1. Cơ khí là gì?
Cơ khí là một ngành khoa học kỹ thuật liên quan đến chế tạo, vận hành, thiết kế và bảo trì các hệ thống có trong cơ học. Đây là một ngành được ứng dụng nhiều trong đời sống xã hội và có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế. Ngành này bao gồm nhiều lĩnh vực như: thiết kế, chế tạo các máy móc, kỹ thuật ô tô, kỹ thuật hàng không, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật nhiệt, kỹ thuật cung cấp năng lượng, và nhiều lĩnh vực khác.
2. Lịch sử của ngành cơ khí
Vào thời kỳ cổ đại thì cơ khí đã tồn tại, khi con người sử dụng các công cụ đơn giản để đáp ứng nhu cầu sản xuất và vận chuyển như bánh xe, cơ cấu đòn bẩy và các thiết bị đơn giản khác.
Tới thời kỳ cách mạng thế kỷ 18-19, đã chứng kiến sự phát triển đáng kể của cơ khí trong kỷ nguyên “Cách mạng công nghiệp”. Sự ra đời của máy hơi nước và máy móc công nghiệp đã thay đổi toàn bộ cách thức sản xuất và tiến hành các quy trình công nghiệp hóa. Nhà máy, xưởng sản xuất đã mọc lên khắp nơi, đánh dấu sự bùng nổ của ngành cơ khí.
Xem thêm: Công nghiệp là gì? Các ngành phổ biến trong lĩnh vực này
Tới thế kỷ 20, thì ngành này đã tiếp tục phát triển và đóng vai trò quan trọng vào sự tiến bộ của kỹ thuật, công nghiệp. Trong những năm gần đây, ngành cơ khí hiện đại đang chứng kiến sự phát triển đáng kể của công nghệ thông tin, trí tuệ nhân tạo(AI), và nhiều công nghệ khác như in 3D và robot học.
3. Vai trò của cơ khí trong nền công nghiệp
Cơ khí có vai trò quan trọng từ thiết kế, chế tạo máy móc, thiết bị sản xuất, đến vận hành và bảo trì hệ thống công nghiệp.
Gia công và chế tạo: Các phương thức gia công cơ khí ngày càng trở nên đa dạng. Điều này giúp cho các sản phẩm được tạo nên từ quy trình này trở nên phong phú về mặt kích thước và mẫu mã.
Xem thêm: Các ứng dụng của gia công cơ khí
Tự động hóa: Cơ khí đóng vai trò quan trọng trong việc tự động hóa quy trình sản xuất. Các hệ thống tự động hóa giúp tăng năng suất, giảm lỗi và đảm bảo sự ổn định trong sản xuất.
Bảo trì và sửa chữa: Đảm nhận nhiệm vụ bảo trì và sửa chữa các thiết bị, máy móc trong quy trình sản xuất. Việc duy trì và bảo dưỡng định kỳ giúp đảm bảo máy móc hoạt động liên tục, đạt hiệu suất cao của các hệ thống công nghiệp.
Nghiên cứu và phát triển: Ngành này đóng góp vào hoạt động nghiên cứu và phát triển trong công nghiệp. Những kỹ sư sẽ tham gia vào việc phân tích, thử nghiệm, phát triển công nghệ mới, vật liệu và quy trình sản xuất tiên tiến.
4. Các lĩnh vực phổ biến trong ngành cơ khí
4.1 Cơ khí chế tạo
Cơ khí chế tạo là ngành nghề tập trung vào việc gia công và sản xuất các chi tiết, bộ phận và sản phẩm cơ khí từ kim loại, nhựa, hoặc các vật liệu khác nhau. Sản phẩm của ngành cơ khí chế tạo được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như chế tạo máy móc, xây dựng dân dụng và công nghiệp, và nhiều lĩnh vực khác.
4.2 Cơ khí chế tạo máy
Cơ khí chế tạo máy là lĩnh vực chuyên sản xuất, lắp rắp, và bảo trì các loại máy móc và thiết bị phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau như sản xuất, xây dựng, giao thông và nông nghiệp. Sản phẩm của lĩnh vực này là các hệ thống và máy móc tự động và bán tự động động với chức năng giảm thiểu chi phí nhân công, nâng cao năng suất lao động, cũng như tối ưu hóa quy trình sản xuất.
4.2 Cơ khí động lực
Là một ngành nghiên cứu và ứng dụng các nguyên lý vật lý để phân tích, chế tạo và bảo trì các loại máy móc, hệ thống cơ khí có liên quan đến hoạt động của các nguồn năng lượng như điện, nhiệt, áp suất… Ngành này có vai trò quan trọng trong việc phát triển nền công nghiệp công nghệ cao như điện tử thông minh, robot hóa. Các công việc trong lĩnh vực này được biết đến như: Thiết kế động cơ, gia công động cơ, lắp ráp động cơ, bảo dưỡng và sửa chữa động cơ.
