Praktisk erfarenhet ger framgång på toppingenjörsprogram
California Polytechnic State University har som mål att göra studenterna till sunda, praktiserande ingenjörer från det ögonblick de tar examen.
Snabba fakta
- Produkt som används: Educational Suite, Dynamic Motion, Mill, Art
- Industriell verksamhet: Utbildning
Projektdetaljer
- Utmaningen: Utveckla kritiska DFM-färdigheter (Design for Manufacturability) hos studenter vid landets främsta universitetsprogram för tillverkningsteknik.
- Lösningen: Mastercam, världens ledande programvara för CAD/CAM.
- Fördelar:
- Industriella studenter får praktisk erfarenhet av de mest populära CAD/CAM-programvarorna som används i branschen och som efterfrågas av potentiella arbetsgivare.
- Robust CAM-system ger studenterna flera Multiaxis verktygsbanor för att möta en rad olika bearbetningsbehov.
- Produktens intuitiva karaktär och ökade kontroll förbättrar instruktionerna och möjliggör större kundanpassning.
Få universitet är bättre lämpade att utbilda framgångsrika ingenjörer än California Polytechnic State University (Cal Poly ) i San Luis Obispo, Kalifornien. Cal Polys College of Engineering rankades som landets åttonde bästa grundutbildningsprogram 2019 av U.S. News & World Report. I den årliga guiden till America’s Best Colleges utsågs collegets avdelning för Industriell & Manufacturing Engineering (IME) till nummer ett i landet. Programmets “lära genom att göra”-filosofi syftar till att göra studenterna till sunda, praktiserande ingenjörer från det ögonblick de tar examen.
“Cal Poly handlar verkligen om praktisk inlärning”, säger Trian Georgeou, föreläsare inom tillverkningsteknik. “Vi låter studenterna delta i labbsituationer som är parallella med vad de kommer att se ute i industrin.”
Georgeou är ansvarig för introduktionskurserna i maskinbearbetning på nybörjarnivå och undervisar i avancerade IME-kurser, bland annat Computer-Aided Manufacturing, som innehåller utbildning i CAD/CAM-programvara med Mastercam.
“Cal Poly anser att alla ingenjörer bör exponeras för tillverkning. Varje nybörjarstudent inom ingenjörsvetenskap, oavsett om de läser flyg- och rymdteknik, materialteknik, tillverkningsteknik, industriell, mekanisk eller allmän ingenjörsvetenskap, måste läsa en kurs i CNC-bearbetning”, säger Georgeou. Cal Poly-studenter som tar en examen i maskinteknik med inriktning mot tillverkning måste läsa sex kurser i tillverkningsteknik på högre nivå.
IME-programmet har 15 designcentrerade laboratorier, inklusive Gene Haas Advanced Manufacturing Lab, ett labb för materialavverkning/bearbetning och två CAD/CAM-labb med dussintals Mastercam-platser i varje. Gene Haas-labbet innehåller en Haas-svarv för verktygsrum, en ST 20 Y-axlig svarv med levande verktyg, tre VF-2 vertikala fleroperationsmaskiner, sex simulatorer och en sällsynt ZM-1 laserbearbetningsmaskin. Freshman Material Removal Lab innehåller flera manuella LeBlond-svarvar tillsammans med sju Haas CNC-minifräsar, en Haas ST-10-svarv, en Morgan Press formsprutningsmaskin, en Universal-laserskärare och en Omax ProtoMax-vattenstråle.
“Vi utbildar inte maskinister, men vi utbildar ingenjörer som förstår principerna för DFM (Design-for-Manufacturability) och bygger in det i sina ingenjörskunskaper. I bästa fall hjälper detta dem att bli bättre designers så att de inte fattar dåliga designbeslut när de arbetar för riktiga kunder”, säger Georgeou.
“Vi har cirka 100 procents placering för våra utexaminerade ingenjörer inom tillverkningsteknik eftersom alla vill ha ingenjörer med praktisk erfarenhet i stället för dem som bara har lärt sig teori på universitetet”, säger Georgeou.
“Verkligheten” är praktisk även när det gäller Georgeous val av CAD/CAM-programvara.
“Jag valde Mastercam eftersom det är världens främsta tekniska CAM-programvara, och vi vill att våra ingenjörer i princip ska se vad de kommer att se ute i industrin. Vi vill att de ska ha ett robust CAM-paket som kan hantera alla deras bearbetningsbehov”, säger Georgeou. “När vi kommer in på Multiaxis-bearbetning har de andra CAM-systemen inte lika många olika verktygsbanor för att få jobbet gjort. När man tittar på de jobb som studenterna inom tillverkning och maskinteknik söker, är det vanligt att de anger erfarenhet av Mastercam som ett krav.”
