「機械設計をやってるけど、仕事でわからないことが多い…」
あるいは
「機械設計に転職したいから、独学でできる勉強法が知りたい」
「初心者におすすめの本や参考書を探している」
「できれば無料で勉強したい…！」
このような疑問や悩みにお答えします。
こんにちは。機械設計エンジニアのはくです。
2019年に機械系の大学院を卒業し、現在は製造装置メーカーで機械設計士として働いています。
今回は、「独学でできる機械設計のおすすめ勉強法」を紹介します。
機械設計は、覚えることが多く大変な仕事です。
通常は、実際に仕事を経験しながら勉強していくものですが、初心者の方や、僕みたいな若手設計士の方なら、自分で勉強することで成長も早くなるはず。
独学で機械設計の勉強をしたい方は、ぜひ本記事で紹介する内容を実践してみてください。
機械設計のおすすめ勉強法7ステップ
今回紹介するのは、現役の機械設計エンジニアである僕が実践してきた勉強法です。
「初心者が機械設計を勉強するならこの順番」という内容で紹介していくので、みなさんもぜひ実践してみてください。
ステップ1：機械設計の仕事を知る
まずは、機械設計という仕事について知りましょう。
機械設計の花形は「設計」ですが、他にもお客さんとの打ち合わせや書類作成、装置のメンテナス、スケジュール管理など、様々な業務があります。
下記記事では、機械設計とはどういう仕事かを具体的に説明しています。
みなさんが気になる年収や残業時間についても、僕自身の体験談を紹介しているので、ぜひチェックしてみてください。
ステップ2：製図・CADの使い方を勉強する
機械設計の仕事について知ったら、具体的な勉強に入りましょう。
まずは、製図の書き方とCADの使い方を勉強するのがおすすめ。
新卒で機械設計になると、まずは先輩が設計した部品のバラシ（3Dモデルを2Dの図面におこす作業）から担当します。
バラシは、CAD（Computer Aided Design）というソフトを使うので、まずは製図とCADの勉強をしましょう。
ステップ3：4大力学を勉強する
つづいては、4大力学についての勉強です。
4大力学とは、材料力学・熱力学・流体力学・機械力学の4つの学問のこと。
大学で機械系の学部を出ている方なら、授業で必ず習っている内容だと思います。
機械設計の基本となる学問ですので、確実に理解しておきましょう。
ちなみに、機械設計では、大学の試験で出てくるような難しい公式を覚える必要はありません。
重要なのは、「材料の角部には応力が集中する」「材料は温度が上がると体積が増加する（熱膨張）」といった4大力学の原理や考え方を理解すること。
下記記事で、図やイラストを使ってわかりやすく解説しています。
ステップ4：機械加工を勉強する
4大力学の次は、機械加工についてです。
機械設計エンジニアが設計した部品は、工作機械を使って専門の加工業者さんが製作してくれます。
加工方法によって様々な特徴があるので、設計者は機械加工ついてしっかり理解しておく必要があります。
加工方法を正しく理解していないと、「ドリルが入らなくて加工できない」「加工にめちゃくちゃ時間がかかる」「加工コストが高い」といった問題が発生します。
「設計したけど、実際には作れない」といった事態にならないためにも、きちんと勉強しておきましょう。
ステップ5：材料について勉強する
つづいては、材料についての知識です。
機械設計では、要求仕様に応じて設計者自身が適切な材料を選定する必要があります。
たとえば、「熱伝導を良くしたいからアルミを使う」「耐食性を高くしたいからステンレスを使う」といった感じ。
どの材料にどんな性質があるかを理解しておくことで、適切な材料を選定できるようになります。
ステップ6：機械要素について勉強する
材料とおなじく重要なのが、機械要素についての知識です。
機械要素というのは、製品や装置を構成する最小単位のこと。
具体的に言うと、ねじやナット、ばね、軸受、継手、歯車などの部品のことを指します。
機械要素についても、仕様に応じて適切な部品を選定できることが重要です。
たとえば、「強度を考慮してねじは呼び径いくつを使えばいいか」「ばね反力はいくらにするか」「歯車のギア比はどうするか」など。
機械要素の勉強をすれば、適切な部品を選定できるようになります。
ステップ7：本・参考書で勉強する
さいごは、機械設計の勉強におすすめの本・参考書を紹介します。
ステップ6までで機械設計の基礎知識は一通り勉強できているはずですが、より深く勉強したい方は本や参考書を使うのがおすすめ。
ちなみにですが、本や参考書は、わざわざ購入しなくても図書館に行けば無料で借りられます。
下記記事で、僕がおすすめする機械設計の参考書を紹介しているので、ぜひチェックしてみてください。
おまけ：機械設計が無料で学べるサイト
「機械設計を無料で学びたい」という方は、インターネットで勉強するのがいいです。
世の中には、機械設計の仕事に役立つサイトがたくさんあります。
たとえば、オリエンタルモーターという会社のサイトでは、モーターの知識が一通り勉強できます。
どのサイトも無料で見れるし、仕事中も勉強することができるので一石二鳥。
下記記事で僕が使っているサイトを紹介しているので、記事をブックマークしておくことをおすすめします。
まとめ：勉強したら、仕事で使ってみよう
以上、機械設計の独学におすすめの勉強法を7つのステップで紹介しました。
初心者が勉強するならこの順番という内容で紹介してきましたが、順序にこだわる必要はありません。
すでに機械設計として働いている方なら、まずは今の業務に関係のある分野から勉強することをおすすめします。
勉強も大切ですが、もっと大切なのは勉強したことを仕事で実践すること。
今回紹介した勉強方法を実践して、ぜひ機械設計エンジニアとしてステップアップしてください！
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