วิศวะกรรมเครื่องกล

วิศวะกรรมเครื่องกล

วิศวกรรมเครื่องกล (อังกฤษ: Mechanical engineering) เป็นวิชาเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้คณิตศาสตร์และกฎทางฟิสิกส์เพื่อการประดิษฐ์ การผลิต และการดูแลรักษาระบบเชิงกล วิศวกรรมเครื่องกลเป็นหนึ่งในสาขาทางวิศวกรรมที่เก่าแก่ที่สุดและมีขอบ ข่ายกว้างขวางที่สุด

การศึกษาวิศวกรรมเครื่องกลนั้นจำเป็นต้องมีความ เข้าใจในหลักการพื้นฐาน ของหลักกลศาสตร์ พลศาสตร์ อุณหพลศาสตร์ กลศาสตร์ของไหลและพลังงานเป็นอย่างดี วิศวกรเครื่องกลนั้นสามารถใช้หลักการณ์พื้นฐานได้ดีพอกับความรู้อื่นๆในงาน ภาคสนามเพื่อการออกแบบและวิเคราะห์ยานยนต์ อากาศยาน ระบบทำความ ร้อนและความเย็น เรือ ระบบการผลิต จักรกลและอุปกรณ์อุตสาหกรรม หุ่นยนต์และอุปกรณ์ทางการแพทย์ เป็นต้น

หอไอเฟลฝีมือสถาปนิกหรือวิศวกร

SolidWorks การออกแบบและเขียนแบบทางวิศวกรรม

บทที่ 1 ทำความรู้จักกับ SolidWorks

การออกแบบและเขียนแบบเป็นขั้นตอนพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการสร้างผลิตภัณฑ์ชิ้นใดชิ้นหนึ่งขึ้นมา ดังนั้น การเลือกใช้งานซอฟต์แวร์สำหรับการเขียนแบบและออกแบบเป็นสิ่งที่สำคัญยิ่ง และหนึ่งในโปรแกรมสำหรับการออกแบบและเขียนแบบที่ได้รับความนิยมเป็นอย่างสูงในปัจจุบันนี้ก็คือ SolidWorks

• รู้จักกับโปรแกรม SolidWorks
• หลักการง่ายๆ ของการทำงานบนโปรแกรม SolidWorks
• คำศัพท์ทั่วไปของโปรแกรม SolidWorks ที่ควรทราบก่อนเริ่มต้นใช้งาน

บทที่ 2 พื้นฐานการออกแบบโดยโปรแกรม SolidWorks

ก่อนที่จะเริ่มต้นเรียนรู้การทำงานทั้งหมด เราจะมาทำความเข้าใจกับกระบวนการทำงานขั้นพื้นฐานของ SolidWorks เสียก่อน ซึ่งการศึกษาการทำงานพื้นฐานให้เข้าใจอย่างถ่องแท้ จะช่วยให้ผู้อ่านสามารถใช้โปรแกรมเพื่อการออกแบบได้อย่างมีประสิทธิภาพที่สุด

• แนวคิดในการเขียนแบบและออกแบบโดยใช้โปรแกรม SolidWorks
• การออกแบบทำได้ด้วยการสเก็ตช์พื้นผิว 2 มิติ แล้วทำกวาดเนื้องานให้เป็น 3 มิติ
• โปรแกรม SolidWorks สามารถสร้างงาน 3 มิติโดยการเติมและการตัดออกของเนื้องาน
• เทอม (Terminology) และคำศัพท์ที่สำคัญในการใช้งานโปรแกรม SolidWorks
• ส่วนประกอบที่ควรทำความเข้าใจ
• เรียนรู้และเข้าใจการใช้ Sketch Snaps

บทที่ 3 การสร้างชิ้นงานเบื้องต้น (Parts)

จุดเริ่มต้นของการเขียนแบบและออกแบบ ก็คือการสร้างชิ้นงานเบื้องต้นที่เรียกว่า Part ขึ้นมาก่อน ซึ่ง Part จะเป็นส่วนประกอบพื้นฐานที่จะถูกนำมาประกอบรวมกันกลายเป็นชิ้นงานที่มีขนาดใหญ่และมีความซับซ้อนขึ้น และถูกนำไปใช้ในการสร้างผลิตภัณฑ์ขึ้นมา

• การเปิดโปรแกรม (Start Program)
• การสร้างชิ้นงาน (Part) ใหม่
• การตั้งค่าหน่วยที่ใช้งานให้เป็นมิลลิเมตร
• การสเก็ตช์ภาพ (Sketch)
• การเขียนแบบสี่เหลี่ยม (Rectangle)
• การกำหนดขนาดและการเปลี่ยนขนาด (Dimension)
• การเพิ่มเนื้อของชิ้นงาน (Extrude)
• การสเก็ตช์ภาพของแกนทรงกระบอก (Boss)
• การสร้างรูทะลุโดยการตัด (Cut)
• การเจาะรูให้ทะลุ โดยใช้คำสั่ง Extrude Cut
• การลบเหลี่ยมและมุม โดยใช้คำสั่ง Fillet
• การทำชิ้นงานให้เป็นแผ่นบาง โดยใช้คำสั่ง Shell
• การบันทึกไฟล์ชิ้นงาน (Save)
• การเปลี่ยนขนาดของชิ้นงาน
• การแสดงภาพตัด Section
• การซูม การหมุน การย้าย และการแสดงภาพชิ้นงานลักษณะต่างๆ
• การใช้ตารางออกแบบช่วยแก้ไขชิ้นงาน
• ฝึกสร้างชิ้นงาน และเรียนรู้การใช้คำสั่ง

บทที่ 4 การประกอบชิ้นงาน (Assembly)

ชิ้นส่วนย่อยๆ ที่ถูกเรียกว่า Part หลายชิ้นจะถูกนำมาประกอบเป็นชิ้นงานชิ้นเดียวกัน ซึ่งการนำ Part มาประกอบกันนั้นจะถูกเรียกว่าขั้นตอน Assembly และขั้นตอนการประกอบจะสำเร็จลุล่วงได้ต้องอาศัยการออกแบบ Part ที่มีความสัมพันธ์กัน และสามารถประกอบเข้ากันได้ด้วย

• เริ่มต้นการสร้างชิ้นงานใหม่
• การสร้างขอบของชิ้นงาน (Lip)
• การเปลี่ยนสีของชิ้นงาน (Edit Color)
• การประกอบชิ้นงาน
• การกำหนดความสัมพันธ์เพื่อประกอบชิ้นงาน
• เรียนรู้และเข้าใจหลักการของงานประกอบ

บทที่ 5 การสร้างภาพเขียนแบบฉาย (Drawing)

โปรแกรม SolidWorks จะมีความสามารถในการช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถเขียนแบบภาพฉายได้ง่ายกว่าเดิม ซึ่งหลังจากการเขียนแบบภาพฉายเสร็จเรียบร้อยแล้ว ผู้ใช้งานก็จะสามารถตรวจสอบความถูกต้องและความสมบูรณ์ของชิ้นงานได้อย่างละเอียด ซึ่งจะสัมพันธ์กับความถูกต้องของการออกแบบ Part และขั้นตอน Assembly ด้วย

• การแก้ไข Sheet Format
• การสร้างภาพเขียนแบบฉายของชิ้นงาน Box
• การใส่ขนาดในภาพแบบฉาย
• การแก้ไขขนาดของชิ้นงาน
• การแทรก Name View หรือการแทรกภาพฉาย 3 มิติ
• การพิมพ์ภาพเขียนแบบฉาย (Print)
• การบันทึกภาพเขียนแบบฉาย (Save)
• การใช้คำสั่งช่วยกำหนดขนาด (Annotations)

บทที่ 6 การสร้าง Circular Pattern

ผลิตภัณฑ์บางชนิดจะมีลักษณะการทำงานอยู่รอบแกนหมุน ซึ่งในบางครั้งผู้ออกแบบจะต้องสร้างรายละเอียดบางส่วนที่เหมือนๆ กันรอบแกนหมุน โดยขั้นตอนต่างๆ เหล่านี้จะทำได้ง่ายขึ้นโดยการใช้สูตรคำนวณบนโปรแกรม SolidWorks ซึ่งจะช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถสร้างชิ้นงานได้ง่ายขึ้น อีกทั้งการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ก็ไม่ก่อให้ผู้ออกแบบต้องคำนวณตำแหน่งหรือขนาดใดๆ ด้วยตัวเองอีก

• การสร้างชิ้นส่วน Base และการสร้างลักษณะที่จะทำ Pattern
• การสร้าง Circular Pattern โดยการกำหนดแกนหมุน
• การสร้าง Circular Pattern โดยการใช้สมการ
• การทดสอบสมการที่เขียนขึ้น
• การใช้คำสั่งและการสร้างงานที่ซับซ้อนมากขึ้น