IME-studenter på högre nivå lär sig manuell programmering innan de tar itu med Mastercam och SOLIDWORKS®. De övergår till enkel programmering av svarvar följt av mer Multiaxis-arbete. Undervisningen kulminerar med att eleverna designar ett litet impellerhjul med fem sandblad, en svårbearbetad del, och använder olika 5-axliga verktygsbanor för att skära olika bladformer.
En IME-klass täcker mer Multiaxis-arbete. “Vi har en liten 3+1-positioneringsdel. Eleverna måste lokalisera sitt koordinatsystem på rotationscentrum och räkna ut hur de ska indexera detaljen genom att peka Z uppåt till verktygets orientering baserat på högerhandsregeln”, berättar Georgeou.
“Vår uppfattning är att studenterna ska känna till alla olika typer av verktygsbanor och att de ska kunna tänka ut hur de på ett effektivt sätt kan få en detalj tillverkad med hjälp av dessa verktyg eller verktygsbanor”, säger Georgeou.
En del studenter använder också Mastercam Art för att designa sina egna gjutmönster. Med Mastercam Arts visualiseringsverktyg och redigeringsfunktioner kan eleverna skapa skulpterade delar från 2D-skisser, clip art, foton och CAD-filer genom att utforma dem på skärmen och skära dem med specialiserade verktygsbanor. Ingen expertis inom ytmodellering krävs.
Ett arbetsstipendium på 40 000 USD från Gene Haas Foundation finansierar ett “tjäna genom att göra”-incitament som kompletterar Cal Polys “lära genom att göra”-strategi. Stipendiet stöder studerande labbtekniker som Emad Haddad, femteårsstudent i tillverkningsteknik, som arbetar i Haas Advanced Manufacturing Lab och hjälper nybörjare att använda CNC-maskiner och designar projekt för den avancerade CNC-programmeringsklassen.
Haddad använde Mastercam för att skapa ett hästhuvud i 3D som representerar skolans maskot – Cal Poly Mustang – på en 5-axlig Haas-maskin, vilket fick den potentiella arbetsgivaren SpaceX att reagera.
“Det här var ett mycket mer avancerat projekt än något jag tidigare gjort. Jag tittade på videorna om 5-axlig programmering som Mastercam gör tillgängliga, och det lärde mig hur man styr verktygsbanorna”, säger Haddad. “Jag har mycket mer kontroll med Mastercam och kan anpassa hur saker och ting skärs, vilket är svårare att göra med andra program.
“Ingenjörsprogrammet på Cal Poly är fenomenalt. Ingen annan skola som jag känner till har den här mängden teknik och tillgång till 5-axliga maskiner”, säger Haddad. “På Cal Poly lär man sig både ett yrke och den tekniska biten av det. Redan första eller andra dagen som nybörjare sitter man vid en maskin.”
Ingenjörsexaminerade från Cal Poly rekryteras regelbundet av högprofilerade företag som Lockheed Martin, Boeing, Apple och Tesla Motors, som säger att de specifikt söker efter Cal Poly-examinerade eftersom de kan “slå marken igång”. Cal Polys “lära genom att göra”-metod för utbildning ger utdelning för många begåvade studenter och arbetsgivare som öppnar sina dörrar för dem.
Offert från kund
“Jag skulle säga att Mastercam är mer robust än något annat CAM-system. När vi kommer in på Multiaxis-bearbetning har de andra systemen inte lika många olika verktygsbanor för att få jobbet gjort. När man tittar på de jobb som de här studenterna inom tillverkning och maskinteknik söker, är det vanligt att de anger erfarenhet av Mastercam som ett jobbkrav.”
-Trian Georgeou, föreläsare i produktionsteknik, Cal Poly, San Luis Obispo, Kalifornien
Återförsäljare offert
“Jag tittade på videorna om 5-axlig programmering som Mastercam gör tillgängliga, och det lärde mig hur man styr verktygsbanorna. Jag har mycket mer kontroll med Mastercam och kan anpassa hur saker skärs, vilket är svårare att göra med de andra programmen.”
-Emad Haddad, studentlaborant – huvudämne produktionsteknik, Cal Poly, San Luis Obispo, Kalifornien
