1. Khái niệm cơ bản về thiết kế cơ khí 3D
Thiết kế cơ khí 3D liên quan đến quá trình tạo ra và phát triển các máy móc mới để cải thiện hiệu suất hoặc tính năng của các thiết bị hiện có. Từ các thành tựu lớn như ô tô thông minh đến trạm vũ trụ quốc tế, tất cả đều là kết quả của sự sáng tạo và tư duy độc đáo của các kỹ sư cơ khí hàng đầu trên toàn cầu. Trong vai trò của một kỹ sư cơ khí chuyên về thiết kế, bạn có thể tạo ra các giải pháp để giải quyết các vấn đề cụ thể hoặc đáp ứng các nhu cầu riêng của con người.
2. Lợi ích khi thiết kế cơ khí 3D
Thiết kế cơ khí 3D đóng vai trò quan trọng trong việc giúp các kỹ sư cơ khí xây dựng kết cấu khung của sản phẩm và cấu trúc của các bộ phận để đạt được các mục tiêu mong muốn. Với một thiết kế cơ khí 3D chính xác, các kỹ sư không cần phải tốn thời gian và công sức để điều chỉnh lại sản phẩm.
Ví dụ, một đội ngũ các kỹ sư cơ khí có thể thiết kế các thành phần khác nhau của một chiếc ô tô một cách độc lập. Nhờ kiến thức và kỹ năng chuyên môn về thiết kế cơ khí, họ có thể:
– Lựa chọn nguyên vật liệu phù hợp cho sản phẩm
– Tạo ra các hình dạng tối ưu cho sản phẩm
– Thực hiện tính toán về tải trọng và sức mạnh của vật liệu
– Sản xuất bản vẽ chi tiết để hỗ trợ quá trình sản xuất
3. Quy trình thiết kế cơ khí 3D
Trong quy trình Thiết kế cơ khí 3D, thường có một số bước cơ bản mà chuyên gia có thể tuân thủ để quản lý dự án một cách hiệu quả:
Bước 1: Xác định vấn đề cần giải quyết
Bước đầu tiên là hiểu rõ vấn đề cần giải quyết và xác định rõ mục tiêu cụ thể mà dự án muốn đạt được. Đây là giai đoạn quan trọng để lập kế hoạch chi tiết và định hình hướng đi cho quy trình thiết kế.
Bước 2: Chọn công nghệ áp dụng
Sau khi xác định mục tiêu, người thiết kế cần chọn các công nghệ và phương pháp phù hợp để triển khai dự án. Việc này bao gồm lựa chọn các cơ chế và công nghệ khả thi để đảm bảo sản phẩm hoạt động như mong muốn.
Bước 3: Phân tích các lực
Ở bước này, các kỹ sư cơ khí phải tiến hành phân tích các lực tác động lên sản phẩm. Điều này bao gồm việc tính toán năng lượng, áp suất và tải trọng đối với các bộ phận của máy.
Bước 4: Lựa chọn vật liệu
Lựa chọn vật liệu phù hợp là một bước quan trọng trong quy trình thiết kế cơ khí. Người thiết kế cần xem xét và chọn lựa vật liệu tối ưu để đảm bảo hiệu suất và độ bền của sản phẩm.
Bước 5: Thiết kế các yếu tố riêng lẻ
Ở bước này, người thiết kế tập trung vào việc thiết kế từng bộ phận của máy. Họ phải xem xét các yếu tố như áp suất, lực tác động và các yếu tố kỹ thuật khác để đảm bảo rằng mỗi bộ phận được thiết kế đáp ứng được yêu cầu.
Bước 6: Thực hiện sửa đổi
Trong quá trình thiết kế cơ khí 3D, có thể cần phải sửa đổi kích thước hoặc thiết kế của các bộ phận để đáp ứng yêu cầu cụ thể hoặc điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu suất và chi phí.
Bước 7: Tạo bản vẽ chi tiết
Sau khi hoàn thiện thiết kế, người thiết kế cần tạo ra bản vẽ chi tiết của từng bộ phận của máy, bao gồm cả hướng dẫn lắp ráp và chế tạo.
Bước 8: Hoàn thiện sản xuất
Cuối cùng, sản phẩm được chuyển giao cho quá trình sản xuất, nơi các thông số kỹ thuật và bản vẽ chi tiết được tuân thủ để đảm bảo chất lượng và hiệu suất của sản phẩm.
4. Tổng hợp những phần mềm thiết kế cơ khí 3D phổ biến
4.1 CATIA
Được coi là 1 trong “Tứ đại CAD/CAM”. CATIA là một phần mềm Thiết kế cơ khí 3D chuyên nghiệp hàng đầu trong lĩnh vực thiết kế, được phát triển bởi công ty Dassault Systèmes. Phần mềm này được phân phối trên toàn thế giới bởi tập đoàn máy tính IBM. CATIA là một bộ công cụ phức hợp CAD/CAM/CAE được viết bằng ngôn ngữ lập trình C++. CATIA nổi bật với khả năng cho phép người dùng tạo các bộ phận 3D và thực hiện nhiều bước lắp ráp khác nhau cho hàng loạt các quy trình kỹ thuật. Người dùng có thể dễ dàng thực hiện các thiết kế cơ khí, hình dạng và kiểu dáng, tổng hợp sản phẩm, thiết bị và hệ thống kỹ thuật, cũng như phân tích và gia công.
