Model mühendisliği

Model mühendisliği tam boyutlu makinelerin orantılı olarak ölçeklenmiş minyatür çalışma örneklerini inşa etmektir. Seri üretimden ziyade zanaatkarlığa güçlü bir vurgu yapan metal işleme dalıdır. Şimdi esas olarak bir hobi iken geçmişte ticari ve endüstriyel amacı da vardı. 'Model mühendisliği' terimi 1888'de kullanımdaydı. Amerika Birleşik Devletleri'nde tartışmalı bir şekilde bu terimin kapsamı daha geniş olmasına rağmen 'ev atölyesi makinisti' terimi sıklıkla kullanılır.

Model mühendisliği buhar gücü günlerine kadar uzanan bir mühendislik mirasına sahip sanayileşmiş ülkelerde çok popülerdir. Yani esas olarak İngiltere, ABD, kuzeybatı Avrupa ülkeleri ve sanayileşmiş İngiliz Milletler Topluluğu ülkelerindeki bir uğraşıdır.

Model mühendisliğinin ilgilendiği 'klasik' alanlar hareketli buhar modelleri (tipik olarak buharlı lokomotifler, sabit motorlar ve çekiş motorları), içten yanmalı motorlar ve saat yapımıdır. Diğer popüler konular Stirling motorları, atölye ekipmanları, minyatür takım tezgahları ve dekoratif tornalamadır. Bunlar genellikle model mühendisliği sergilerindeki rekabet kategorilerine yansıyan sabit türler oluşturur. Geçmişte amatör elektrik deneyleri (hobi elektroniğinin öncüsü) ve gemi modelciliği model mühendisliğinin bir parçası olarak kabul edildi ancak bunlar artık çekirdek türler olarak görülmemektedir.

Model mühendisleri genellikle hazır metal ve dökümlerden çalışan parçaları işleyerek modeller yaparlar. Bazı modeller faydacı çalışma modelleri olarak diğerleri son derece titiz sergi modelleri olarak veya bazen her ikisinin bir birleşimi olarak tasarlanır. En ayrıntılı modeller binlerce parçanın elle yapılmasını içerir ve tamamlanması genellikle birkaç yıl veya hatta on yıllar içinde binlerce saat sürer. Model mühendisi genellikle piyasada bulunan çizimler tarafından yönlendirilir ancak bazıları kendi tasarımlarını çizer veya hatta çizimler olmadan çalışır. Benzer şekilde çoğu model mühendisi gerektiğinde dökümler satın alır ancak bazıları metali kendileri dökmek için döküm ekipmanı satın alır veya yapar.

Giderek artan bir şekilde bilgisayar destekli tasarım, cnc (bilgisayarlı sayısal kontrol) ekipmanı, lazer kesim, 3B baskı ve gömülü sistemler gibi 'modern' teknolojiler, uygulayıcılarının giderek daha fazla sayıda beceri ve bu tekniklere aşinalık geliştirmesiyle hobinin bir parçası haline gelmektedir. Yeni süreçlere aşina olan genç insanlar geleneksel işlemenin potansiyelini keşfederken 'model mühendisliği' ile 'yapımcı kültürü' arasındaki boşluğu azaltmaktadır.

Ev atölyesi tabanlı bir bağlamda metal işleme tezgahlarının kapsamlı kullanımını içeren iş olan model mühendisliği silah ustalığı (özellikle ABD'de), ev metal işleme aletleri ve aksesuarlarının imalatı, evde cnc ekipman yapımı, antika takım tezgahı kolleksiyonculuğu, antika araba ve makine restorasyonu, ev kaynağı ve hobi metal dökümü de dahil olmak üzere diğer zanaatkar takım tezgahı esaslı ve benzer metal işleme işleriyle örtüşür. Model mühendisliği hareketli buharlı lokomotif çalıştırma hobisiyle yakından ilişkilidir ve çalışmayan modellerin özellikle de mekanik konuların yapımı ile bir dereceye kadar örtüşür. Meccano ve düşük basınçlı oyuncak buhar motorları gibi ürünler 18. yüzyılın sonlarından itibaren bilimsel ve mekanik oyuncakların üretiminden kaynaklanan model mühendisliğiyle gevşek bir ilişkiye sahiptir. Eski makinelerin estetik ve kinetik niteliklerini benimseyen post-endüstriyel bir heykel sanatı stili olan Steam Punkbazı örtüşmeleri paylaşır.

