نقش نرم افزارها در بهبود و سهولت تقریبا تمام فعالیتهای دنیای مدرن غیر قابل انکار است. کاربرد نرم افزار شامل مواردی از امور روزانه مانند برقراری ارتباط تا انجام کارهای تخصصی می شود. در این میان نرم افزارهای مهندسی نیز که از حدود نیم قرن پیش توسعه یافته اند، امروزه به جایگاه قابل توجهی رسیده اند، بگونه ای که انجام امور مختلف بدون کمک گرفتن از نرم افزارهای تخصصی تقریبا غیر قابل تصور و توجیه ناپذیر است.
در حوزه مهندسی مکانیک، نرم افزارهای کاربردی از حدود سال 1949 میلادی، با ساخت اولین کامپیوترهای صنعتی و برای کمک به مهندسان در انجام محاسبات، تحلیل ها و شبیه سازی ها طراحی شد. با گذشت زمان و پس از ایجاد رابطهای کاربری و در حدود سال 1952، نرم افزارهای به اصطلاح ( CAD (Computer Aided Design یعنی طراحی به کمک کامپیوتر برای اولین بار وارد بازار شد. با استفاده از موتور های جستجو مانند گوگل(Google) می توانید اطلاعات بیشتری در خصوص نرم افزارهای کد بدست آورید. البته نرم افزارهای CAD در آن زمان بسیار ساده بوده و در واقع تنها قابلیت طراحی و کشیدن اسکچ ها دو بعدی را داشته اند. این نسل از نرم افزارهای مهندسی که نسل اول بودند را به نام 2D wire frame می شناختند. با گذشت زمان نرم افزارهای کد (طراحی به کمک کامپیوتر) پیشرفته تر شده و در بین سالهای 1966 و 1968 قابلیت های طراحی سه بعدی3D wire frame پیدا کردند. البته این قابلیت ها نه در زمینه طراحی و نه گرافیک چندان قابل توجه نبود اما برای مهندسانی که تمام پروسه طراحی و محاسبات را با روشهای دستی انجام می دادند ابزار مفیدی بود.
امروزه نرم افزارهایی مانند سالیدورک(سالیدورکز - سالیدورکس)، بسیار فراتر از یک ابزار مدلسازی هستند. به عنوان مثال نرم افزار Solidworks امکان طراحی و تهیه نقشه ساخت، مهندسی معکوس، انواع شبیه سازی و تحلیل مکانیکی، برآورد قیمت ساخت قطعات مکانیکی، شبیه سازی پروسه ساخت و تخمین هزینه تولید را فراهم می کند.
نرم افزار سالیدورکز یا سالیدورک که به دلیل قابلیت های فراوان و تکامل در همراه سازی CAD/CAM/CAE، رابط کاربر پسند و قیمت مناسب، پر فروش ترین نرم افزار مهندسی مکانیک در جهان می باشد، در بازار ایران نیز مورد استقبال فراوان قرار گرفته است.
نرم افزار سالیدورک(Solidworks) دارای محیط های گسترده ای است که در عین امکان یادگیری سریع، امکانات زیادی نیز در اختیار کاربر قرار می دهد. محیط هایی مانند طراحی قطعه، ورق کاری یا شیت متال، طراحی استراکچر و شاسی، طراحی سطح(Surface Modeling) و ابزار کار با ابر نقاط برخی از محیط های نرم افزار سالیدورکس است. در بخش اسمبلی و مونتاژ هم دسترسی به قطعات استاندارد با گستره قابل توجه، شبیه سازی های حرکتی، تحلیل تداخل و بسیاری قابلیت های دیگر را در اختیار کاربر قرار میدهد. سالیدورک(سالیدورکز) در کنار این امکانات، قابلیت های شبیه سازی و تحلیل های استاتیکی، دینامیکی و شبیه سازی سیالاتی(CAE – Computer Aided Engineering) را در محیط قطعه و مونتاژ فراهم می کند.
با استفاده از Solidworks امکان تهیه رندر (تصاویر مشابه واقعیت) وجود دارد که تصویر مناسبی از محصول طراحی شده ارائه می کند. این تصویر در صورت رعایت نکات ساخت بسیار شبیه به مدل واقعی خواهد بود.
نرم افزار سالیدورکز(سالید ورک) علاوه بر امکانات مناسب، رابط کاربری جذاب و قابلیتهای متعدد، ارتباط با ماشین های CNC را دارد. یعنی با کمک سالیدورکس می توان پروسه ماشین کاری را شبیه سازی کرد و بصورت مستقیم اجرا نمود. (CAM – Computer Aided Manufacturing)
شاید اولین سوالی که با خواندن این تیتر در ذهنتان ایجاد شود این است که چرا از عبارت "در گذشته" استفاده کردیم. در توضیح این بخش سعی می کنیم به این سوال پاسخ دهیم. البته در ابتدا توضیح مختصری درباره هر یک از این نرم افزارها خواهیم داد.