บทที่ 7 การสร้างสำเนา ด้วยคำสั่ง Linear Pattern

นอกจากการสร้างส่วนประกอบที่เหมือนกันรอบแกนหมุนแล้ว ในบางครั้งผู้ใช้ก็จำเป็นต้องสร้างส่วนประกอบที่เหมือนกันบนระนาบเดียวกันด้วย ซึ่งโปรแกรม SolidWorks ก็ยังคงมีคำสั่งที่ช่วยให้ผู้ใช้งานสามารถทำสำเนาหรือสร้างส่วนประกอบที่เหมือนกันบนระนาบเดียวกันได้โดยมีขั้นตอนเพียงไม่กี่ขั้นตอนเท่านั้น ซึ่งจะให้ผลที่ถูกต้อง แม่นยำกว่าการสร้างชิ้นงานซ้ำๆ กันด้วยตัวเองอีกด้วย

• การสร้างชิ้นงาน Base
• การสร้างรูเจาะและช่องระบายความร้อนโดยวิธี Linear Pattern
• การสร้างชิ้นงานที่มีความซับซ้อนและเรียนรู้การใช้คำสั่งเพิ่มเติม

บทที่ 8 การสร้างระนาบ Plane

การออกแบบผลิตภัณฑ์ชิ้นใดชิ้นหนึ่งขึ้นมานั้น อาจจะมีส่วนประกอบต่างๆ ที่ซับซ้อน และถูกจัดวางต่อกันอยู่ในระนาบที่แตกต่างกัน ดังนั้นก่อนการออกแบบชิ้นงานที่ซับซ้อน ผู้ออกแบบจึงต้องใช้จินตนาการและทำความเข้าใจกับชิ้นงานที่ต้องการออกแบบเสียก่อน ว่าต้องการให้มีส่วนประกอบส่วนใดอยู่ในระนาบใด ไม่เช่นนั้นแล้วก็จะไม่สามารถสร้างชิ้นงานนั้นออกมาได้อย่างสมบูรณ์อย่างแน่นอน

• วิธีการสร้าง Plane
• เรียนรู้การสร้างงาน (Part) โดยใช้คำสั่ง Plane

บทที่ 9 การสร้างชิ้นงาน โดยใช้คำสั่ง Loft

เมื่อทำความเข้าใจกับระนาบของวัตถุเป็นอย่างดีแล้ว นักออกแบบก็จะสามารถสร้างวัตถุที่มีความซับซ้อน และมีมุมมองจากหลายระนาบได้อย่างถูกต้อง แต่ในบางครั้งการสร้างวัตถุต่างๆ เหล่านี้อาจไม่สามารถสร้างขึ้นมาได้ง่ายๆ โดยใช้คำสั่งทั่วไป ดังนั้นการประยุกต์คำสั่งบางอย่าง เช่น Loft เพื่อการสร้างเนื้อวัตถุขึ้นมา ก็จะทำให้การสร้างชิ้นงานสามารถสำเร็จลุล่วงได้ง่ายขึ้น

• การสร้างระนาบอ้างอิง โดยใช้คำสั่ง Plane
• การสร้างเส้นขอบรูป
• วิธีการคัดลองเส้นสเก็ตช์
• วิธีการสร้างชิ้นงานด้วยคำสั่ง Loft
• การสร้างความเข้าใจการใช้ระนาบและคำสั่ง Loft ที่มีความซับซ้อนมากขึ้น

บทที่ 10 การสร้างชิ้นงานด้วยการหมุนและการกวาด

วัตถุที่รูปทรงสมมาตรกัน มีส่วนโค้งเว้า ตามการออกแบบของนักออกแบบ ผู้ออกแบบและนักเขียนแบบทั้งหลาย สามารถใช้คำสั่งในการสร้างวัตถุเหล่านั้นขึ้นมา โดยใช้หลักการหมุนและกวาด ของเส้นสเก็ตช์รอบแกนหมุนที่กำหนดขึ้น เพื่อให้เกิดการเติมเนื้อชิ้นงาน ทำให้ชิ้นงานที่ได้จะมีลักษณะสมมาตรกัน ทั้งยังสามารถใช้คำสั่งเพื่อสร้างชิ้นงานที่มีลักษณะซับซ้อนขึ้นมาได้ โดยการใช้คำสั่งประกอบกัน

• การสร้าง Profile และกำหนดขนาดชิ้นงาน
• การสร้างชิ้นงานโดยการหมุน Revolve Boss/Base
• การสร้าง Profile เพื่อสร้างชิ้นส่วนโดยการกวาด Swept Boss/Base
• การสร้างหน้าตัดชิ้นงานสำหรับการกวาดชิ้นงาน
• สร้างชิ้นส่วนโดยการกวาดหน้าตัดชิ้นงาน Swept Boss/Base
• การตัดเนื้องาน
• การลบมุมขอบชิ้นงาน Fillet
• การเรียนรู้การใช้คำสั่งในการสร้างชิ้นงานที่มีลักษณะเฉพาะ

บทที่ 11 การกวาดเพื่อตัดชิ้นงานและการสร้างสปริง

การสร้างวัตถุที่ลักษณะรูปทรงที่สมมาตรกัน ในบางชิ้นงานผู้ออกแบบมีความต้องการที่จะตัดเนื้อวัตถุออก โดยการใช้คำสั่งพิเศษในการหมุนตัดวัตถุ เพื่อให้ได้ส่วนตัดที่มีลักษณะสมมาตรเช่นเดียวกันกับชิ้นงาน หรือกระทั่งการใช้คำสั่งเพื่อสร้างชิ้นงานที่ลักษณะเฉพาะตัว โดยใช้คำสั่งการหมุนและการกวาดนั่นเอง

• การสร้าง Profile เพื่อสร้างชิ้นงาน
• การสร้างชิ้นงานโดยการใช้คำสั่ง Revolve Boss/Base
• การตัดชิ้นงานด้วยการกวาด โดยใช้คำสั่ง Revolve Cut
• การสร้างสปริงโดยคำสั่ง Helix
• การเพิ่มเนื้องานให้สปริงด้วยคำสั่ง Swept Boss/Base
• การประยุกต์คำสั่งเพื่อสร้างชิ้นงาน

บทที่ 12 การสร้างชิ้นงานโดยการลบมุม Fillet

ในการออกแบบและเขียนแบบด้วยโปรแกรม SolidWorks นั้น ทางผู้ออกแบบสามารถเลือกใช้คำสั่งในการสร้างชิ้นงานเดียวกันโดยอาจจะใช้คำสั่งที่ไม่เหมือนกันกับผู้ออกแบบอีกท่านหนึ่งได้ ในบางกรณีการออกแบบด้วยการลบมุมของชิ้นงานก็สามารถทำได้ ซึ่งจะทำให้ได้ชิ้นงานที่มีความสมบูรณ์มากกว่าการใช้คำสั่งอื่น และการลบมุมเพื่อสร้างชิ้นงานนั้นยังเป็นการเสริมสร้างทักษะสำหรับงานที่มีความละเอียดมากยิ่งขึ้น ในการออกแบบชิ้นงานอื่นๆ อีกด้วย

• การสร้างชิ้นส่วนหลัก Base
• การลบขอบมุม โดยคำสั่ง Fillet
• การ Fillet ด้วยค่ารัศมีที่แตกต่างกัน
• การสร้าง Pin Connector
• การสร้างรูยึดด้านข้าง
• การสร้าง The Pin Mini DIN Connector
• การเจาะรูทำ Pin Holes

บทที่ 13 การจับคู่เพื่อการประกอบชิ้นงาน

หลักการที่ใช้ในการจับคู่ชิ้นงานเข้าด้วยกัน เป็นหลักการที่มีความสำคัญมาก ซึ่งผลของการจับคู่ประกอบชิ้นงานย่อยนั้น จะส่งผลโดยตรงต่อความสามารถในการทำงานของชิ้นงานประกอบ รวมไปถึงการวิเคราะห์ผลของการออกแบบในรูปแบบต่างๆ ด้วย

• การนำ Parts มาประกอบกันในงาน Assembly
• การประกอบสลักยึดชิ้นงาน
• การจับคู่แบบอัตโนมัติ
• การตรวจสอบความสัมพันธ์
• การแยก (Explode) และรวม (Collapse) ชิ้นงานประกอบ
• การแก้ไข Exploded View

บทที่ 14 การสร้างงานโลหะแผ่น Sheet Metal

ในงานอุตสาหกรรมที่เป็นงานโลหะแผ่น อย่างเช่น CASE ของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ กระโปรงรถยนต์ หรือแม้กระทั่งงานง่ายๆ อย่างเช่นกล่องรับจดหมาย ทั้งหลายนี้ก็จะมีการออกแบบและเขียนแบบเพื่อให้สามารถนำแผ่นโลหะไปทำการพับขึ้นรูป หรือดำเนินการผลิตในรูปแบบต่างๆ กัน แต่เนื่องด้วยการเขียนแบบคลี่นั้น มีความยุ่งยากสำหรับนักออกแบบ โปรแกรม SolidWorks จึงได้มีการสร้างคำสั่งเพื่อใช้สำหรับการออกแบบชิ้นงาน ที่ผลิตจากโลหะแผ่น ซึ่งสามารถออกแบบชิ้นงานได้อย่างง่ายดายในระยะเวลาอันสั้น

