פיתוח מכונות , חלקי מכונות או עזרים טכנולוגיים, הם העבודה הקלאסית של מהנדס מכונות או לפעמים מהנדס אווירונאוטיקה.
במסגרת העבודה של חברת mecbit עם מפעלים בישראל, לא פעם יצא למהנדסים לעבוד על שיפורי תכן למכונות או פיתוח מכונות חדשות לחלוטין לצורך ייצור מוצרים, אריזה או ביצוע פעולה כלשהיא במסגרת פס הייצור.
פיתוח מכונות הוא לא רק פיתוח אמצעי ייצור או אריזה. מכונה היא בעצם כל מערכת המכילה חלקים נעים כלשהם, ובכל מערכת מסוג זה, יש צורך במהנדס מכונות, מהנדס אווירונאוטיקה או מהנדס תעשייה וניהול, לביצוע שלבי תכן ופיתוח המכשיר.
דוגמא מצויינת למכונה שאינה מכונת ייצור תעשייתית, ואין אנו חושבים עליה כמכונה במובן הקאלסי למרות שאנו באים איתה במגע כל יום, היא המכונית. מכוניות כוללות בהן את כל המערכות השונות אותן מפתחים מהנדסי המכונות - מערכות קירור, מנוע, מערכות בקרה, תכן תרמודינמיקה, מערכות הנעה מיסבים ובלמים, מערכות הידראלויקה ופניאומטיקה ועוד.
בזמן פיתוח מכונת ייצור או כל מכונה אחרת, בדרך כלל יש צורך בכמה תחומי ידע עיקריים:
1- תורת הבקרה. תחום ידע המתבסס על מערכות לינאריות ומשוואות דיפרנציאליות רגילות וחלקיות. תורת הבקרה היא תחום הנדסי בפני עצמו אשר דרוש לצורך תכן ביצועי של המכונה, שליטה ופיקוד על תפעולה, מניעת כשל לוגי ומניעת תגובות דינאמיות לא רצויות (כמו כניסה לרזוננס למשל).
2- תרמודינמיקה ומעבר חום. תחום ידע אשר תורם להבנת ההתנהגות התרמית של המכונה, ומניעת כשלון פעולתה עקב התחממות יתר או התקררות. במקרים מסויימים, התהליך שמבצעת המכונה הוא במהותו תהליך תרמי, הוא למשל במכונת חיתוך, הלחמה, ריתוך וכדו, שם חישובי תרמודינמיקה או מעבר חום הם מהותיים לצורך ביצוע הפעולה שהמכונה נועדה לבצע.
3- חוזק חומרים והנדסת חומרים. אנשים רבים אינם יודעים שתחום הנדסת החומרים הוא תחום ידע אליו עובדים מהנדסי מכונות רבים בנוסף למהנדסי חומרים וכימאים. כאשר מדובר על פיתוח מכונות או מוצרים מכאניים, בדרך כלל המהנדס מעוניין למצוא חומרים בעלי תכונות מכניות אופטימאליות כמו קושי, חוזק מתיחה, חוזק לחיצה, מעבר חום, מוליכות תרמית וכדו.
4- תכן. תכן (בניגוד לתכנון) הוא פיתוח הנדסי וגיאומטרי של המערכת כולה. מהנדסי מכונות העוסקים בתכן נקראים מהנדסי תכן, (או לפעמים מכניקרים, מהנדסי מכניקה וכו). תכן מכני נעשה על ידי שימוש בתוכנות תכן הנדסיות כמו סוליד וורקס, סימטרון, אוטו קאד ועוד. בעבר התכן היה נעשה על גבי נייר שרטוט, בעזרת כלים פשוטים. כיום ישנם כלי סימולציה ממוחשבים, תוכנות אלמנטים סופיים, הדמיות בתלת ממימד, בניית מודלים ודגמים בעזרת הדפסה תלת ממדית או עיבוד שבבי ועוד.
למידע נוסף לגבי פיתוח מכונות, פטנטים , ייצור או עבודות תכן והנדסת מכונות, הנכם מוזמנים להיכנס לאתר הראשי של חברת מקביט, פורטל הפטנטים.