'Model mühendisliği' teriminin uygunluğu hakkında bazı tartışmalar vardır. Bazıları 'mühendis' teriminin sadece profesyonel olarak bu şekilde kalifiye olanlar için ayrılması gerektiğini savunuyor. Bununla birlikte 'mühendis' kelimesinin tarihsel anlamı motorları yapan ya da bakımını yapan anlamındadır ve bu nedenle hobi olarak çalışan model yapanlar için uygun bir sıfattır. Her halükarda 'model mühendisi' terimi 1888'de kullanılmaya başlandığından beri kullanımının emsali uzun zamandır bir olup bitmiştir.

Model hareketli buharlı lokomotifler model mühendisliğinde en popüler modelleme konusudur. Bu nedenle özel olarak anılmayı hak ederler. Hareketli buhar, minyatür buhar silindirleri vasıtasıyla tekerlekleri döndürmek için lokomotif modelinin kendi kazanında ısıtılan basınçlı buharın kullanılması anlamına gelir. Tüm lokomotifler hareketli buharlı lokomotif değildir - bazı model mühendisleri elektrik veya içten yanmalı motorlarla çalışan model lokomotifler yapar. Bununla birlikte kriter modelin kendinden tahrikli olmasıdır, dolayısıyla çalışmak için elektrikli bir yola dayanan (genellikle çok daha küçük) model trenlerin aksine bir motorun yapılmasını gerektirir.

Hareketli buharlı (ve diğer kendinden tahrikli) lokomotifler ray açıklığına göre çeşitli boyutlarda veya ölçeklerde yapılır. Sahibinin kendi bahçesine, veya ABD'de arka bahçe demiryoluna kurulabildikleri için bazen 'garden gauges: bahçe ölçüleri' olarak adlandırılan daha küçük ölçüler kendi başlarına çalışmak için yeterlidir ancak genellikle sürücü veya yolcu taşıyamazlar. Daha büyük ölçüler genellikle kulüp raylarında veya minyatür demiryollarında bulunur ve sürücüyü ve yolcuları taşımak için tasarlanır.

Popüler 'bahçe ölçüleri '0' ölçü, '1' ölçü ve (binilebilir) 2½ " dur. Genel kulüp ray ölçüleri Kuzey Amerika'da 3½ ", 5" ve 7¼ "ve 4¾" ve 7½ "dir. 10¼ "ve 15" gibi daha büyük minyatür demiryolu ray ölçüleri hayvanat bahçesi ve parklarda yaygındır. Zamanla çeşitli ölçüler oluştu. 3½ "ve 5" ölçü standart model ölçüler olarak 1898'de önerildi ancak 5" ölçü yalnızca İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra 7¼" ölçüsüyle birlikte popüler oldu.

Tüm model hareketli buharlı lokomotif meraklıları model mühendisleri değildir (ve bunun tersi de geçerlidir). Modelleri bir atölyede inşa etmek için uzun saatler harcamak yerine bir rayda çalıştırmayı tercih eden ve bu nedenle hazır bir model lokomotif satın almayı tercih eden birçok hareketli buhar tutkunu vardır. Ancak çoğu kişi için hobinin neşesi üretim sürecinde yatar ve muazzam olabilecek her türden çalışan motorun büyük memnuniyetiyle sona erer.