• การยืดแบบแผ่นบาง
• การสร้างแผ่นพับ
• การสร้างแผ่นคลี่
• การตัดผ่านรอยพับ
• การพับขอบชิ้นงาน
• เรียนรู้การออกแบบและการใช้คำสั่งสร้างงาน Sheet Metal

บทที่ 15 การเขียนแบบโครงสร้างและงานเชื่อม Weldments

การออกแบบงานโครงสร้างและงานเชื่อมเป็นอีกชิ้นงานหนึ่ง ที่เรียกได้ว่ามีความซับซ้อนในการออกแบบและเขียนแบบ เพื่อจะสื่อสารให้กับผู้ที่นำแบบเขียนนั้นไปใช้งานหรือนำไปผลิตชิ้นงาน สำหรับโปรแกรม SolidWorks แล้ว การออกแบบงานโครงสร้างหรืองานเชื่อมจะมีคำสั่งพิเศษไว้ให้นักออกแบบทั้งหลายสามารถเลือกใช้อย่างมีประสิทธิภาพ

• การสร้างเส้น Path ของชิ้นงาน
• การสร้างงานด้วยการ Insert ชิ้นส่วนงานตาม Path
• การปิดวัตถุที่ปลายเปิด
• การตัดและการยืดวัตถุ
• การสร้างแผ่นงานยึดชิ้นส่วนงาน
• การเขียนแบบแนวเชื่อม
• ทบทวนคำสั่งและการออกแบบงาน Weldments เพื่อนำไปใช้งานจริง

บทที่ 16 การสร้างงานแบบผนังบางและแผ่นครีบ

ชิ้นงานบางประเภทจะมีรายละเอียดของรูปทรงชิ้นงานค่อนข้างมากและซับซ้อนเกินกว่าจะสามารถใช้คำสั่งพื้นฐานในการออกแบบและเขียนแบบขึ้นมาได้ คำสั่งพิเศษในการสร้างชิ้นงานที่มีความซับซ้อนเหล่านี้ จะสามารถทำให้นักออกแบบมีความรู้สึกเหมือนเป็นเรื่องง่ายไปในทันที

• การสร้างชิ้นงานใหม่โดยใช้คำสั่ง Sketch
• การยืดชิ้นงานและลบมุม
• การทำชิ้นงานให้เป็นผนังบางและทำครีบชิ้นงาน
• การทำครีบชิ้นงาน
• การเจาะช่องและรูตัดชิ้นงาน
• การสร้างแป้นและรูเจาะสำหรับยึดสกรู
• การประยุกต์คำสั่งเพื่อนำไปสร้างชิ้นงาน

บทที่ 17 การประยุกต์คำสั่งเพื่อสร้างชิ้นงานที่ซับซ้อน

คำสั่งพื้นฐานต่างๆ ในโปรแกรม SolidWorks สามารถสร้างชิ้นงานขึ้นมาได้ในระดับหนึ่ง สำหรับชิ้นงานที่มีรายละเอียดมากขึ้น มีรูปทรงที่ซับซ้อนมากขึ้น ก็จะสามารถใช้คำสั่งช่วยในการออกแบบที่พิเศษ และเหมาะสมกับการออกแบบชิ้นงานเหล่านั้น แต่ชิ้นงานบางประเภทผู้ออกแบบก็สามารถประยุกต์ใช้คำสั่งพื้นฐานในการออกแบบ เพื่อออกแบบชิ้นงานที่มีความซับซ้อนได้เหมือนกัน โดยผู้ออกแบบต้องเข้าใจหลักการทำงานของคำสั่งนั้นๆ เป็นอย่างดี เพื่อที่จะสามารถประยุกต์ใช้คำสั่งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• การสร้างบานพับมาตรฐาน
• การเจาะรูสำหรับยึดสกรู
• การตัดช่องของบานพับ
• การตัดช่องบานพับแบบใหม่
• การสร้าง Part Configuration
• การจับคู่ Part ในงานประกอบ Assembly
• การสร้าง Part ใหม่ในงานประกอบ Assembly
• การแก้ไขขนาดของชิ้นงาน
• การสร้างชิ้นงานที่มีความซับซ้อนโดยการประยุกต์คำสั่ง

บทที่ 18 การออกแบบโดยการใช้ชิ้นส่วนมาตรฐาน

นักออกแบบอาจจะพบปัญหาในกรณีชิ้นงานย่อยมีจำนวนมาก อย่างเช่น เครื่องจักร มีการใช้สกรูและน็อตเป็นจำนวนมาก ทำให้การเขียนแบบสกรูและน็อตนั้นเป็นการเพิ่มระยะเวลาในการออกแบบ ดังนั้นโปรแกรม SolidWorks จึงได้มีการสร้างชิ้นงานมาตรฐานไว้ เพื่อรองรับกับการออกแบบที่ต้องการชิ้นงานมาตรฐานเหล่านั้นเป็นจำนวนมาก ซึ่งผู้ออกแบบสามารถเรียกได้จาก Library ของโปรแกรม อีกทั้งผู้ออกแบบยังสามารถสร้างชิ้นงานมาตรฐานเก็บไว้ เพื่อนำมาใช้งานได้อีกด้วย

• การสร้างชิ้นงาน Part และเจาะรูเพื่อทำสำเนาเชิงเส้น Linear Pattern
• การกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของชิ้นงาน
• การประกอบชิ้นงาน
• การใช้ชิ้นส่วนมาตรฐานช่วยในการออกแบบ
• การใช้ชิ้นส่วนมาตรฐานช่วยในการออกแบบแบบอัตโนมัติ

บทที่ 19 การออกแบบชิ้นงานและ Molds

ในงานอุตสาหกรรมแม่พิมพ์ต่างๆ การออกแบบและสร้าง Molds ขึ้นมานั้นเป็นเรื่องที่ค่อนข้างยุ่งยากและซับซ้อน อีกทั้งยังเป็นเรื่องยากในการวิเคราะห์ประสิทธิภาพการใช้งานของ Molds ที่ออกแบบขึ้นมา โปรแกรม SolidWorks เองก็มีชุดคำสั่งพิเศษที่สามารถออกแบบและเขียนแบบ Molds ขึ้นมา แล้วยังสามารถหาประสิทธิภาพในการทำงานของ Molds ที่ออกแบบมาได้อย่างชัดเจน สามารถหาจุดบกพร่องของชิ้นงานที่ออกแบบได้ ก่อนนำแบบไปสร้างชิ้นงานจริง

• การออกแบบชิ้นงานต้นแบบ
• การคัดลอกชิ้นงาน
• การสร้าง Parting Lines และ Planar Surface ให้กับชิ้นงาน
• การสร้าง Mold จากชิ้นงานที่ออกแบบ

บทที่ 20 การวิเคราะห์คุณสมบัติของชิ้นงานและการนำเสนอชิ้นงาน

ก่อนที่ชิ้นงานจะถูกนำไปสร้างเป็นชิ้นงานจริงขึ้นมา โปรแกรม SolidWorks จะมีคำสั่งในการวิเคราะห์ชิ้นงาน เพื่อให้ผู้ออกแบบสามารถประเมินและหาจุดบกพร่องของชิ้นงานนั้นๆ ได้ อีกทั้งยังสามารถสร้างเป็นพรีเซนเทชันเพื่อนำเสนองานกับผู้บริหารและพนักงานฝ่ายผลิต เพื่อให้เกิดความเข้าใจในการออกแบบร่วมกัน จะทำให้การทำงานมีประสิทธิผลมากยิ่งขึ้น

• การวิเคราะห์คุณสมบัติด้วยคำสั่ง COSMOSXpress
• การวิเคราะห์สภาวะของชิ้นงานด้วยคำสั่ง MoldflowXpress
• การสร้างภาพ eDrawings
• การใช้งาน PhotoWorks

บทที่ 21 งานประกอบและการประยุกต์เพื่อใช้งาน

ชิ้นงานที่ถูกสร้างและออกแบบ รวมทั้งการนำมาประกอบกันเป็นชิ้นงานที่สำเร็จรูป อย่างเช่น เครื่องจักร เครื่องยนต์ นอกจากการวิเคราะห์หาประสิทธิภาพของชิ้นงานย่อยแต่ละชิ้นงานแล้ว เมื่อนำมาประกอบกันเป็นชิ้นงานใหญ่แล้ว ยังสามารถวิเคราะห์หาประสิทธิผลของการประกอบชิ้นงานนั้นๆ ได้ โดยการใช้คำสั่งพิเศษสั่งให้ชิ้นงานเหล่านั้นเคลื่อนที่เพื่อวิเคราะห์หาจุดบกพร่องในการออกแบบได้อีกด้วย

