วิศวกรรมโลหการและวัสดุ

วิศวกรรมโลหการและวัสดุ เรียนอะไรบ้าง

ปีแรก นิสิตวิศวกรรมศาสตร์ปีที่ ๑ ของคณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาฯ ทุกคนเรียนเหมือนกันหมด โดยเรียนวิชาพื้นฐานได้แก่ ฟิสิกส์ เคมี แคลคูลัส เขียนแบบวิศวกรรม ความรู้พื้นฐานกระบวนการผลิต วัสดุในงานวิศวกรรม ความรู้พื้นฐานคอมพิวเตอร์และการเขียนโปรแกรม ตลอดจนวิชา ภาษาอังกฤษ

เมื่อเข้าภาควิชาวิศวกรรมโลหการในชั้นปีที่ ๒ มีจะวิชาพื้นฐานสองชุดที่รออยู่ คือ

• หลักการวัสดุวิศวกรรม มีสองวิชาคือ หลักการฯ ๑ กับ ๒ และมี lab ควบด้วยทุกวิชา ในวิชานี้ก็เป็นพื้นฐานที่สำคัญของการทำความเข้าใจกับคำว่า “วิศวกรโลหการและวัสดุ” เลยทีเดียว เพราะพวกเราจะเป็นผู้ที่จะต้องเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่า โลหะและวัสดุต่าง ๆ มีคุณสมบัติอย่างไร และอะไรบ้างที่มีผลกระทบกระเทือนต่อคุณสมบัติเหล่านั้น และเราสามารถปรับปรุงคุณสมบัติเหล่านั้นได้อย่างไร ในวิชานี้ก็จะรวมทั้งพื้นฐานของการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์โลหะด้วย
• วิชาสาย เทอร์โมไดนามิกส์โลหการและการถลุงโลหะ เริ่มตั้งแต่ เทอร์โมไดนามิกส์วัสดุ ซึ่งเป็นคนละแนวทางกับเทอร์โมฯของภาคเครื่องกล สำหรับเทอร์โมฯวัสดุนี้ พูดถึงเฉพาะส่วนที่เกี่ยวข้องกับการถลุงโลหะและการอธิบายปรากฏการณ์สำคัญในทางวัสดุเท่านั้น วิชาต่อไปคือ ปรากฏการณ์ขนส่งในกระบวนการวัสดุ ซึ่งจะเรียนเกี่ยวกับการคำนวณสมดุลของมวลสารที่เข้าเกี่ยวข้องในกระบวนการทางโลหกรรม, สมดุลของพลังงาน และถ่ายเทความร้อนและการไหลของของไหล ฟังดูก็ท่าทางจะมันส์ส์ส์ แล้ว เพราะรวมหลายวิชา เช่น เทอร์โมไดนามิกส์, ทรานสปอร์ตฟินอมินา (ที่เคยเรียนแวบ ๆ ในวิชาฟิสิกส์หนึ่งตอนปีหนึ่ง) มาเรียนในแบบฉบับกระทัดรัด เหมาะกับชาวโลหการเป็นอย่างยิ่ง

การเรียนในปีสองก็คงผ่านไปด้วยการอัดแน่นวิชาพื้นฐาน หากนิสิตไม่สนใจวิชาภาคที่เรียนในปีสองแล้ว จะค่อนข้างลำบากมากเวลาเรียนในวิชาอื่น ๆ ต่อในปีสามและปีสี่ เพราะวิชาในชั้นปีหลัง ๆ จะเป็นการประยุกต์ใช้งานมากกว่าที่จะมานั่งย้อนเรียนทฤษฎีกันอีก ถ้าหากพื้นฐานวิชาหลักการวัสดุวิศวกรรม (ที่พวกเราเรียกว่า พรินแเมท - Prin Mat) ไม่แน่น จะทำให้ต้องมานั่งท่องนั่งจำหลักการอะไรใหม่ ๆ ในวิชาประยุกต์กันอีก ทั้ง ๆ ที่ถ้าแม่นวิชาพรินแมทแล้ว เราก็จะใช้ความเข้าใจจับหลักการต่าง ๆ เหล่านั้นได้ทันที แล้วจะเริ่มรู้สึกว่า วิชาที่เรียนนั้น สนุก แต่ถ้าพื้นฐานไม่แน่น ก็สนุกไม่ออก แต่ก็ยังคงไม่สายเกินไป หากจะทำงานหนักสักหน่อย

วิชาในชั้นปีสาม ก็มีพวกวิชาประยุกต์อย่างที่กล่าวไป โดยจะเริ่มจริงจังตอนเทอมสอง เพราะเทอมแรก จะปล่อยให้พวกเราไปผจญโลกภายนอกตัดเกรดแข่งกับเพื่อน ๆ และพี่ ๆ น้อง ๆ ภาคอื่น ในวิชา การจัดการทางวิศวกรรม (Engineering Management) กับการควบคุมคุณภาพ (Quality Control) สำหรับวิชาภาคในปีที่สามนี้ก็ได้แก่

เคมีของวัสดุวิศวกรรม ซึ่งคือวิชาว่าด้วยพื้นฐานและหลักการของการถลุงโลหะต่าง ๆ นั่นเอง จบจากซีรี่ส์นี้ ใครสนใจ ก็ยังไปเรียนวิชา โลหการเคมี 2 พร้อม Lab เป็นวิชาบังคับเลือก (Approved Elective) ก็ยังได้