Model mühendisliğinin mekanik modeller yapma amacı artık genellikle tamamen eğlencedir ancak 18. yüzyılın sonlarından 20. yüzyılın sonlarına kadar olan sanayi devriminden başlayarak bu tür modeller çıraklık projeleri veya sınıfta teknik eğitime yardımcı olarak veya kamu kurumsal sergileri için yaygın olarak yapıldı. Ayrıca bir patenti desteklemek, önerilen bir sermaye girişimini görselleştirmek veya bir üreticinin ticaretinin reklamını yapmak için ticari destek olarak yapıldı. Eski sanayileşmiş ülkelerdeki birçok müze, sanayi devriminin ilk günlerinden kaynaklanan orijinal mekanik model koleksiyonlarına ev sahipliği yapar. Bir buhar makinesinin bilinen en eski modellerinden biri olan Newcomen kirişli motor, 1763'ten önce yapıldı. Londra Bilim Müzesi birçok erken dönem modeli gösteren kataloglar yayınladı. Bu modellerin çoğu model mühendisliğinin uzun geleneğini kanıtlayan günümüz model mühendisleri arasında popüler olan aynı konuları temsil eder.

Çalışan buharlı motor modelleri yapmada halka yapım talimatları veren en eski yayın satış için aynı zamanda parçalar ve bitmiş modeller sunan Londra'daki Model Tersane mağazasının sahibi E. Bell'in hazırladığı Model Dockyard Handy-book'du (2. baskı 1867). Bell, Kraliyet Ailesine, İngiliz Amiralliği ve çeşitli Avrupalı kraliyet ailelerine "Gemi Modelcisi ve Makinist" olduğunu söyledi. Kitap bu modelleri bir eğlence arayışı olarak inşa etmeyi ve çalıştırmayı amaçlıyordu. On dokuzuncu yüzyılın sonlarına doğru İngiltere'de geniş orta sınıfın kurulmasına bağlı olarak boş zaman uğraşlarının genişlemesiyle ve el sanatlarına değer veren Sanat ve El Sanatları hareketinin yükselişiyle, metal işçiliğiyle eğlence olarak ilgilenen amatör model mühendisler ve deneyciler yeni bir müşteri kitlesi olarak görüldü. Bu mekanik teknolojinin artan ekonomik refahta itici güç olarak görüldüğü bir zamandı. Model mühendisliğiyle ilgili makaleler ve reklamlar 1880'lerin ortalarında Amateur Work Illustrated dergisinde yayınlanmaya başladı. Çırak olarak modeller yapan işçi sınıfı mekanikçileriyle birlikte 'amatör' ilginin artmasıyla birlikte 1898'de Model Engineer ve Amateur Electrician dergisini (şimdi Model Mühendisi) yayınlamaya başlayan Percival Marshall tarafından yararlanılan yeni bir pazar niş ortaya çıktı. Alt, orta ve hatta üst sınıftan erkekler arasında model mühendisliğine olan ortak ilgi model mühendisliğinin sınıf engellerini aştığı iddialarını destekledi. Bununla birlikte bir zamanlar profesyonel beylerin "amatör" dergilere katkıda bulunmasının uygunsuz olduğu düşünüldüğünden model mühendislik basınında hala devam eden bir gelenek takma adların kullanılmasıdır. Diğer bir neden de özellikle de en az dört taka ad "nom des plumes" kullanan Edgar T Westbury gibi bir katılımcının ara sıra bir derginin tamamını tek başına yazdığı gerçeğini gizlemekti.

Model mühendisliği geçtiğimiz yüzyıldaki büyük sosyal değişikliklere rağmen popülerliğini koruyor. Bu değişiklikler arasında demiryolu taşımacılığı ve sanayiden buhar gücünün (model mühendisleri için hala en gözde konu) ortadan kaldırılması; ve 1970'lerde başlayan Batı ülkelerinin yaygın sanayileşmesizleşmesi, tüketici toplumuna geçiş ve çok sayıda yeni rekabet halindeki boş zaman arayışlarının tanıtılması sayılabilir. Bu değişiklikler birçok model mühendisinin yaşlı olması ve yeni çıraklıkların azalmasıyla birlikte model mühendisleri arasında hobinin bitip bitmeyeceği konusunda uzun süredir devam eden bir tartışmaya yol açtı.