• การสร้างภาพประกอบจากชิ้นงาน
• การคำนวณหาคุณสมบัติทางกายภาพของชิ้นงาน
• การเปลี่ยนพื้นผิว สีของชิ้นงานและสร้างความโปร่งใส
• การสร้างความโปร่งใสให้กับชิ้นงาน
• การจำลองการเคลื่อนที่ของงานประกอบ
• การประยุกต์คำสั่งในการจำลองการเคลื่อนที่ของชิ้นงาน

วิศวกรรมคอมพิวเตอร์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ไปที่: ป้ายบอกทาง, ค้นหา

วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ (computer engineering) เป็นศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการออกแบบและสร้างเครื่องหรือระบบคอมพิวเตอร์ และ ระบบที่ใช้คอมพิวเตอร์ ศาสตร์นี้เกี่ยวข้องกับการศึกษาทางด้าน ฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ การสื่อสาร และความเกี่ยวเนื่องระหว่างเรื่องทั้งสาม หลักสูตรการเรียนมุ่งเน้นทางด้าน ทฤษฎี กฎ และ การฝึกฝนปฏิบัติของทางด้านวิศวกรรมไฟฟ้า และ คณิตศาสตร์ รวมถึงการประยุกต์เข้ากับปัญหาทางด้านการออกแบบคอมพิวเตอร์ และ อุปกรณ์ที่ใช้คอมพิวเตอร์
วิศวกรคอมพิวเตอร์จะต้องเคยศึกษาการออกแบบระบบฮาร์ดแวร์ดิจิทัล ซึ่งรวมถึงระบบการสื่อสาร องค์ประกอบของคอมพิวเตอร์ และอุปกรณ์ที่ประกอบด้วยคอมพิวเตอร์ วิศวกรคอมพิวเตอร์จะเรียนการพัฒนาซอฟต์แวร์ โดยมุ่งเน้นเกี่ยวกับซอฟต์แวร์สำหรับอุปกรณ์ดิจิทัล และ การสร้างส่วนต่อประสานระหว่างผู้ใช้งานซอฟต์แวร์ และ ระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ วิศวกรคอมพิวเตอร์อาจจะมีความรู้เน้นทางด้านฮารด์แวร์มากกว่าซอฟต์แวร์ หรือ มีความรู้พอ ๆ กันทั้งสองด้านก็ได้ แต่สิ่งที่โดดเด่นคือวิศวกรคอมพิวเตอร์จะมีความรู้ทางด้านการวิศวกรรมที่ดีด้วย
ปัจจุบันสาขาวิชาที่สำคัญในด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์คือ ระบบฝังตัว การพัฒนาอุปกรณ์ที่มีซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ฝังตัวภายใน เช่น อุปกรณ์สื่อสารอย่าง โทรศัพท์มือถือ เครื่องเล่นวิทยุระบบดิจิทัล เครื่องบันทึกวิดีทัศน์ระบบดิจิทัล ระบบเตือนภัย เครื่องถ่ายรังสีเอกซ์ และ เครื่องมือผ่าตัดด้วยแสงเลเซอร์เป็นต้น ซึ่งล้วนแล้วแต่ต้องการการผนวกรวมฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ฝังตัวหรือของอื่น ๆ ที่เป็นผลจากการวิศวกรรมคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน

เนื้อหา [ซ่อน] 1 ประวัติวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ในสหรัฐอเมริกา 2 วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ในประเทศไทย 3 สถาบันที่เปิดสอนวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ในประเทศไทย 4 ดูเพิ่ม 5 อ้างอิง

[แก้] ประวัติวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ในสหรัฐอเมริกา

ประวัติวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ ในอเมริกาเริ่มจากแต่เดิมเป็นสาขาวิชาเฉพาะทางในวิศวกรรมไฟฟ้า ที่มุ่งศึกษาเกี่ยวกับการวิศวกรรมฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ แต่ต่อมาช่วงหลังปี ค.ศ. 1990 จึงมีการเพิ่มเติมเนื้อหาการศึกษาทางด้านซอฟต์แวร์ หรืออาจมองได้ว่าเกิดจากการรวมกันของวิศวกรรมไฟฟ้าและวิทยาการคอมพิวเตอร์ ถ้าพิจารณาจากสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าแล้ว วิศวกรคอมพิวเตอร์คือวิศวกรไฟฟ้าที่มุ่งเน้นไปที่ระบบฮาร์ดแวร์เชิงดิจิทัล และไม่เน้นทางด้านความถี่วิทยุ หรือไฟฟ้ากำลัง และถ้ามองจากทางวิทยาการคอมพิวเตอร์แล้ว วิศวกรคอมพิวเตอร์จะเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านการต่อประสานระหว่างซอฟต์แวร์และระบบฮาร์ดแวร์ ในยุคหลังมีทฤษฏีหลายอย่างที่เกิดขึ้นในสาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ เช่น ระบบเครืองข่าย การรักษาความปลอดภัยคอมพิวเตอร์ การประมวลผลภาษาธรรมชาติ หรือ การรู้จำด้วยคอมพิวเตอร์ เป็นต้น
ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ในอเมริกาส่วนมาก เริ่มก่อตั้งขึ้นภายใต้หรือควบคู่กับภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า ตามมหาวิทยาลัยต่าง ๆ ตั้งแต่ต้นคริสต์ทศวรรษ 1990 บางมหาวิทยาลัยเลือกที่จะผนวกสาขาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์และวิศวกรรมซอฟต์แวร์เข้ากับภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า ในขณะที่บางที่เช่น สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ เลือกที่จะรวมภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้าเข้ากับภาควิชาวิทยาการคอมพิวเตอร์แทน

[แก้] วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ในประเทศไทย

ในประเทศไทย มีหลักสูตรทางด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ขึ้นครั้งแรก ในภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยได้รับอนุมัติเมื่อวันที่ 9 มิถุนายน พ.ศ. 2518 เพื่อจัดดำเนินการด้านการเรียน และการสอนเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์อันจะช่วยให้การสอนของอาจารย์ และการวิจัยของข้าราชการของมหาวิทยาลัย มีประสิทธิภาพสูงขึ้น ตลอดจนสร้างโปรแกรม ทำโครงการพัฒนาระบบการใช้งานภาษาไทย และสร้างระบบคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ รวมถึงจัดอบรมวิชาการด้านคอมพิวเตอร์ในระดับทั่วไป โดยมีรากฐานจาก"หน่วยคอมพิวเตอร์ไซแอนส์" (Computer Science หรือหลักสูตรวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน) ซึ่งทำการสอนวิชาด้านคอมพิวเตอร์ให้แก่นิสิตปริญญาตรีในคณะต่าง ๆ นอกจากนี้ยังได้เปิดหลักสูตรการศึกษาชั้นประกาศนียบัตรทางด้านคอมพิวเตอร์ไซแอนส์ (ซึ่งสำนักงานคณะกรรมการข้าราชการพลเรือน หรือ กพ. ให้การรับรอง) ขึ้นตั้งแต่ปี พ.ศ. 2512 ซึ่งก็มีผู้สนใจเข้าเรียนจนจบ และได้ประกาศนียบัตรไปเป็นจำนวนมาก ซึ่งต่อมา เนื่องจากสังกัดอยู่กับบัณฑิตวิทยาลัย หน่วยคอมพิวเตอร์ไซแอนส์จึงได้เปิดหลักสูตรปริญญาวิทยาศาสตร์มหาบัณฑิต สาขาคอมพิวเตอร์ศาสตร์ (วท.ม) ขึ้นในปี พ.ศ. 2514 โดยรับนิสิตปริญญาโทจากผู้ที่จบปริญญาตรีสาขาวิชาต่าง ๆ เกือบทุกสาขาวิชา และยังพิจารณาที่จะช่วยเหลือการศึกษาด้านนี้แก่มหาวิทยาลัยอื่น ๆ อีกด้วย
จากการจัดอันดับงานวิจัยด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์จาก สกว. มหาวิทยาลัยในด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์มีเพียง 1 มหาวิทยาลัยที่ได้รับการจัดอันดับให้อยู่ในเกณฑ์ดีเยี่ยมคือ "ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี" มหาวิทยาลัยในด้านวิศวกรรมคอมพิวเตอร์มีเพียง 1 มหาวิทยาลัยที่ได้รับการจัดอันดับให้อยู่ในเกณฑ์ดีคือ "ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย" ซึ่งจากการจัดอันดับดังกล่าวเพื่อแสดงให้เห็นถึงความมีศักยภาพทั้งด้านอุปกรณ์การศึกษา และคณาจารย์ ของมหาวิทยาลัยที่ได้รับการจัดอันดับ