การวิเคราะห์คุณลักษณะของวัสดุ เรียนรู้หลักการและการใช้งานเครื่องมือวิเคราะห์ต่าง ๆ ทางด้านโลหการและวัสดุศาสตร์ การทดสอบวัสดุแบบต่าง ๆ โดยเฉพาะการทดสอบแบบไม่ทำลาย

วัสดุโลหะ เรียนเกี่ยวกับโลหะทั้งหมดที่ใช้ในงานวิศวกรรม ไม่ว่าจะเป็นเหล็ก อะลูมิเนียม ทองแดง ไทเทเนียม นิกเกิล ฯลฯ

วัสดุเซรามิก เรียนเกี่ยวกับหลักการพื้นฐานของวัสดุเซรามิก ทั้งในด้านโครงสร้างพื้นฐาน สมบัติ การผลิต และการประยุกต์ใช้งานทางด้านวิศวกรรม

วัสดุพอลิเมอร์ เรียนเกี่ยวกับหลักการพื้นฐานของวัสดุพอลิเมอร์ ทั้งในด้านโครงสร้างพื้นฐาน สมบัติ การผลิต และการประยุกต์ใช้งานทางด้านวิศวกรรม

ปีสี่ ปีสุดท้าย เหลือวิชาขั้นสุดยอดไว้รอพวกเรา วิชาในปีนี้ก็จะเป็นวิชาภาคเป็นส่วนใหญ่ เข้าภาคกันแทบทุกวัน (เพราะต้องทำโปรเจกด้วย)

พฤติกรรมเชิงกลของวัสดุเรียนปรากฏการณ์ด้านกลศาสตร์ต่อเนื่อง (Continuum Mechanics) อย่างละเอียดลึกซึ้ง ทำไมโลหะถึงแข็งขึ้นหลังผ่านการขึ้นรูปเย็น โลหะจะแปรรูปถาวรเมื่อไร จะแตกหักเมื่อไร ความคืบ-ความล้า จริง ๆ แล้วเป็นอย่างไร อันตรายแค่ไหน จะควบคุมหรือหลีกเลี่ยงอย่างไร ฯลฯ หาคำตอบได้ในวิชานี้

กรรมวิธีการขึ้นรูปโลหะ แยกเป็นสามวิชา คือ กระบวนการทางวัสดุ 1, 2 และวิชาปฏิบัติการ กล่าวถึงกรรมวิธีการขึ้นรูปผลิตภัณฑ์โลหะอย่างละเอียดทั้งหมด เริ่มจากด้วยวิธีหล่อโลหะ, จนกระทั่งถึงวิธีทางกล รีดร้อน รีดเย็น อัด ขึ้นรูปโลหะแผ่น ดึงลวด ฯลฯ แน่นอน ต้องอ้างอิงอาศัยความรู้ในวิชา "หลักการวัสดุวิศวกรรม" และ "พฤติกรรมเชิงกลของวัสดุ" ในวิชานี้ด้วย

ในปีสุดท้าย ก็แน่นอนว่ามีการทำ โครงงานทางวิศวกรรม หรือ Senior Project สำหรับภาคโลหการ ได้ให้ความสำคัญกับโครงงานทางวิศวกรรมมาก มีการประกาศรายชื่อหัวข้อตั้งแต่ก่อนเปิดเทอม เมื่อให้นิสิตปีสี่ได้มาเลือกว่าจะทำหัวข้อไหน แล้วก็จะได้ทราบว่าต้องไปติดต่อกับอาจารย์คนใด หัวข้อที่มี ก็มักจะมีเกินจำนวนกลุ่มของนิสิตปีสี่ในรุ่นนั้น ๆ เพื่อให้มีอิสระในการเลือกพอสมควร หรือนิสิตจะคิดโปรเจคเองแล้วไปคุยกับอาจารย์เลยก็ได้ ว่าอาจารย์ท่านใดรับปรึกษาเรื่องที่นิสิตอยากทำได้บ้าง รวมทั้งกรณีที่มีหัวข้อปัญหาหรือมีโปรเจกต่อเนื่องจากตอนฝึกงาน (ภาคฤดูร้อนของชั้นปีที่สาม) ก็นำมาทำเป็นซีเนียร์โปรเจกนี้ได้

นอกจากวิชาบังคับทั้งหมดที่กล่าวมา ก็ยังมีวิชาบังคับเลือก หรือ Approved Electives อีก ซึ่งก็คือ วิชาภาค (รหัสวิชาขึ้นด้วย 2109) ทุกวิชา นับเป็นวิชาบังคับเลือกได้หมด สามารถเริ่มทยอยเรียน โดยเลือกได้ตามที่นิสิตอยากเรียน ตั้งแต่ตอนอยู่ชั้นปีที่สาม

วิชาบังคับเลือก... หรือวิชาภาคที่ไม่ใช่วิชาบังคับตามหลักสูตร ก็ได้แก่ (ไม่ต้องลงทุกวิชา นิสิตเลือกลงเรียนตามความสนใจ)

• การชุบโลหะด้วยไฟฟ้า
• วิศวกรรมพื้นผิว
• วิศวกรรมการต่อวัสดุ (งานเชื่อมโลหะนั่นเอง)
• วิศวกรรมการกัดกร่อน
• การทำโปรแกรมคอมพิวเตอร์สำหรับวิศวกรวัสดุ
• เทคโนโลยีเกี่ยวกับโลหะอะลูมิเนียม
• การผลิตเหล็กและเหล็กกล้า
• วัสดุผสม
• การแข็งตัวของโลหะหล่อ
• กรรมวิธีโลหะผง
• ฯลฯ