Model mühendisleri genellikle model mühendislik kulüpleri ve toplulukları oluşturmak için bir araya gelirler. Bunlardan ilki 1898'de Londra'daki Model ve Deneysel Mühendisler Topluluğu, "model yatçılık kulüplerine benzer çizgilerde" daha sonra popüler oldu. 1948'de "yüzden fazla yerel kulüp ve topluluk" kuruldu. Model mühendislik kulüpleri ve toplulukları artık Birleşik Krallık, Kanada, Avustralya, Güney Afrika, Yeni Zelanda, Hollanda, İsviçre ve başka yerlerde yüzlerce kişiden oluşmaktadır. Bu kulüpler sağlıklı demokrasi ve topluluk uyumunun bir işareti olan bir tür sivil toplum örgütleridir.

Bu kulüplerin çoğu için asıl odak noktası üyelerinin hareketli buharlı model lokomotifleri için kulüp ray hattının veya minyatür demiryolunun işletilmesidir. Bu raylar genellikle halka açık çalıştırılır ve yerel bölgelerindeki topluluk eğlence ve turizm altyapısının parçasıdır. Model mühendisliği kulüpleri ve toplulukları genellikle lokomotiflerin ötesinde model mühendisliği ilgi alanlarına da hitap eder. Hareketli buharın tehlikeli doğası nedeniyle kulüpler ve topluluklar hem üyeleri hem de halkı kapsayan güvenlik düzenlemelerini, sigortayı ve uzman kazan kurallarını yönetmekten sorumludur. Bu amaçla model mühendislik kulüpleri ve dernekleri genellikle kendi güvenlik standartlarını kendi kendilerine düzenlemeleri gereken tarihsel ayrıcalığı sürdürmek için hükümete lobi yapabilen ulusal organlara üye olurlar.

Model mühendisliğine dayalı geçim kaynakları arasında model mühendislere ekipman ve malzeme sağlayan perakendeciler, döküm üreten küçük imalat hizmetleri, minyatür hareketli buhar kazanları ve hareketli buhar kiti parçaları (hatta tüm çalışan modeller), model mühendislik basınındaki ticari yayıncılar ve özel veya kurumsal koleksiyoncular için komisyonla tek seferlik modeller yapan çok az sayıda profesyonel model mühendis vardır. Ancak çoğu model mühendis diğer gelirlere güvenen amatör yapımcılardır.

Her yıl kulüplerin bulunduğu her yerde model mühendislerin en iyi çalışmalarını tanıyan birçok yerel ve bölgesel model mühendislik gösterileri ve sergileri düzenlenir. En büyük sergiler Birleşik Krallık'ta Londra, Harrogate ve Bristol'de düzenlenir. Birleşik Krallık'ta, Model Mühendis Sergisi'nde her yıl verilen Edinburgh Dükü Meydan Okuma Kupası hobinin en iyilerini yansıtır. Kupayı kazananlar arasında en önde geleni kupayı dokuz kez kazanan Cherry Hill'dir. İnternette bazı modern model mühendislerin çalışmalarının kalitesi İnternet Zanaatkarlık Müzesi'nde kutlanır.