การใช้คอมพิวเตอร์ช่วยในงานออกแบบทางวิศวกรรม

วิศวกรรมเครื่องกล

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ไปที่: ป้ายบอกทาง, ค้นหา

ลิงก์ข้ามภาษาในบทความนี้ มีไว้เพื่อความสะดวกในการศึกษาเพิ่มเติมของผู้อ่านและผู้ร่วมแก้ไขบทความ เนื่องจากคำดังกล่าวยังไม่มีบทความในภาษาไทย ป้ายนี้จะถูกนำออกเมื่อมีเนื้อหาพอสมควรแล้ว

วิศวกรรมเครื่องกลออกแบบและสร้างเครื่องจักร

งานวิศวกรรมเครื่องกลรวมไปถึงยานพาหนะในทุกขนาด

ระบบปรับอากาศเองก็เป็นหนึ่งในงานทางวิศวกรรมเครื่องกล

วิศวกรรมเครื่องกล (อังกฤษ: Mechanical engineering) เป็นวิชาเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้คณิตศาสตร์และกฎทางฟิสิกส์เพื่อการประดิษฐ์ การผลิต และการดูแลรักษาระบบเชิงกล วิศวกรรมเครื่องกลเป็นหนึ่งในสาขาทางวิศวกรรมที่เก่าแก่ที่สุดและมีขอบข่ายกว้างขวางที่สุด
การศึกษาวิศวกรรมเครื่องกลนั้นจำเป็นต้องมีความเข้าใจในหลักการพื้นฐานของหลักกลศาสตร์ พลศาสตร์ อุณหพลศาสตร์ กลศาสตร์ของไหลและพลังงานเป็นอย่างดี วิศวกรเครื่องกลนั้นสามารถใช้หลักการณ์พื้นฐานได้ดีพอกับความรู้อื่นๆในงานภาคสนามเพื่อการออกแบบและวิเคราะห์ยานยนต์ อากาศยาน ระบบทำความร้อนและความเย็น เรือ ระบบการผลิต จักรกลและอุปกรณ์อุตสาหกรรม หุ่นยนต์และอุปกรณ์ทางการแพทย์ เป็นต้น

เนื้อหา [ซ่อน] 1 วิวัฒนาการ 2 การศึกษา 2.1 หลักสูตร 2.2 ใบอนุญาตประกอบวิชาชีพทางวิศวกรรม (ก.ว.) 2.3 สมาคมวิชาชีพ 3 เครื่องมือทางวิศวกรรมเครื่องกลยุคใหม่ 4 สาขาย่อยของวิศวกรรมเครื่องกล 4.1 กลศาสตร์ 4.2 จลนศาสตร์ 4.3 หุ่นยนต์และเครื่องกลไฟฟ้า 4.4 การวิเคราะห์โครงสร้าง 4.5 การเขียนแบบ 4.6 อุณหพลศาสตร์หรือวิทยาศาสตร์ความร้อน 5 หัวข้องานวิจัยที่เป็นเรื่องใหม่ในทางวิศวกรรมเครื่องกล 5.1 วัสดุผสม 5.2 เครื่องกลไฟฟ้า 5.3 ไฟไนต์ เอเลเมนต์ 5.4 เทคโนโลยีนาโน 6 อื่นๆ 6.1 วิกิตำรา (ภาษาอังกฤษ) 6.2 มหาวิทยาลัยวิกิ 7 อ้างอิง

[แก้] วิวัฒนาการ

การประยุกต์ใช้ศาสตร์ทางวิศวกรรมเครื่องกลนั้นถูกบันทึกเอาไว้ในหลายสังคมยุคโบราณและยุคกลางทั่วโลก ในกรีกยุคโบราณงานของอาร์คิมิดีส (287 –212 ก่อนคริสตกาล) และงานของเฮรอนแห่งอเล็กซานเดีย (ค.ศ. 10–70) นับได้ว่ามีอิทธิพลอย่างลึกซึ้งต่อประยุกตวิทยายุโรปมากเลยทีเดียว ในจีน จาง เหิง (張衡) (ค.ศ. 78–139) พัฒนานาฬิกาน้ำและเครื่องตรวจจับแผ่นดินไหว หม่า จวิน (馬鈞) (ค.ศ. 200–265) ประดิษฐ์ติดตั้งเฟืองทดบนรถม้า ซู ซ่ง (蘇頌) (ค.ศ. 1020–1101) ช่างนาฬิกาและวิศวกรได้ประยุกต์กลไกเอสเคปเมนต์ (Escapement Mechanism) เพื่อการประดิษฐ์หอนาฬิกาเชิงดาราศาสตร์ได้สองร้อยปีก่อนที่กลไกนี้จะถูกค้นพบในยุโรปและยังเป็นกลไกที่ใช้โซ่ส่งกำลัง (Chain Drive) กลไกแรกในโลก^[1]
ในช่วงยุคทองของอิสลาม ระหว่างคริสตศัตวรรษที่ 7 ถึง 15 มีการพัฒนาศาสตร์ด้านกลไกอย่างเด่นได้ชัด อัล จาชิริ ผู้แต่งตำรา "ตำราแห่งความรู้เกี่ยวกับกลไกอันชาญฉลาด (Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices)" ใน ค.ศ. 1206 ซึ่งนำเสนอรูปแบบกลไกมากมาย เขาถูกพิจารณาว่าเป็นผู้ประดิษฐ์อุปกรณ์เชิงกลหลายอย่างซึ่งปัจจุบันถือเป็นกลไกพื้นฐานดั่งเช่นเพลาแคมและแคร๊ง
ในช่วงต้นคริสตศัตวรรษที่ 19 พัฒนาการด้านเครื่องมือกลในอังกฤษและสกอตแลนด์ทำให้วิศวกรรมเครื่องกลแยกตัวออกมาจากวิศวกรรมสาขาอื่นๆ โดยเน้นไปที่งานเครื่องจักรอุตสาหกรรมและเครื่องยนต์ต้นกำลัง^[2] ใน ค.ศ. 1847 สมาคมวิศวกรเครื่องกลแห่งแรกได้ถูกก่อตั้งขึ้นในสหราชอาณาจักรหรือสามสิบปีหลังการก่อตั้งสมาคมวิศวกรโยธา^[3] ในสหรัฐอเมริกา สามคมวิศวกรเครื่องกลแห่งอเมริกา (American Society of Mechanical Engineers, ASME) ถูกก่อตั้งใน ค.ศ. 1880^[4] กลายเป็นสมาคมทางวิศวกรรมลำดับที่สาม^[4]ตามหลังสมาคมวิศวกรโยธาแห่งอเมริกา (1852^[4]) และสถาบันวิศวกรเหมืองแร่แห่งอเมริกา (1871^[4]) สำหรับสถาบันการศึกษาแรกที่เปิดหลักสูตรวิศวกรรมศาสตร์ในอเมริกาคือ วิทยาลัยการทหารแห่งสหรัฐอเมริกา (โรงเรียนนายร้อยทหารบกเวสต์พอย์ต) ในค.ศ. 1817 ซึ่งต่อมากลายเป็น มหาวิทยาลัยนอร์วิช (Norwich University) ในค.ศ. 1819 และสถาบันโพลิเทคนิคเรนส์ซเลียร์ ในค.ศ. 1825 โดยประวัติศาสตร์การศึกษาด้านวิศวกรรมเครืองกลนั้น มีพื้นฐานการศึกษาที่เน้นหนักไปทางด้านคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์^[5]
ศาสตร์ทางด้านวิศวกรรมเครื่องกลนั้น ได้รับการพิจารณาว่าเป็นศาสตร์ทางวิศวกรรมที่กว้างที่สุด งานของวิศวกรเครื่องกลนั้นมีขอบข่ายตั้งแต่ก้นมหาสมุทรไปจนถึงอวกาศอันไกลพ้น

