L’esperienza pratica favorisce il successo nel migliore programma di ingegneria
La California Polytechnic State University mira a far sì che gli studenti diventino ingegneri esperti e praticanti fin dal momento della laurea.
Fatti rapidi
- Prodotti utilizzati: Suite didattica, Dynamic Motion, Mulino, Arte
- Settore: Istruzione
Dettagli del progetto
- La sfida: Sviluppare le competenze critiche in materia di progettazione per la producibilità (DFM) degli studenti del miglior programma universitario di ingegneria manifatturiera della nazione.
- La soluzione: Mastercam, il software CAD/CAM leader nel mondo.
- Vantaggi:
- Gli studenti di ingegneria sviluppano un’esperienza pratica con i più diffusi software CAD/CAM utilizzati nel settore e richiesti dai potenziali datori di lavoro.
- Il robusto sistema CAM offre agli studenti percorsi utensile multiasse multipli per soddisfare una serie di esigenze di lavorazione.
- La natura intuitiva del prodotto e il maggiore controllo migliorano le istruzioni e consentono una maggiore personalizzazione.
Poche università sono più qualificate per sfornare ingegneri di successo della California Polytechnic State University (Cal Poly) di San Luis Obispo, California. Il College of Engineering della Cal Poly è stato classificato come l’ottavo miglior programma di laurea del paese nel 2019 da U.S. News & World Report. La guida annuale ai migliori college d’America ha nominato il dipartimento di Ingegneria Industriale e Manifatturiera (IME) del college al primo posto nella nazione. La filosofia del programma “impara facendo” mira a rendere gli studenti ingegneri validi e praticanti fin dal momento della laurea.
“Il Cal Poly punta molto sull’apprendimento pratico”, ha dichiarato Trian Georgeou, docente di ingegneria manifatturiera. “Immergiamo gli studenti in situazioni di laboratorio parallele a quelle che vedranno nell’industria”.
Georgeou dirige i corsi di introduzione alla lavorazione meccanica per le matricole e insegna corsi avanzati di IME, tra cui Computer-Aided Manufacturing, che prevede la formazione sul software CAD/CAM utilizzando Mastercam.
“Il Cal Poly ritiene che ogni ingegnere debba essere esposto alla produzione. Ogni matricola di ingegneria, che si tratti di ingegneria aerospaziale, ingegneria dei materiali, ingegneria della produzione, ingegneria industriale, meccanica o anche ingegneria generale, deve seguire un corso di lavorazione CNC”, ha dichiarato Georgeou. Gli studenti di Cal Poly che si laureano in ingegneria meccanica con una specializzazione in produzione devono seguire sei corsi di ingegneria della produzione di livello superiore.
Il programma IME dispone di 15 laboratori incentrati sulla progettazione, tra cui il Gene Haas Advanced Manufacturing Lab®, un laboratorio di asportazione di materiale/lavorazione e due laboratori CAD/CAM con decine di postazioni di Mastercam in ciascuno. Il laboratorio Gene Haas contiene un tornio Haas da attrezzeria, un tornio ST 20 ad asse Y con utensili vivi, tre centri di lavoro verticali VF-2, sei simulatori e un raro centro di lavoro laser ZM-1. Il Laboratorio di Rimozione Materiale matricola comprende diversi torni manuali LeBlond insieme a sette mini-frese CNC Haas, un centro di tornitura Haas ST-10, una macchina per lo stampaggio a iniezione Morgan Press, una taglierina laser Universal e un getto d’acqua Omax ProtoMax.
“Non stiamo formando macchinisti, ma ingegneri che comprendano i principi della progettazione per la fabbricazione (DFM) e li integrino nelle loro competenze ingegneristiche. Idealmente, questo li aiuterà a diventare progettisti migliori, in modo da non prendere decisioni sbagliate quando lavoreranno per i clienti reali”, ha detto Georgeou.
“Abbiamo circa il 100% di collocamento per i nostri laureati in ingegneria manifatturiera, perché tutti vogliono ingegneri con un’esperienza pratica, rispetto a quelli che hanno imparato solo la teoria nei loro programmi universitari”, ha detto Georgeou.
La praticità del “mondo reale” si estende anche alla scelta del software CAD/CAM di Georgeou.
“Ho scelto Mastercam perché è il software CAM più tecnologico al mondo e noi vogliamo che i nostri ingegneri vedano quello che vedranno nell’industria. Vogliamo che abbiano un pacchetto CAM robusto in grado di soddisfare tutte le esigenze di lavorazione”, ha dichiarato Georgeou. “Quando si parla di lavorazioni multiasse, gli altri sistemi CAM non hanno tanti percorsi utensile diversi per portare a termine il lavoro. Se si considerano i lavori a cui si rivolgono gli studenti di ingegneria meccanica e manifatturiera, è normale che l’esperienza con Mastercam sia uno dei requisiti richiesti”.
