوره کتیا فوق پیشرفته، به طور خلاصه فرمول نویسی و تولید رابطه در فضای 2 بعدی، 3 بعدی و مونتاژ را یاد میگیریم و با استفاده از این فرمول نویسی می توانیم کاتالوگ های صنعتی را بنویسیم. در این دوره یاد میگیریم به صورت پارامتریک طراحی انجام دهیم، هر پارامتر را در فایل اکسل یا نوت پد، طبق کاتالوگ های موجود یا شخصی سازی شده، یادداشت کنیم به فایل کتیا تبدیل و ایمپورت کنیم. سپس میتوانیم وروردی های عددی را به صورت مدل های 3 بعدی خروجی بگیریم. همچنین با بهینه سازی چند قطعه یا حجم یا جرم آشنا میشویم. به طراحی سازه هایی مثل نبشی ها، پروفیل ها و ... طبق استانداردها می پردازیم.
سالیدورکس Solidworks
سالیدورکس نیز یکی از نرم افزارهای طراحی و مدل سازی است که محیطی مناسب و راحت را در اختیار مهندسین در همه حوزه ها قرار می دهد تا بتوانند به راحتی انواع قطعات، سازه ها، سطوح، قالب های جوشکاری و ورق کاری را طراحی و به تحلیل استاتیکی، دینامیکی، تحلیل و آنالیز آنها بپردازند.
محیط ها
محیط های این نرم افزار شامل سه بخش اصلی part، assembly وdrawing می باشد که هربخش استفاده های مشخص به خود را داراست. ماژول PART شامل sketch، features، surfaces و... است که در قسمت sketch به کمک ابزارهای مختلف اجسام صلب را طراحی میکنیم، درfeatures حجم ها را به وجود آورده و با آنها کار می کنیم و همچنین از این بخش برای رزوه زدن نیز می توان استفاده کرد و دربخش evaluate انواع محسابات چه محاسبات معمولی و چه محاسبات مهندسی برسی می شود. در محیط Assembly قیدهایی داریم که بر روی قطعه اعمال می کنیم و فایل مورد نظر را مونتاژ می کنیم. بخش Drawing برای نقشه کشی است که شامل انواع نقشه های استاندار جوشکاری، سه نما، ورق کاری و..... می باشد و می توان با استفاده از آنها از قطعه یا مجموعه نقشه بگیریم و درنهایت می توان انواع خروجی (format) را از فایل های سالیدگرفت.
ان ایکس NX SIEMENS
در زمینه علوم مهندسی و مدیریت طول عمر محصول (PLM) همواره یکی از نکات مهم که گاهی باعث تبعیض بین نرم افزارها می شود این است که کل فرآیند از طراحی، تحلیل، ماشین کاری و تولید یک محصول یا به عبارت بهتر هر سه حوزه CAD، CAE و CAM در یک بستر انجام شود چرا که انتقال فایل بین نرم افزارهای مختلف یک چالش است. یکی از نرم افزارهایی که تمام فرآیند از طراحی تا تولید در آن قابل اجرا است NX است. این نرم افزار توسط کمپانی زیمنس (Siemens) تولید شده است.
با استفاده از این نرم افزار می توان به طراحی های دو بعدی و همچنین سه بعدی پرداخت. از مزیت های NX آن است که چون در هرسه حوزه طراحی، تحلیل، تولید (مدلینگ ، مونتاژ و نقشه گیری) موفق عمل کرده و شامل یک طیف گسترده از امکانات مختلف می باشد از اتلاف وقت و مشکلات ناشی از انتقال فایل در نرم افزار های مختلف و از دست رفتن مقداری از کیفیت به دلیل جابه جایی منحنی ها و سطوح و .... جلوگیری می کند و محصولاتی با کیفیت بالا تر در اختیار مهندسین قرار می دهد.
در دوره NX مقدماتی ابتدا به طور کلی با محیط های مختلف NX و قابلیت های آن به عنوان یکی از نرم افزارهای طراحی آشنا می شویم. سپس به مدلسازی و طراحی دو بعدی و یعد از آن سه بعدی می پردازیم. پس از کار کردن با احجام مختلف، یکپارچه سازی آنها، ایجاد فیلت و چمپر و ... در گام بعدی سراغ مونتاژ قطعات رفته و قیود مربوط به آن را بررسی میکنیم. در آخرین مرحله تلاش میکنیم از قطعاتی که طراحی و مونتاژ کرده ایم، نقشه خروجی مناسب برای ساخت استخراج کنیم.
در دوره پیشرفته در اولین گام به کمک نوار ابزار carve به ایجاد منحنی ها میپردازیم. بعد از آن با نوار ابزار سرفیس surface برای سطح سازی ها آشنا میشویم. سپس به موضوع جذاب شیت متال یا ورق کاری می رسیم می کنیم و به بررسی کاتالوگ ها، استانداردها و .... میپردازیم. بعد از آن با طراحی سازه های جوشی به کمک structural designer آشنا میشویم. متحرک سازی، مهندسی معکوس، بهینه سازی و ..... از جمله مطالبی هستند که در ادامه به آنها پرداخته می شود.
اینونتور Inventor
اینونتور از محصولات شرکت اتودسک (Autodesk) ، یکی از نرم افزارهای قدرتمند و پیشرفته در هر سه زمینه ی CAM, CAD, CAE است، اگرچه این برنامه بیشتر به عنوان یکی از نرم افزارهای طراحی معروف شده است، اما فضای مدل سازی ، تحلیل و نقشه گیری را برای مخاطبین خود فراهم کرده است.
در دوره مقدماتی به مفاهیم طراحی یا CAD میپردازیم، در واقع یاد می گیریم به چه شکل کار مدل سازی را با نرم افزار Inventor انجام دهیم در این دوره در ابتدا به کار محیط skech و اصول مربوط به آن می پردازیم که شامل مدلسازی دو بعدی و مدلسازی سه بعدی می شود. سپس به انواع پلن ها و نحوه ایجاد آنها، قیدگذاری ها، رفع خطا، ساده سازی، ویرایش، نحوه مونتاژ قطعات، اصول کار مونتاژ، نقشه گیری و .... را بیاموزیم و در نهایت با کمک آموزش اصول طراحی به این توانایی برسیم که ایده ذهنی خودمان را در نرم افزار از کجا شروع و در کجا پایان دهیم. در دوره اینونتور پیشرفته به کار با متریال مختلف، طراحی سیستم های پایپینگ، نکاتی از مدلسازی جوشکاری و ورقکاری، پرداخته می شود.
نویسنده: ستاره دهقان، کارشناس دپارتمان مهندسی هوافضا گروه آموزشی پارس پژوهان