[แก้] การศึกษา

หลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกลมีเปิดสอนในสถาบันการศึกษาทั่วโลก ในจีน, เนปาล และอเมริกาเหนือ หลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกลจะเป้นหลักสูตรสี่ถึงห้าปี และผู้สำเร็จการศึกษาจะได้รับวุฒิวิทยาศาสตรบัณฑิต (วท.บ.) เทคโนโลยีบัณฑิต (ทล.บ.) หรือ วิศวกรรมศาสตรบัณฑิต (วศ.บ.) ซึ่งจะมีการระบุถึงสาขาวิศวกรรมเครื่องกล ในสเปน โปรตุเกส และอเมริกาใต้ หลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกลจะเป็นหลักสูตร 5 ปีสำหรับการเรียนในห้อง หรือ 6 ปีรวมการฝึกภาคปฏิบัติ ในประเทศไทย หลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกลเป็นหลักสูตร 4 ปี
ในอเมริกา หลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกลระดับปริญญาตรีโดยส่วนมากจะได้รับการรับรองจากคณะกรรมการรับรองหลักสูตรสำหรับวิศวกรรมศาสตร์และเทคโนโลยี (Accreditation Board for Engineering and Technology (ABET)) เพื่อให้มั่นใจได้ว่าทุกมหาวิทยาลัยมีหลักสูตรการเรียนการสอนอยู่ในมาตราฐานที่คล้ายคลึงกัน สำหรับในประเทศไทยนั้น หลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกลจะได้รับการดูแลโดยสภาวิศวกร
วิศวกรเครื่องกลอาจจะเข้ารับการศึกษาเพิ่มเติมในระดับปริญญาโทและเอกในสาขา วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต (วศ.ม.) วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต (วท.ม.) หรือ ปริญญาเอกในสาขาวิศวกรรมศาสตร์ หรือปริญญาทางวิศวกรรมอื่นๆ สำหรับกรศึกษาในระดับมหาบัณฑิตหรือปริญญาอื่นๆ อาจจะทำหรือไม่ทำวิทยานิพนธ์ก็ได้

[แก้] หลักสูตร

มาตราฐานของหลักสูตรที่ถูกกำหนดในแต่ละประเทศนั้นจะมีลักษณะที่คล้ายคลึงกันด้านการเรียนการสอนในวิชาพื้นฐานทางด้านวัสดุศาสตร์ สร้างความสามารถในตัวบัณฑิตวิศวกรรมทุกคนให้มีความสามารถในการทำงานในฐานะผู้เชี้ยวชาญด้านวิศวกรรมได้เหมือนกัน สำหรับในประเทศไทย สภาวิศวกรได้กำหนดว่าหลักสูตรทางวิศวกรรมศาสตร์จะที่ได้รับการรับรองนั้นจำต้องมีการสอนความรู้วิชาพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์, ความรู้วิชาพื้นฐานทางวิศวกรรม และความรู้วิชาเฉพาะทางวิศวกรรม อีกทั้งยังจะต้องมีคณาจารย์ และสถานที่ ห้องสมุด และห้องปฏิบัติการ เป็นไปตามเกณฑ์ และมีการจัดทำระบบประกันคุณภาพและผ่านการรับรองจากกระทรวงที่รับผิดชอบ ^[6] อย่างไรก็ตาม วิชาเฉพาะในหลักสูตรนั้นอาจจะแตกต่างกันออกไปโดยบางมหาวิทยาลัยอาจจะบรรจุหลายสายวิชาลงในรายวิชาเดียว หรืออาจจะแยกสายวิชาออกมาเป็นหลายรายวิชา ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับสิ่งอำนวยการสอน และสาขาการวิจัยของมหาวิทยาลัย โดยทั่วไปวิชาพื้นฐานของวิศวกรรมเครื่องกลประกอบด้วย

• สถิตยศาสตร์ และ พลศาสตร์
• ความแข็งแรงของวัสดุ และ กลศาสตร์ของแข็ง
• เครื่องมือวัดและควบคุม
• อุณหพลศาสตร์, การถ่ายเทความร้อน, ระบทำความร้อนและความเย็น
• กลศาสตร์ของไหล
• การออกแบบเครื่องกล (ทั้งในเชิงสถิตยศาสตร์ และ พลศาสตร์)
• การผลิต
• การเขียนแบบเชิงวิศวกรรม

วิศวกรเครื่องกลจำต้องมีความเข้าใจและสามารถประยุกต์ใช้ความรู้พื้นฐานทางเคมี, ฟิสิกส์, วิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์, วิศวกรรมโยธา อีกทั้ง หลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกลมีการสอนวิชาแคลคูลัสหลายรายวิชา อีกทั้งจะต้องมีการสอนวิชาคณิตศาสตร์ชั้นสูงเช่น สมการเชิงอนุพันธ์ (รวมถึงสมการเชิงอนุพันธ์เชิงย่อย) และ พีชคณิต อีกด้วย
นอกจากนี้ บางหลักสูตรทางวิศวกรรมเครื่องกล อาจจะเน้นเฉพาะทางลงไปเช่น วิศวกรรมยานยนต์, วิศวกรรมการบินและอวกาศยาน, วิศวกรรมต่อเรือ, วิศวกรรมจักรกลเกษตร หรือวิศวกรรมหุ่นยนต์หรือสาขาอื่นๆ
โดยส่วนมาก หลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกลจะบังคับให้นักศึกษาได้รับการฝึกงานในสถานประกอบการทางวิศวกรรมจริงอย่างน้อยหนึ่งรายวิชา แต่สำหรับประเทศไทยนั้น นักศึกษาวิศวกรรมเครื่องกลทุกคนจะต้องผ่านการฝึกงานจริงหนึ่งรายวิชา ส่วนมากการฝึกงานของนักศึกษาวิศวกรรมเครื่องกลในประเทศไทยจะถูกจัดอยู่ในภาคการศึกษาภาคฤดูร้อนของปีการศึกษาที่สาม

[แก้] ใบอนุญาตประกอบวิชาชีพทางวิศวกรรม (ก.ว.)

ไม่จำเป็นว่าวิศวกรเครื่องกลทุกคนจะต้องมีใบประกอบวิชาชีพถึงจะทำงานได้ วิศวกรบางคนอาจจะขอใบอนุญาตประกอบวิชาชีพวิศวกรรมจากหน่วงงานภาครัฐระดับชาติ, รัฐ หรือมณฑล ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับกฎหมายที่บังคับใช้ในแต่ละรัฐ แต่สำหรับประเทศไทย สภาวิศวกรคือหน่วยงานเดียวที่สามารถออกใบรับรองให้วิศวกรทั่วประเทศ วิศวกรที่จะได้รับใบประกอบวิชาชีพนั้นคือวิศวกรที่ผ่านการตรวจสอบแล้วว่ามีความรู้เฉพาะทางที่จำเป็น, มีประสบการณ์งานจริง และมีความรู้ด้านกฎหมายที่เกี่ยวข้องกับงานทางวิศวกรรมในระดับผู้เชี่ยวชาญงานวิศวกรรม ในประเทศไทยนั้น วิศวกรที่จะได้รับการรับรองนั้นจะต้องสำเร็จการศึกษาในหลักสูตรวิศวกรรมเครื่องกลที่สภาวิศวกรรับรอง ^[7]

[แก้] สมาคมวิชาชีพ

ในหลายๆ ประเทศ มีองค์กรทางวิชาชีพวิศวกรรมเครื่องกลที่มีชื่อเสียง และทำคุณประโยชน์ในการพัฒนาวิชาชีพและนำวิชาการทางวิศวกรรมเครื่องกลสร้างประโยชน์สังคม หลาย ๆ องค์กร ได้แก่ ASME (American Society of Mechanical Engineers) ^[8] หรือ JSME (Japanese Society of Engineers) ^[9] ในประเทศไทยก็มีสมาคมวิศวกรเครื่องกลไทย (Thai Society of Mechanical Engineers) ^[10]

[แก้] เครื่องมือทางวิศวกรรมเครื่องกลยุคใหม่

ในหลายๆบรรษัททางวิศวกรรม โดยเฉพาะบรรษัทจากประเทศอุตสาหกรรมเริ่มมีการใช้โปรแกรมช่วยทางวิศวกรรม (CAE) ในการออกแบบและวิเคราะห์ระบบการผลิต รวมไปถึงการใช้โปรแกรมเขียนแบบทางวิศวกรรม (CAD) โปรแกรมเหล่านี้มีประโยชน์มากมายนัก ไม่ว่าจะทำให้การออกแบบง่ายขึ้นและแบบมีความสมบูรณ์แบบมากขึ้น, สามารถสร้างแบบเสมือนการประกอบกันของชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ และง่ายต่อการออกแบบส่วนเชื่อมต่อและการคำนวณความคลาดเคลื่อน
โปรแกรมช่วยทางวิศวกรรมที่มักจะถูกใช้โดยวิศวกรรมเครื่องกลนั้นรวมไปถึง Product lifecycle management (PLM) และโปรแกรมในการจำลองสถานการณ์ที่ซับซ้อน โปรแกรมช่วยทางวิศวกรรมนี้อาจจะถูกใช้ในการคำนวณภาระที่อาจจะเกิดขึ้น รวมทั้งการคำนวณหาขีดจำกัดการล้า และความสามารถในการผลิต โปรแกรมเหล่านี้นั้นรวมไปถึง finite element analysis (FEA), computational fluid dynamics (CFD), และ computer-aided manufacturing (CAM).

