Thiết kế cơ khí có nhiều loại khác nhau: từ thiết kế các chi tiết nhỏ như linh kiện chính xác, đến thiết kế các thiết bị lớn như nhà máy; từ thiết kế máy chuyên dụng một sản phẩm đến thiết kế sản phẩm sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, kiến thức cần thiết về cơ bản là giống nhau. Bằng cách học những kiến thức cơ bản sau đây, bạn sẽ có nền tảng cần thiết để thực hiện thiết kế máy móc và sản phẩm.
Trước tiên, về mặt học thuật, cần nắm vững “4 lĩnh vực cơ học quan trọng trong cơ khí”:
- Cơ học vật liệu
- Cơ học máy
- Cơ học chất lỏng
- Nhiệt động học
- Cơ học vật liệu và cơ học máy là kiến thức cần thiết để tạo ra máy móc và sản phẩm không bị hỏng. Đối với các máy móc chuyển động, kiến thức về cơ học máy là bắt buộc.
- Cơ học chất lỏng cần cho thiết kế các sản phẩm có dòng chảy như ống góp, tuabin, van trong ô tô hoặc các thiết bị sử dụng nước, khí.
- Nhiệt động học cần cho thiết kế các sản phẩm tỏa nhiệt, ví dụ như động cơ.
Ngoài 4 lĩnh vực cơ học trên, còn cần học thêm:
- Vẽ kỹ thuật (bản vẽ thiết kế)
- Các chi tiết máy (mechanical elements)
- Vẽ kỹ thuật là cách thể hiện thiết kế dưới dạng bản vẽ. Vì nhiều người liên quan đến thiết kế sẽ nhìn vào bản vẽ này, bạn cần học các quy tắc để bất cứ ai cũng có thể đọc được.
- Chi tiết máy là tập hợp các bộ phận như trục, vòng bi, bu-lông, bánh răng… theo tiêu chuẩn JIS hoặc các tiêu chuẩn khác. Những chi tiết này được sử dụng trong nhiều loại sản phẩm khác nhau.
Tiếp theo, từ bản vẽ đã thiết kế, bạn cần tạo ra sản phẩm thực tế. Bản vẽ chỉ có ý nghĩa nếu sản phẩm có thể được chế tạo. Để thiết kế máy móc hay sản phẩm có thể chế tạo, bạn cần kiến thức về:
- Gia công
- Vật liệu
- Gia công bao gồm nhiều phương pháp như cắt gọt, đúc, tạo hình… Mỗi phương pháp có đặc điểm riêng, vì vậy cần biết các phương pháp có sẵn.
- Vật liệu rất quan trọng để đảm bảo hiệu năng sản phẩm. Với sản xuất hàng loạt, cần chọn vật liệu có thể cung cấp ổn định. Các vật liệu ngày càng có nhiều loại nhẹ và bền. Bạn không cần trở thành chuyên gia, nhưng cần hiểu đặc tính cơ bản để sản phẩm phát huy hiệu năng tối đa.
Để hiểu tính chất cơ học của vật liệu, cần học về:
- Vật liệu kim loại
- Nhựa/plastic
Các sản phẩm sản xuất hàng loạt như đồ điện, ô tô được sản xuất tại nhà máy. Sản phẩm thiết kế phải có thể sản xuất ổn định, do đó cần kiến thức về:
- Lắp ráp
- Sản xuất
Thông thường trong công ty sẽ có chuyên gia về gia công và sản xuất, nhưng bạn cũng nên có kiến thức đủ để trao đổi với họ.
Hiện nay, việc thiết kế sử dụng IT phát triển rất nhanh. Các công cụ như CAD (vẽ bản vẽ trên máy tính) và CAE (mô phỏng) được áp dụng rộng rãi.
Như vậy, để trở thành một kỹ sư thiết kế hoàn chỉnh, cần rất nhiều kiến thức. Tuy nhiên, không cần học tất cả cùng một lúc. Bạn có thể học theo nhu cầu từng giai đoạn.
Các kỹ sư giàu kinh nghiệm thường hiểu rộng các kiến thức này. Người mới học sẽ học dưới sự hướng dẫn của các bậc thầy, nhưng đừng mong họ sẽ dạy hết kiến thức cơ bản. Trong thực tế, thời gian để đào tạo thường rất hạn chế, vì vậy thái độ tự học khi cần thiết là cực kỳ quan trọng.
Và điều cuối cùng tôi muốn nhắn nhủ là, đối với một kỹ sư thiết kế, không chỉ kiến thức mà khả năng giao tiếp cũng vô cùng quan trọng.
Tôi nghĩ rằng: “Chất lượng thiết kế phản ánh chất lượng giao tiếp”.
Thiết kế không phải là công việc của một người; luôn cần phối hợp với các phòng ban liên quan và các nhà cung cấp hợp tác. Trong trường hợp công ty không sở hữu một công nghệ nào đó, đôi khi phải hợp tác với các công ty khác để sản xuất sản phẩm. Trong mọi trường hợp này, giao tiếp là yếu tố không thể thiếu.
Nhiều kỹ sư thường không giỏi giao tiếp, nhưng đây là kỹ năng quan trọng mà bạn cần rèn luyện trong quá trình phát triển nghề nghiệp của mình như một kỹ sư thiết kế.