Model mühendisliğindeki en iyi bilinen isimlerin çoğu model mühendisliği basınında üretken bir şekilde yazan isimlerdir. Henry Greenly 1902'de Model Demiryolları ve Lokomotifler Dergisi'nin kurucu editörü ve Model Mühendisliği ve ilgili kitapların yazarı olan ilk önemli model mühendisi olabilir. Yeşil olarak ispistoyla çalışan model lokomotifler için bir dizi tasarım üretti ancak yolcuları çekemedi. Muhtemelen en dikkate değer model mühendisi belirsiz 'LBSC' (Lillian "Curly" Lawrence) idi. En önemli katkısı Greenly'nin hakim ortodoksluğunu alt üst etmek ve küçük çaplı (2½ ") model lokomotiflerin tam boyutlu lokomotiflerde kullanıldığı gibi minyatür kömürle çalışan ateş tüplü kazanlar kullanarak yolcuları taşımak için yeterince güçlü olabileceğini göstermekti. 1923'ten 1967'deki ölümüne kadar çoğu Model Engineer dergisinde seri halinde olan 50'den fazla lokomotif tasarımını çeşitli ölçülerde yayınlayarak en az ekipmanla inşa edilebilecek yolcu taşıyan minyatür hareketli buharlı lokomotifleri popüler yaptı.

Diğer birçok model mühendisi kalıcı popülerlikleriyle dikkate değer çok sayıda tasarıma katkıda bulundu. 1979'da Engineering in Miniature dergisinde ve 1990'da Model Engineers 'Workshop'ta ortaya çıkmadan önce bu yazarlar neredeyse tamamen Model Engineer'da yazdılar. Bunların arasında Edgar T. Westbury birçok içten yanmalı motor tasarımı yaptı. WJ Hughes birçok tarımsal ve çekiş motoru modeli tasarladı. Albay CE Bowden model uçak, model tekne ve radyo kontrolü konusunda en üretken deneycilerden biri olarak hatırlanacak özellikle de ilk modellerinden birkaçına güç veren Atom Minor motorunu yapan ET Westbury ile işbirliği yapan motorlu modelin uçuşundaki başarısı. Martin Evans çok daha fazla model lokomotif tasarladı, George H. Thomas atölye aksesuarları tasarımlarında uzmanlaştı, Tubal Cain (TD Walshaw) bir dizi sabit motor tasarımı geliştirdi ve Claude B. Reeve birçok saat tasarımı yaptı. Ian Bradley ve Norman Hallows, Duplex takma adı altında özellikle ince işlenmiş ve ustaca aletler gibi çok çeşitli konularda birlikte yazdılar. Don Young Model Engineer'a lokomotif tasarımlarıyla katkıda bulundu ve ardından 1979'dan 1994'teki ölümüne kadar kendi üç aylık hareketli buhar dergisi olan Locomotives Large and Small'u yayınladı. Daha yakın bir zamanda Kozo Hiraoka ABD dergisi Live Steam'de bir dizi günlük lokomotif makalesi yazdı. Yaşayan model mühendisleri arasında Cherry Hill alışılmadık erken dönem buharlı araçların küçük ölçekli çalışan modelleriyle dikkat çekiyor.

Model mühendisliği için kullanılan takım tezgahları torna tezgahı, freze, şekillendirici ve matkap presini içerir. Asya'dan nispeten ucuz makinelerin piyasaya sürülmesine kadar 1980'lerden başlayarak Myford, South Bend, Bridgeport ve diğer artık kapatılmış Batılı şirketler tarafından üretilen İngiltere veya ABD yapımı takım tezgahları model mühendisliğinde oldukça yaygındı. Bu günlerde model mühendisleri bütçeye göre üretilmiş yeni Asya makinelerini 'eski demirin' restore ederek (eski Batı sanayi merkezlerinde yüksek standartlara göre yapılmış kullanılmış makineleri) veya para sorun değilse yeni yüksek kaliteli kalan birkaç batılı üreticinin makinelerini kullanma seçeneklerine sahiptir. Bu makineler model mühendisi daha büyük makine parçalarından daha pahalıya mal olabilecek ilgili alet takım setini (matkaplar, raybalar, pensler, vb.) biriktirdiğinde gerçekten yararlı hale gelir. Model mühendisleri genellikle kendileri alet yapımı ile tasarruf sağlarlar.