[แก้] สาขาย่อยของวิศวกรรมเครื่องกล

งานภาคสนามของวิศวกรเครื่องกลเกิดจากการประยุกต์ใช้ความรู้ในหลายๆแขนงของวิศวกรรมเครื่องกล สาขาย่อยของวิศวกรรมเครื่องกลที่ถูกเขียนถึงต่อไปนี้มักจะจะถูกสอนในระดับตั้งแต่ปริญญาตรีลงมา นอกจากนี้บทความส่วนนี้จะอธิบายถึงรายละเอียดโดยย่อพร้อมทั้งตัวอย่างการประยุกต์ใช้ที่มักจะถูกใช้ สาขาย่องบางสาขาเป็นสาขาเฉพาะสำหรับวิศวกรเครื่องกล แต่ในบางสาขาเกิดจากสนธิความรู้จากสาขาอื่น งานของวิศวกรเครื่องกลส่วนมากใช้ความรู้และทักษะจากสาขาต่างๆเหล่านี้เข้าด้วยกันพอพอกับการใช้ความรู้จากสาขาที่เป็นความเชี้ยวชาญเฉพาะทาง สาขาความเชี่ยวชาญเฉพาะทางในบทความส่วนนี้มักจะสอนในระดับสูงกว่าปริญญาตรี หรือการฝึกสอนในภาคปฏิบัติมากกว่าการวิจัยในระดับปริญญาตรีหรือต่ำกว่า สาขาความเชี่ยวชาญเฉพาะทางจะถูกกล่าวถึงในส่วนท้ายๆของเนื้อหาส่วนนี้

[แก้] กลศาสตร์

วิกิตำรา มีคู่มือ ตำรา หรือวิธีการเกี่ยวกับ:
:en:Solid Mechanics

ดูบทความหลักที่ กลศาสตร์

วงกลมโมห์ร คือเครื่องมือทั่วไปที่ใช้ในการวิเคราะห์ค่าความเค้น-ความเครียดในทางวิศวกรรม

กลศาสตร์ คือการศึกษาแรงและผลกระทบของมันบนวัตถุ สำหรับกลศาสตร์วิศวกรรมแล้ว กลศาสตร์ถูกใช้เพื่อการวิเคราะห์และคำนวณความเร่งและการเปลี่ยนรูป (ทั้งบนวัสดุอีลาสติก และพลาสติก) บนวัสดุที่ทราบแรงที่เข้ากระทำ (หรือที่เรียกว่าภาระ) หรือทราบความเค้น สาขาย่อยของกลศาสตร์มีดังนี้

• สถิตยศาสตร์ (Statics) ศึกษาวัตถุที่อยู่นิ่งและทราบภาระ
• พลศาสตร์ (Dynamics) ศึกษาผลกระทบของแรงที่เข้ากระทำต่อวัตถุ
• ความแข็งแรงของวัสดุ ศึกษาการเปลี่ยนรูปของวัตสดุ ภายใต้ความเค้นแบบต่างๆ
• กลศาสตร์ของไหล ศึกษาปฏิกิริยาของของไหลอันเนื่องมาจากแรง
  • กลศาสตร์ของไหลนี้อาจจะแบ่งได้เป็นของไหลสถิตย์และของไหลจลน์ และกลสาสตร์ของไหลก็เป็นสาขาหนึ่งของ continuum mechanicsสำหรับการประยุกต์ใช้ความรู้ในสาขานี้มี ไฮดรอลิกส์ และ นิวแมติกส์
• Continuum mechanics คือวิธีการประยุกต์ใช้กลศาสตร์โดยสมมติว่าวัสดุนั้นมีความต่อเนื่องไม่ขาดช่วง

วิศวกรเครื่องกลมักจะใช้กลศาสตร์ในขั้นตอนการออบแบบและวิเคราะห์ ตัวอย่างเช่นในการออกแบบรถยนต์ สถิตยศาสตร์อาจจะถูกใช้ในการออกแบบโครงรถเพื่อหาว่าบริเวณใดท่ได้รับความเครียดสูงที่สุด พลศาสตร์อาจจะถูกใช้ในการออกแบบเครื่องยนต์เช่นคำนวณแรงในลูกสูบ ความแข็งแรงของวัสดุจะถูกใช้เพื่อการเลือกวัสดุที่มีความเหมาะสม ส่วนกลศาสตร์ของไหลอาจจะถูกใช้เพื่อการวิเคราะห์ระบบระบาบอากาศ หรือระบบดูดอากาศเข้าเครื่องยนต์

[แก้] จลนศาสตร์

จลนศาสตร์ (kinematics) เป็นการศึกษาการเคลื่อนไหวของวัตถุและระบบโดยไม่สนใจแรงที่ทำให้เกิดการเคลื่อนไหว การเคลื่อนไหวของเครนหรือการเคลื่อนที่กลับไปกลับมาของลูกสูบเป็นตัวอย่างหนึ่งของระบบทางจลนศาสตร์อย่างง่าย เครนเป็นตัวอย่างของระบบเปิดทางจลนศาสตร์ ส่วนลูกสูบเป็นระบบปิดแบบโฟร์บาร์ลิงเกจ
วิศวกรจะใช้จลนศาสตร์ในการออกแบบและวิเคราะห์กลไก ซึ่งจลนศาสตร์นี้สามารถใช้คำนวณหาขอบเขตการเคลื่อนที่ของกลไก หรือออกแบบกลไกที่มีเพื่อตอบสนองการเคลื่อนที่ของกลไก

เครื่อง CNC คือตัวอย่างผลงานของเครื่องกลไฟฟ้า

หุ่นยนต์เดินสองขาตัวแรกของไทย สร้างโดยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

[แก้] หุ่นยนต์และเครื่องกลไฟฟ้า

เครื่องกลไฟฟ้าเป็นศาสตร์ผสมระหว่างวิศวกรรมเครื่องกล, วิศวกรรมไฟฟ้าและวิศวกรรมซอฟต์แวร์ ซึ่งพิจารณาได้ว่าการผสมผสานความรู้ทางไฟฟ้าและเครื่องกลนั้นเป็นระบบผสม (Hybrid system) ดังนั้นเครื่องยนต์จะสามารถเคลื่อนไหวได้ด้วยตัวเองจากการใช้มอเตอร์ไฟฟ้า, กลไกเซอร์โว หรืออุปกรณ์ทางไฟฟ้าอื่นๆภายใต้การควบคุมของโปรแกรมพิเศษ ตัวอย่างง่ายๆของเครื่องกลไฟฟ้าคือเครื่องอ่านซีดีรอม โดยระบบเชิงกลนั้นคือระบบชักถาดซีดีเข้า/ออก, การหมุนแผ่นซีดี และกลไกขยับหัวอ่านเลเซอร์ โดยที่ระบบทางไฟฟ้าจะทำการอ่านข้อมูลและแปลงสัญญาณ ส่วนซอฟต์แวร์ทำหน้าที่ควบคุมกระบวนการและสื่อสารระหว่างซีดีกับคอมพิวเตอร์
สำหรับวิศวกรรมหุ่นยนต์นั้นเป็นการประยุกต์ใช้เครื่องกลไฟฟ้าเพื่อการสร้างหุ่นยนต์ ซึ่งส่วนมากจะใช้ปฏิบัติงานที่อันตราย, ไม่พึงประสงค์ หรืองานซ้ำซากสำหรับมนุษย์ หุ่นยนต์เหล่านี้จะมีรูปร่างหรือขนาดอย่างไรก็ได้ แต่พวกมันล้วนถูกโปรแกรมและสามารถตอบสนองทางกายภาพต่อสิ่งเร้าได้ เพื่อการสร้างหุ่นยนต์ วิศวกรจะใช้คิเนมาติกส์เพื่อออกแบบขอบเขตการเคลื่อนไหว และกลศาสตร์เพื่อวิเคราะห์ความเค้นในหุ่นยนต์
หุ่นยนต์ถูกใช้มากในอุตสาหกรรม ซึ่งทำให้ต้นทุนแรงงานต่ำลง สามารถทำให้ผู้ประกอบการทำงานที่อันตรายเกินไป หรือซ้ำซากเกินไปสำหรับมนุษย์ได้อย่างคุ้มค่าและสามารถรับประกันคุณภาพของผลิตภัณฑ์ได้ หลายๆบรรษัทอาจจะใช้หุ่นยนต์ในขั้นตอนการประกอบชิ้นส่วน และบางโรงงานใช้หุ่นยนต์ในการทำงานทั้งหมดจนไม่ต้องใช้มนุษย์ในการทำงาน และนอกจากในโรงงานแล้ว หุ่นยนต์อาจจะถูกใช้ในการกู้ระเบิด, การสำรวจอวกาศ หรืองานอื่นๆ นอกจากนี้หุ่นยนต์ก็สามารถทำงานบ้านได้