4.3 Kỹ thuật nhiệt (Điện lạnh)
Là một ngành nghiên cứu về hệ thống kỹ thuật nhiệt điện lạnh, ứng dụng khoa học kỹ thuật để thiết kế chế tạo vận hành hệ thống thiết bị nhiệt, đáp ứng nhu cầu cuộc sống cho người dùng cũng như trong sản xuất công nghiệp. Ngành này có vai trò then chốt trong việc duy trì môi trường sống an toàn và thoải mái cho con người. Một số ví dụ về các sản phẩm kỹ thuật nhiệt (điện lạnh): máy giặt ủi, máy sấy quần áo, máy làm kem…
4.4 Cơ khí gia công chế tạo hình
Đây là một lĩnh vực liên quan đến việc sử dụng các máy móc và công nghệ để tạo ra các hình dạng, kích thước và chất lượng của các sản phẩm cơ khí. Các sản phẩm này có thể là các chi tiết máy móc, thiết bị, phụ tùng, vật liệu,…. Các phương pháp gia công chế tạo hình phổ biến nhất hiện nay bao gồm: gia công không phôi, cắt gọt, điện hóa, nhiệt điện và gia công bằng tia.
4.5 Ngành thiết kế và chế tạo cơ khí
Là một ngành liên quan đến các nguyên lý vật lý, kỹ thuật phân tích, thiết kế, chế tạo, bảo dưỡng, bảo trì các loại máy móc và hệ thống cơ khí. Ngành này có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như: máy móc và thiết bị sản xuất, ô tô, máy bay, hàng không vũ trụ, xây dựng, điện lực, chế tạo hóa học….
4.6 Cơ điện tử
Đây là một lĩnh vực đa ngành đề cập đến các kỹ năng cần thiết trong sản xuất tự động hiện đại, tiên tiến. Tại giao điểm của cơ khí, điện tử và máy tính, các chuyên gia cơ điện tử tạo ra các hệ thống đơn giản, thông minh.
Cơ điện tử là nền tảng thiết yếu cho sự phát triển trong tự động hóa và sản xuất. Các ứng dụng của cơ điện tử rộng rãi trong cuộc sống hiện nay như: điều khiển từ xa , robot , xe tự lái , trợ lý ảo , trí tuệ nhân tạo…
Trong những lĩnh vực đã kể trên, thì chúng đều có một mối liên kết mật thiết với nhau như lĩnh vực cơ khí chế tạo cần phải sử dụng các kiến thức, kỹ năng của cơ khí động lực để thiết kế và chế tạo các động cơ, máy móc. Lĩnh vực cơ điện tử thì cần sử dụng các kỹ năng của cơ khí chế tạo để gia công chi tiết máy móc và sử dụng các kiến thức, kỹ năng của điện tử để có thể thiết kế, lắp ráp các mạch điện tử.
Ngành cơ khí là một ngành có vai trò quan trọng trong nền kinh tế. Các sản phẩm và hệ thống cơ khí được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống, từ sản xuất, xây dựng, nông nghiệp, đến y tế, giáo dục,…
5. Các môn học cơ bản của ngành cơ khí
Dưới đây là những môn học nền tảng cần thiết để có thể tiếp thu các môn học chuyên ngành và vận dụng kiến thức vào thực tế công việc.
5.1 Toán học
Toán học là một ngành khoa học quan trọng trong cơ khí, giúp kỹ sư hiểu và giải quyết các vấn đề kỹ thuật phức tạp. Các môn học bao gồm đại số nghiên cứu về cấu trúc, quan hệ, số lượng. Giải tích thì nghiên cứu về sự thay đổi và chuyển động. Hình học nghiên cứu về hình dạng, kích thước. Thống kê nghiên cứu về sự thu thập, phân tích, giải thích và trình bày dữ liệu. Tích phân nghiên cứu về diện tích, thể tích, tổng quát hóa, phương trình vi phân.
5.2 Sức bền vật liệu
Môn học này tập trung vào việc nghiên cứu, hiểu biết về các loại vật liệu cơ khí cũng như cách mà chúng chịu lực và áp lực. Các đặc tính cơ học của vật liệu, như độ cứng, độ bền kéo, độ bền mỏi, và độ dẻo, được khám phá để xác định cách chúng phản ứng dưới tải, áp lực. Các phương pháp tính toán sức bền của vật liệu và khả năng chịu tải của chúng cũng được giảng dạy, cung cấp cho kỹ sư các công cụ để thiết kế các cấu trúc an toàn, hiệu quả.