Geleneksel olarak bir el hobisi olmasına yani model mühendisinin parçaları elle çalıştırılan makinelerin yardımıyla elle yapmasına dayanan bir hobi olmasına rağmen bilgisayarlı araçlar bazı model mühendislerince popüler hale geliyor. Tasarımlar artık genellikle CAD yazılımı yardımıyla üretilmektedir. Bazı model mühendisleri fiziksel modele başlamadan önce modeli sanal alanda oluşturmak için 3D CAD yazılımı kullanır. Bu tür bir CAD yazılımı aynı zamanda CNC makineleri ile özellikle de artan bir aralığı model mühendisleri ve diğer 'ev atölyesi makinistlerini' hedef alan freze makineleri ile arayüz oluşturarak bazı model bileşenlerin bilgisayar kontrolü altında üretilmesini mümkün kılar.. 3D baskı model mühendislerinin keşfetmesi için ortaya çıkan bir başka teknolojidir. Model mühendisliği lazer kesim, 3D baskı ve üretici hareketiyle gittikçe daha fazla ortak zemin oluşturan gömülü elektronik gibi yeni teknolojileri birleştirerek genişlemeye devam ediyor ve bu bilgisayarlı arayışlar model mühendisliğinin bir alt dalı ve çoğunluk tarafından takip edilmiyor.

Parça kitleri geleneksel yapım yöntemine bir kısayol sunar. Kitler işlenmiş ve işlenmemiş kitler olmak üzere iki kategoriye ayrılır. İşlenmemiş kitler genellikle çizimlerden, dökümlerden, stok metalden ve muhtemelen bağlantı elemanlarından ve modeli tamamlamak için gerekli diğer sabitlemelerden oluşur. Tamamlamak için işleme tesislerine ihtiyaç duyarlar ve sıklıkla ek bileşenler ve hammaddeler de gerektirirler. Genellikle minimum makine gereksinimleri bir torna tezgahı, matkap tezgahı ve muhtemelen bir freze tezgahıdır. Bu kitleri başarıyla tamamlamak için işleme hakkında iyi düzeyde bilgi sahibi olmak gerekir. İşlenmiş kitler tamamen işlenmiş ve yalnızca el aletleri, boyama ve montaj ile son işlem gerektiren bir parça setidir. Atölye makineleri gerekli değildir. Kit tipik olarak modeli tamamlamak için gerekli tüm parçaları içerir. Bu kitler işlenmemiş bir kitten çok daha az iş gerektirir, ancak çok pahalıdır ve konu seçimi sınırlıdır.

Model mühendisliği ile ilgili birçok kitap, dergi ve internet forumu bulunmaktadır. Dergiler ayrıntılı tasarımların ve planların ana kaynağı olmaya devam eder (haberlerin taşınmasına ve ürün ve tekniklerin tartışılmasına ek olarak). Bu ayrıntılı tasarımlar ve planlar belirli bir modeli oluşturmak için yeterli talimatlar ve çizimler içerir. Derginin arka sayılarının sayfalarında her tür model için bu tür yüzlerce tasarım bulunmaktadır. Planların çoğu plan hizmetleri ve model mühendisliği tedarikçileri tarafından da yeniden basılmaktadır. Kitaplar teknikleri tartışmaya meyillidir (bazen detaylı tasarım ve planlarla) ve forumlar problem çözmede ve genel tartışmada aktiftir. Ayrıca sahiplerinin mevcut ve geçmiş projelerini öne çıkaran birçok model mühendis web sitesi veya blog da vardır. Bazı model mühendislik webzinleri de mevcuttur.

Yerel ve bölgesel kulüpler veya profesyonel sergi firmaları tarafından düzenlenen yıllık model mühendislik gösterileri ve sergileri dünya çapında düzenlenir. En büyük sergiler Londra, Doncaster (daha önce Harrogate’de) ve İngiltere'de Bristol’de; ABD'de York, Pennsylvania; ve Karlsruhe Almanya'da. Carlsbad, California'daki (ABD) Minyatür Mühendislik Zanaatkarlık Müzesi kalıcı bir sergi koleksiyonuna sahiptir.