[แก้] การวิเคราะห์โครงสร้าง

การวิเคราะห์เชิงโครงสร้างเป็นสาขาหนึ่งของวิศวกรรมเครื่องกล (และวิศวกรรมโยธา) เพื่อตรวจสอบว่าเป้าหมายนั้นพังเพราะเหตุใดและทำไม ความเสียหายเชิงโครงสร้างโดยทั่วไปแล้วจะเกิดขึ้นได้สองลักษณะใหญ่คือความเสียหายสถิตย์ (Static Failure) และความเสียหายล้า (Fatigue Failure) ความเสียหายเชิงโครงสร้างสถิตย์เกิดขึ้นเมื่อเป้าหมายที่ถูกพิจารณานั้นแตกหักหรือเปลี่ยนรูปแบบพลาสติก (Plastic Deforming) ขึ้นอยู่กับเกณฑ์พิจารณา (ในบางกรณี การเปลี่ยนรูปนั้นสามารถยอมรับได้ จึงไม่ถือว่าเกิดความเสียหาย) สำหรับความเสียหายล้าคือความเสียหายที่เกิดขึ้นจากการรับภาระที่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดอยู่ตลอดเวลาซ้ำไปซ้ำมาเป็นวงรอบหลายๆรอบ สาเหตุของความเสียหายล้านี้เกิดความไม่สมบูรณ์แบบของวัสดุ เช่นเกิดการแตกหักในระดับไมโครบนผิวของวัสดุซึ่งจะค่อยๆทวีความเสียหายมากขึ้นเรื่อยๆในแต่ละรอบการทำงานจนกระทั่งรอยแตกหักนั้นกว่างมากพอที่จะถือได้ว่าเสียหายอย่างที่สุด (Ultimate Failure)

แบบmechanical double sealที่เขียนด้วยCAD

[แก้] การเขียนแบบ

ดูบทความหลักที่ การเขียนแบบเชิงเทคนิก และ CNC

การเขียนแบบคือการที่วิศวกรเครื่องกลเขียนแบบเพื่อแนะนำชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ซึ่งให้รายละเอียดมิติที่จำเป็นต้องแจ้งให้ผู้ผลิตทราบ ตลอดจนการระบุหมายเหตุ, รายการวัสดุที่ต้องใช้และข้อมูลที่จำเป็นอื่นๆ แบบที่เขียนนี้อาจจะเขียนด้วยมือหรือคอมพิวเตอร์ก็ได้ วิศวกรหรือช่างที่มีหน้าที่ในการเขียนแบบนี้จะถูกเรียกว่าช่างเขียนแบบ ในอตีตการเขียนแบบจะเป็นการเขียนภาพสองมิติ แต่โปรแกรมcomputer-aided design (CAD) ทำให้ช่างเขียนแบบสามารถเขียนภาพสามมิติได้
ข้อแนะนำในการผลิตนี้จำต้องป้อนเข้าสู่เครื่องจักรที่จำเป็น ไม่ว่าจะเป็นการป้อนข้อมูลโดยทั่วไปหรือผ่านการใช้โปรแกรม computer-aided manufacturing (CAM) หรือโปรแกรมผสม CAD/CAM โดยทางเลือกแล้ววิศวกรอาจจะทำการผลิตชิ้นส่วนโดยอาศัยแบบที่ได้รับมา แต่การประยุกต์ใช้เครื่องCNC (computer numerically controlled)นั้นได้รับความนิยมใช้มากขึ้นเช่นกัน ในเบื้องต้นวิศวกรยังผลิตชิ้นส่วนด้วยมนุษย์ในงานหรือกระบวนการที่การใช้เครื่องจักรไม่ให้ผลตอบแทนที่คุ้มค่าเชิงเศรษฐศาสตร์เช่นการพ่นสีเคลือบผิว หรือ การขัดผิว
การเขียนแบบถูกใช้แทบจะทุกสาขาทางวิศวกรรมเครื่องกลและวิศวกรรมสาขาอื่นและสถาปัตยกรรม แบบจำลองสามมิติที่ถูกเขียนด้วย CAD โดยมากอาจจะถูกประยุกต์ใช้ในโปรแกรม finite element analysis (FEA) และ computational fluid dynamics (CFD) อีกด้วย

[แก้] อุณหพลศาสตร์หรือวิทยาศาสตร์ความร้อน

วิกิตำรา มีคู่มือ ตำรา หรือวิธีการเกี่ยวกับ:
:en:Thermodynamics

อุณหพลศาสตร์คือวิทยาศาสตร์ประยุกต์ที่ถูกใช้ในวิศวกรรมหลายสาขารวมไปถึงวิศวกรรมเครื่องกลและวิศวกรรมเคมี อธิบายอย่างง่ายที่สุดเกี่ยวกับอุณหพลศาสตร์ก็คือศาตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับพลังงานและการเปลี่ยนรูปของพลังงานภายในระบบ สำหรับในทางวิศวกรรมแล้ว จะสนใจการเปลี่ยนรูปของพลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่งเป็นหลัก ตัวอย่างเช่นเครื่องยนต์รถยนต์ที่เปลี่ยนแปลงพลังงานเคมี (เอนทัลพี) ในน้ำมันไปเป็นความร้อน และพลังงานกลตามลำดับเพื่อการขับเคลื่อนล้อรถ
หลักการทางอุณหพลศาสตร์ถูกใช้มากในทางวิศวกรรมเครื่องกลในด้านการถ่ายเทความร้อน,thermofluids และการอนุรักษ์พลังงาน วิศวกรเครื่องกลใช้ความรู้ทางด้านนี้เพื่อการออกแบบเครื่องยนต์, โรงต้นกำลัง, ระบบความร้อน-ถ่ายเทอากาศ-การปรับอากาศ, อุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อน, อุปกรณ์ระบายความร้อน, ตู้เย็น, ฉนวนความร้อน ฯลฯ

[แก้] หัวข้องานวิจัยที่เป็นเรื่องใหม่ในทางวิศวกรรมเครื่องกล

วิศวกรเครื่องกลพยายามขยายขอบเขตความรู้ในสาขาวิชาของตนออกไปอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่ปลอดภัยมากขึ้น, ลดต้นทุนการผลิต, และมีประสิทธิภาพมากขึ้น งานวิจัยใหม่ๆที่กำลังเป็นที่สนใจมีดังนี้
อ่านเพิ่มเติม การค้นคว้าทางวิศวกรรม

ผ้าถักที่มีการผสมคาร์บอนไฟเบอร์

[แก้] วัสดุผสม

ดูบทความหลักที่ วัสดุผสม

วัสดุผสมคือการผสมวัสดุเข้าด้วยกันเพื่อให้เกิดคุณลักษณะทางกายภาพที่แตกต่างออกไปจากวัสดุเดิมโดดๆ การวิจัยวัสดุผสมในแวดวงวิศวกรรมเครื่องกลเจาะจงไปที่การออกแบบวัสดุที่แข็งแรงกว่า และมีความคงทนถาวรมากกว่า (และด้วยผลที่ตามมาก็คือสภาวะที่เหมาะสมต่อการใช้งาน) โดยพยายามที่จะลดน้ำหนักของวัสดุลง มีความคงทนต่อการสึกกร่อนและปัจจัยไม่ปรารถนามากขึ้น คาร์บอนไฟเบอร์เป็นตัวอย่างหนึ่งของวัสดุที่ถูกใช้ผสมลงในวัสดุซึ่งถูกใช้อย่างแพร่หลายตั้งแต่ในอวกาศยานลงมาจนถึงเบ็ดตกปลา

[แก้] เครื่องกลไฟฟ้า

เครื่องกลไฟฟ้าคือการผสมผสานความรู้ทางวิศวกรรมเครื่องกล, ไฟฟ้า, อิเล็กทรอนิกส์ และคอมพิวเตอร์เข้าด้วยกัน เพื่อการศึกษาระบบอัตโนมัติและถูกใช้งานในการควบคุมระบบผสมชั้นสูง

ตัวอย่างการวิเคราะห์การชนของรถด้วยไฟไนท์อีลาเมนท์

[แก้] ไฟไนต์ เอเลเมนต์

ระเบียบวิธีไฟไนต์เอเลเมนต์ไม่ใช่สาขาใหม่ เนื่องจากแนวคิดพื้นฐานของมันได้ถูกคิดขึ้นมาตั้งแต่พ.ศ. 2484แล้ว แต่พัฒนาการของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ทำให้การวิเคราะห์ไฟไนท์อีลาเมนท์เป็นทางเลือกที่จับต้องได้ในปัญหาการวิเคราะห์โครงสร้าง มีโค้ดเชิงพานิชย์มากมายที่ได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมเพื่อการวิจัยและออกแบบชิ้นส่วน เช่น ANSYS, Nastran and ABAQUS

[แก้] เทคโนโลยีนาโน

ณ ขนาดที่เล็กที่สุด วิศวกรรมเครื่องกลได้กลายมาเป็นเทคโนโลยีนาโนและวิศวกรรมโมเลกุล โดยมีเป้าหมายเพื่อการสร้างอุปกรณ์ขนาดจิ๋วเพื่อสร้างโมเลกุลหรือวัสดุผ่านแม็คคาโนซินเทสิส

[แก้] อื่นๆ