5.3 Dung sai cơ khí
Dung sai cơ khí là một khía cạnh quan trọng của quá trình thiết kế và chế tạo. Nó liên quan đến việc xác định và kiểm soát các sai số có thể xảy ra trong quá trình sản xuất , lắp ráp, để đảm bảo rằng các bộ phận hoạt động chính xác, tương thích với nhau. Điều này đòi hỏi sự hiểu biết về các phương pháp đo lường, các tiêu chuẩn dung sai, và cách áp dụng chúng trong thiết kế.
5.4 Truyền động cơ khí
Truyền động cơ khí là một phần quan trọng của hầu hết các hệ thống cơ khí. Môn học này tập trung vào việc nghiên cứu về cơ cấu và các hệ thống truyền động, bao gồm cả bánh răng, cút, vòng bi, và hệ thống truyền động tỉ lệ. Sinh viên sẽ học cách thiết kế và tính toán các bộ truyền động, cũng như hiểu về nguyên lý hoạt động của chúng.
5.5 Nhiệt động lực học
Nhiệt động lực học là một ngành khoa học nghiên cứu về sự chuyển đổi năng lượng và cách nó tác động đến vật chất. Môn học này tập trung vào việc hiểu về các định luật nhiệt động lực học, các quá trình chuyển đổi nhiệt, công suất, và cách chúng được áp dụng trong các động cơ, máy móc.
5.6 Vẽ kỹ thuật CAD và CAM
Môn học này giúp sinh viên nắm vững kỹ năng về các phần mềm vẽ kỹ thuật CAD, cũng như các phương pháp gia công CAM . Sinh viên sẽ học cách tạo ra các bản vẽ kỹ thuật 2D và mô hình 3D, cũng như cách sử dụng các công cụ, phần mềm để lập trình, điều khiển quá trình sản xuất. Điều này bao gồm việc hiểu về các công nghệ in 3D, gia công CNC, và các phương pháp sản xuất khác.
6. Công việc của kỹ sư cơ khí là gì?
Công việc của kỹ sư cơ khí liên quan đến thiết kế, phát triển và vận hành các hệ thống. Kỹ sư nghiên cứu, thiết kế và chế tạo các máy móc, hệ thống cơ khí từ các thành phần nhỏ như bộ phận máy đến các hệ thống lớn như máy móc công nghiệp và phương tiện giao thông.
Thiết kế: Kỹ sư tạo ra các bản vẽ kỹ thuật và mô hình 3D để thiết kế các sản phẩm, máy móc, và hệ thống cơ khí. Họ phải xác định các yêu cầu kỹ thuật, tính toán, và lựa chọn vật liệu phù hợp để đảm bảo hiệu suất và an toàn.
Nghiên cứu và phát triển: Kỹ sư thực hiện nghiên cứu để cải tiến hoặc phát triển các công nghệ, quy trình sản xuất, và sản phẩm mới. Họ thường áp dụng các nguyên lý vật lý, toán học, và kỹ thuật để tạo ra các giải pháp sáng tạo và nâng cao hiệu suất.
Kiểm tra và đánh giá: Kỹ sư thực hiện các thử nghiệm, kiểm tra, và đánh giá hiệu suất của các máy móc và hệ thống. Họ phân tích dữ liệu, đo lường, và kiểm tra tính đúng đắn, độ bền, và khả năng hoạt động của các sản phẩm để đảm bảo chất lượng và tuân thủ các tiêu chuẩn.
Quản lý dự án: Kỹ sư thường tham gia vào quản lý dự án, điều phối công việc, lập lịch, và giám sát tiến độ. Họ làm việc trong nhóm đa chức năng và tương tác với các chuyên gia khác như kỹ sư điện, kỹ sư vật liệu, và nhà quản lý sản xuất để đảm bảo dự án thành công.
Bảo trì và sửa chữa: Kỹ sư tham gia vào việc bảo trì và sửa chữa các máy móc. Họ thực hiện kiểm tra định kỳ, bảo dưỡng, và sửa chữa để đảm bảo hoạt động hiệu quả và kéo dài tuổi thọ của các thiết bị.
Trên đây là những thông tin chia sẻ của P69 về cơ khí là gì? Và lịch sử hình thành, vai trò của nó trong nền công nghiệp. Hy vọng bài viết này sẽ cung cấp cho bạn đọc những thông tin hữu ích. Nếu bạn đọc có gì thắc mắc thì đừng ngần liên hệ với chúng tôi để được giải đáp nhé!