Gli studenti IME di livello superiore imparano la programmazione manuale prima di affrontare Mastercam e SOLIDWORKS®. Passano poi alla semplice programmazione del tornio, seguita da un lavoro più multiasse. Le lezioni culminano con la progettazione di una piccola ruota a girante con cinque pale di sabbia, un pezzo difficile da lavorare, utilizzando vari percorsi utensile a 5 assi per tagliare diverse forme di pale.
Un corso IME copre un lavoro più multiasse. “Abbiamo un piccolo pezzo con posizionamento 3+1. Gli studenti devono individuare il loro sistema di coordinate sul centro di rotazione e capire come indicizzare il pezzo puntando la Z verso l’alto per l’orientamento dell’utensile in base alla regola della mano destra”, ha condiviso Georgeou.
“Siamo convinti che gli studenti debbano conoscere tutti i diversi tipi di percorsi utensile e che debbano essere in grado di pensare a come realizzare un pezzo in modo efficiente utilizzando quegli utensili o quei percorsi”, ha affermato Georgeou.
Alcuni studenti usano Mastercam Art anche per progettare i propri modelli per la fusione. Gli strumenti di visualizzazione e le funzioni di editing di Mastercam Art consentono agli studenti di creare parti scolpite da schizzi 2D, clip art, foto e file CAD, creandole sullo schermo e tagliandole con percorsi utensile specializzati. Non è richiesta alcuna esperienza di modellazione di superfici.
Una borsa di studio da 40.000 dollari della Gene Haas Foundation finanzia un incentivo “earn by doing” che integra l’approccio “learn by doing” di Cal Poly. La borsa di studio sostiene gli studenti tecnici di laboratorio come Emad Haddad, laureato in ingegneria manifatturiera al quinto anno, che lavora nell’Haas Advanced Manufacturing Lab aiutando gli studenti principianti a utilizzare le macchine CNC e a progettare progetti per il corso avanzato di programmazione CNC.
Haddad ha usato Mastercam per creare una testa di cavallo completamente in 3D che rappresenta la mascotte della scuola, il Cal Poly Mustang, su una macchina Haas a 5 assi, ottenendo l’attenzione del potenziale datore di lavoro SpaceX.
“Si trattava di un progetto molto più avanzato rispetto a tutti quelli che avevo realizzato in precedenza. Ho guardato i video sulla programmazione a 5 assi che Mastercam mette a disposizione e che mi hanno insegnato a controllare i percorsi utensile”, ha detto Haddad. “Con Mastercam ho molto più controllo e posso personalizzare il taglio, cosa che è più difficile da fare con gli altri programmi”.
“Il programma di ingegneria del Cal Poly è fenomenale. Nessun’altra scuola che io conosca ha una tale quantità di tecnologia e di accesso al lavoro con macchine a 5 assi”, ha detto Haddad. “Al Cal Poly ti insegnano sia il mestiere che la parte ingegneristica. Il primo o il secondo giorno da matricola sei già su una macchina”.
I laureati in ingegneria del Cal Poly vengono regolarmente assunti da aziende di alto profilo come Lockheed Martin, Boeing, Apple e Tesla Motors, che affermano di ricercare specificamente i laureati del Cal Poly perché sono in grado di “fare carriera”. L’approccio del Cal Poly all’istruzione “impara facendo” sta dando i suoi frutti per molti studenti di talento e per i datori di lavoro che aprono loro le porte.
Preventivo del cliente
“Direi che Mastercam è più robusto di qualsiasi altro sistema CAM. Quando si passa alla lavorazione multiasse, gli altri sistemi non hanno tanti percorsi utensile diversi per svolgere il lavoro. Quando si guarda ai posti di lavoro a cui si rivolgono gli studenti di ingegneria meccanica e manifatturiera, si nota che l’esperienza con Mastercam è un requisito fondamentale”.
-Trian Georgeou, docente di ingegneria della produzione, Cal Poly, San Luis Obispo, California
Preventivo rivenditore
“Ho guardato i video sulla programmazione a 5 assi che Mastercam mette a disposizione e mi hanno insegnato a controllare i percorsi utensile. Con Mastercam ho molto più controllo e posso personalizzare il taglio, cosa più difficile da fare con gli altri programmi”.
-Emad Haddad, studente tecnico di laboratorio – specializzazione in ingegneria manifatturiera, Cal Poly, San Luis Obispo, California