CATIA được ưa chuộng nhiều ở Châu Âu hoặc các công ty Nhật
Thiết kế cơ khí 3D – CATIA đặc biệt hữu ích trong việc thiết kế các chi tiết phức tạp và mô hình đa dạng. Vì vậy, nó thường được ứng dụng trong các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không vũ trụ, và tàu ngầm.
4.2 Autocad 2D
Bản vẽ 2D đóng vai trò quan trọng trong quá trình gia công cơ khí, là một liên kết không thể thiếu từ khâu thiết kế đến quá trình sản xuất. Trong các phần mềm vẽ 2D, AutoCAD 2D được xem là lựa chọn chuyên nghiệp và phổ biến nhất.
Auto CAD 2D không còn xa lạ với giới thiết kế
Với tỷ lệ sử dụng lên đến 90%, nó được phát triển bởi tập đoàn Autodesk. AutoCAD 2D sử dụng công nghệ CAD để tạo ra các bản vẽ cơ khí dưới dạng vector 2D, được biểu diễn trên một mặt phẳng và không thể xoay góc được. Ưu điểm của phần mềm Thiết kế cơ khí 3D này là độ chính xác cao, năng suất tốt, dễ sử dụng và khả năng trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác.
AutoCAD 2D có nhiều phiên bản miễn phí có sẵn trên internet. Tuy nhiên, để đảm bảo hiệu suất tốt nhất cho công việc, việc mua bản quyền phần mềm này được khuyến khích. Đây là một đầu tư đáng giá cho các dự án cần sự chính xác và đáng tin cậy.
4.3 Solidwork
SolidWorks, được phát triển bởi công ty Dassault Systèmes SolidWorks Corp, đã có mặt trên thị trường từ năm 1977 và được xem là một trong những phần mềm Thiết kế cơ khí 3D ưu việt dành cho kỹ sư và nhà thiết kế 3D trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Hiện nay, SolidWorks được sử dụng bởi hơn 2 triệu kỹ sư thiết kế từ hơn 165,000 doanh nghiệp trên toàn thế giới.
Thiết kế cơ khí 3D Solidworks phù hợp với thiết kế nhiều lĩnh vực
Với các tính năng, hiệu suất và khả năng đáp ứng nhu cầu Thiết kế cơ khí 3D được đánh giá cao trong lĩnh vực cơ khí kỹ thuật, SolidWorks cũng được áp dụng rộng rãi trong các ngành khác như y học, công nghiệp, giáo dục, nội thất và xây dựng. Điều này là nhờ vào tính linh hoạt và mạnh mẽ của nó trong việc thiết kế 3D cùng với các giải pháp hỗ trợ đa dạng.
Trong lĩnh vực thiết kế cơ khí, SolidWorks có giao diện thân thiện và dễ sử dụng. Với nhiều phiên bản khác nhau, Thiết kế cơ khí 3D SolidWorks giúp giải quyết một loạt các vấn đề xoay quanh đến lắp ghép, động học, truyền động, ứng suất, độ bền, mô phỏng dòng chảy và áp suất. Ngoài ra, nó còn hỗ trợ lập trình gia công phay từ 2 đến 5 trục, làm cho SolidWorks trở thành sự lựa chọn hàng đầu của nhiều công ty trên toàn thế giới.
4.4 Inventor
Autodesk Inventor là phần mềm dùng để thiết kế, tạo mẫu và kiểm tra ý tưởng sản phẩm trong môi trường 3D. Inventor tích hợp nhiều công cụ mô phỏng và phân tích, cho phép người dùng dễ dàng thiết kế các sản phẩm từ đơn giản đến phức tạp. Hiện nay, Inventor còn tích hợp CAD và các công cụ giao tiếp thiết kế, giúp nâng cao năng suất làm việc và giảm thiểu lỗi phát sinh.
Giao diện của phần mềm Inventor
Phần mềm Thiết kế cơ khí 3D Inventor được dùng để rút ngắn khoảng cách giữa thiết kế, kỹ thuật và sản xuất. Thông qua việc tạo ra các nguyên mẫu và thử nghiệm ảo, nó giúp hạn chế lỗi và lao động thủ công, giảm chi phí và tăng chu kỳ sản xuất.
AES Việt Nam, đối tác chính thức của các hãng phần mềm hàng đầu như Dassault Systèmes, Cogiscan, Technia, BetaCAE, Human Solutions, Autoform,… cung cấp đa dạng các phần mềm công nghiệp CAD/CAM/CAE/PLM chính hãng cho khách hàng.
Với mong muốn đưa những công nghệ tiên tiến nhất đến Việt Nam và hỗ trợ doanh nghiệp nước nhà đổi mới sản xuất, AES Việt Nam không ngừng nỗ lực mở rộng mạng lưới cung ứng và nâng cao chất lượng dịch vụ.
Để biết thêm thông tin về phần mềm CATIA, vui lòng liên hệ hotline (+84) 96 1402 699 để được tư vấn. Cập nhật thông tin mới nhất về sản phẩm và các hoạt động của AES Việt Nam – Đơn vị phân phối phần mềm công nghiệp số 1 Việt Nam tại facebook.com/aesvietnamsoftware