قبل از هر توضیح، باید بدانیم که تمام اصطلاح ها و نرم افزارهایی که در مورد آنها صحبت می کنیم، در حوزه مهندسی مکانیک است و این واژه های در بخش های دیگر علوم مهندسی یا حوزه مدیریت ممکن است مفاهیم دیگری داشته باشد.
نرم افزار های طراحی مکانیکی به کمک کامپیوتر برای ساخت هندسه و ویژگی های فیزیکی یک محصول یا دستگاه استفاده می شود. در واقع طرح دیتیل و کانسپت توسط نرم افزارهای کد ساخته می شود. بعضی از نرم افزار های CAD که متداول هستند عبارتند از : Solidworks, Catia, Fusion, NX و سایر نرم افزارهای مشابه.
پس هدف اصلی در یک نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر یا CAD، طراحی مدل سه بعدی و هندسه محصول، رسم هندسی قطعات و نحوه اتصال و عملکرد آنها است.
پس از اینکه مدل سه بعدی را در نرم افزارهای CAD رسم کردیم، برای اینکه بتوانیم از عملکرد صحیح و استحکام بهینه قطعات و اجزا مطمئن شویم، با استفاده از نرم افزار های شبیه سازی و تحلیل(CAE)، می توانیم، محصول، دستگاه و یا قطعه را از نظر وضعیت تنش، ضریب اطمینان، رفتار و حرکت سیال و یا انتقال حرارت آنالیز کنیم. در واقع نرم افزارهای CAE مکمل CAD در فرآیند طراحی یک دستگاه، قطعه یا مشاین آلات صنعتی هستند.
بعضی از نرم افزارهای معروف شبیه سازی و تحلیل Abaqus و Ansys هستند. نتیجه این شبیه سازی و تحلیل ها به ما کمک می کند که اگر تغییری در طراحی مکانیکی لازم است، آن را قبل از تولید متوجه شویم.
بعد از این که طراحی سه بعدی یک دستگاه یا خط تولید تمام شد و قطعات و مجموعه ها از نظر مکانیکی تحلیل و شبیه سازی شدند، برای تولید هر قطعه باید هندسه و فرم پارت، به زبان ماشین آلات تولید مانند دستگاه CNC، دستگاه تراش و پرینتر سه بعدی تبدیل شود. برای اینکار از نرم افزار های CAM استفاده می کنیم. در واقع نرم افزار CAM طرح هر قطعه را با توجه به فرآیند ساخت آن، به زبان ماشین تبدیل می کند. نمونه نرم افزار CAM، پاور میل و مستر کم است که کاربرد زیادی در تولید دارند.
اکنون می توانیم توضیحی که در ابتدای این بخش دادیم را تکمیل کنیم. به مرور زمان سازندگان نرم افزار های مهندسی مانند Solidworks، به این نتیجه رسیدند که اگر علاوه بر قسمت CAD که ترسیم هندسی و مدل سه بعدی است، بخش های CAE که سیمولیشن و تحلیل مکانیکی است و همچنین CAM را به نرم افزار خود اضافه کنند، مشتریان و کاربران سالیدورک می توانند با خیال راحت تری از نرم افزار استفاده کنند و در عین حال فروش نرم افزار نیز بیشتر می شود. برای همین موضوع به مرور زمان، قسمت Solidworks simulation که شبیه سازی سیالات، انتقال حرارت و تحلیل تنش استاتیک و دینامیک است به نرم افزار سالیدورکس اضافه کردند. در عین اد این و پلاگین Solidworks CAM را هم برای بخش تولید و ماشینکاری وارد نرم افزار کردند. به این ترتیب در سالهای اخیر کل فرآیند های CAD/CAM/CAE را می توانید با نرم افزاری مانند سالیدورکز انجام بدهید.
انتخاب نرم افزار طراحی و مهندسی، بیشتر از عامل دیگری بستگی به نوع صنعت دارد. برای مثال در صنعت خودرو سازی،کتیا را عموما به عنوان نرم افزار اصلی استفاده می کنند و می شناسند. در صنایع هوایی و صنایع دریایی هم معمولا کتیا گزینه اصلی است. اما در بیشتر حوزه های صنعتی که مربوط به بخش خصوصی است، نرم افزار سالیدورک به خاطر راحتی کار و امکانات وسیعی که دارد، امروزه به عنوان نرم افزار اصلی طراحی مورد استفاده قرار می گیرد.
به خاطر داشته باشید که نرم افزار طراحی و مهندسی حکم یک ابزار را دارد و همانطور که هیچکسی با داشتن یک جعبه ابزار گران قیمت و کامل تعمیرکار خوبی نمی شود، صرف یاد گرفتن یک نرم افزار شما را به یک طراح حرفه ای تبدیل نمی کند. پس بیشتر از اینکه وقت خود را صرف مقایسه نرم افزارها کنید، بر روی مهارت های اجرایی تمرکز داشته باشید.
