Thiết kế cơ khí và những phần mềm thiết kế cơ khí phổ biến

Cơ khí  lúc  10/01/2023  bởi  Tony 3D

Thiết kế cơ khí là một trong những ngành quan trọng của thiết kế kỹ thuật. Việc tạo ra các sản phẩm cơ khí phục vụ cho các hoạt động sản xuất ngày càng được chú trọng. Vậy đâu là những phần mềm thiết kế cơ khí phổ biến? Hãy cùng 3D Smart Solutions tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

1. Khái niệm cơ bản về thiết kế cơ khí

Thiết kế cơ khí đề cập đến việc thiết kế và chế tạo máy móc mới nhằm nâng cao hiệu quả của máy móc hiện có. Một số thành tựu lớn nhất của con người, từ ô tô thông minh đến trạm vũ trụ quốc tế, đều có thể thực hiện được nhờ thiết kế sáng tạo và tư duy độc đáo của các kỹ sư cơ khí hàng đầu thế giới. Là một kỹ sư cơ khí làm việc trong lĩnh vực thiết kế, bạn có thể tạo ra các giải pháp để giải quyết một vấn đề cụ thể hoặc giải quyết một nhu cầu cụ thể của con người.

Ví dụ nếu hộp số hiện tại quá nặng hoặc chúng không thể duy trì được tải trọng thực tế thì nên thiết kế hộp số mới. Nhưng nếu cùng một hộp số có khả năng nâng tải trọng nhiều hơn thì có thể nâng cấp chúng bằng cách thực hiện một vài thay đổi quan trọng trong thiết kế.

2. Tại sao thiết kế cơ khí là bước quan trọng?

Thiết kế cơ khí đóng vai trò quan trọng trong việc giúp các kỹ sư cơ khí thiết kế kết cấu khung của một sản phẩm và cấu trúc của các bộ phận để đạt được các mục tiêu mong muốn. Với một thiết kế cơ khí chính xác, các kỹ sư cơ khí sẽ không cần phải tốn thời gian và công sức thiết kế lại sản phẩm lần nào nữa. 

Ví dụ, một đội ngũ các kỹ sư cơ khí có thể thiết kế riêng lẻ các thành phần khác nhau của một chiếc ô tô. Nhờ có kiến thức và trình độ chuyên môn cao về thiết kế cơ khí, các kỹ sư có thể:

  • Chọn vật liệu phù hợp cho sản phẩm
  • Thiết kế các hình dạng tốt nhất cho một sản phẩm
  • Tính toán kích thước tải trọng và sức mạnh của vật liệu
  • Cung cấp bản vẽ chi tiết để hỗ trợ quá trình sản xuất

3. Các kiểu thiết kế cơ khí

Thiết kế cơ khí được phân loại theo 10 kiểu sau:

3.1. Thiết kế mới

Thiết kế mới yêu cầu nhiều về kỹ năng phân tích, kỹ năng kỹ thuật, chuyên môn giải quyết vấn đề và tư duy sáng tạo. Các kỹ sư cơ khí có khả năng sáng tạo, soạn thảo và tạo ra các thiết kế mới đang nhận được nhiều sự quan tâm từ các doanh nghiệp trong lĩnh vực công nghiệp.

3.2. Thiết kế thích ứng

Trong quá trình này, người kỹ sư sẽ tập trung nhiều vào việc điều chỉnh các thiết kế hiện có. Mục tiêu chính của thiết kế thích ứng là thực hiện các sửa đổi hoặc thay đổi nhỏ đối với các thiết kế sản phẩm hiện có.

3.3. Thiết kế phát triển

Thiết kế phát triển liên quan đến việc sửa đổi thiết kế hiện có thành một ý tưởng mới hoặc sản phẩm mới bằng cách ứng dụng một phương pháp sản xuất mới hoặc sử dụng vật liệu mới.

3.4. Thiết kế hợp lý

Thiết kế hợp lý là kiểu thiết kế cơ khí dựa trên các công thức toán học căn cứ vào các nguyên tắc cơ học nhằm tạo ra các thiết kế mới.

3.5. Thiết kế theo kinh nghiệm

Thiết kế theo kinh nghiệm là kiểu thiết kế dựa trên các công thức đã được thực hiện nhiều lần trước đó. Và rồi những thiết kế sau này được hoàn thiện và nâng cấp hơn dựa trên những kinh nghiệm đã từng thực hiện trong quá khứ. 

3.6. Thiết kế công nghiệp

Thiết kế công nghiệp là một trong những thiết kế máy móc được nhiều người dùng biết đến và sử dụng phổ biến. Chúng liên quan đến việc sản xuất một bộ phận cơ khí nhằm giải quyết nhu cầu của một quy trình công nghiệp cụ thể.

3.7. Thiết kế tối ưu

Đúng như tên gọi của nó, đây thường là kiểu thiết kế cơ khí tốt nhất để đạt được một mục tiêu nhất định theo các ràng buộc cụ thể.

3.8. Thiết kế hệ thống

Đây là quá trình thiết kế hệ thống máy móc phức tạp của một thiết bị cơ khí phức tạp như ô tô. Chúng bao gồm việc thiết kế các thành phần khác nhau trong một hệ thống.

3.9. Thiết kế phần tử

Đây là kiểu thiết kế một phần tử cụ thể của hệ thống cơ khí như ổ trục, vỏ, piston, trục khuỷu hoặc thanh kết nối.

3.10. Thiết kế nhờ vào máy tính

Loại thiết kế cơ khí này bao gồm quá trình thiết kế sử dụng phần mềm máy tính để hỗ trợ tạo, phân tích, sửa đổi và tối ưu hóa một thiết kế.

4. Quy trình thiết kế cơ khí

Trong thiết kế cơ khí, quy trình thiết kế thường được thay đổi để phù hợp với một nhu cầu cụ thể và các chuyên gia có thể dễ dàng quản lý điều này theo một quy trình chung như sau:

  • Bước 1: Xác định mục tiêu và vấn đề cần giải quyết

Bước đầu tiên là hiểu vấn đề một cách kỹ lưỡng và đề ra các kế hoạch chi tiết về những gì bạn mong muốn mình sẽ đạt được. Bạn nên xác định mục tiêu, mục đích hoặc nhu cầu của mình và vận hành máy thiết kế.

  • Bước 2: Chọn tổng hợp

Bước này liên quan đến việc người dùng lựa chọn các cơ chế hoặc công nghệ khả thi để đạt được cách vận hành sản phẩm như mong muốn.

  • Bước 3: Phân tích các lực 

Ở bước này, bạn cần tính được năng lượng sinh ra hay mất đi của mỗi thành phần và các lực tác dụng lên từng phần tử của máy.

  • Bước 4: Lựa chọn vật liệu

Đây là một bước rất quan trọng trong quá trình thiết kế cơ khí và liên quan đến việc lựa chọn vật liệu tối ưu cho từng bộ phận của máy.

  • Bước 5: Thiết kế các yếu tố riêng lẻ

Ở bước này, chúng liên quan đến việc thiết kế từng bộ phận máy bằng cách xem xét các lực khác nhau tác động lên các bộ phận và áp suất cho phép đối với vật liệu.

  • Bước 6: Thực hiện sửa đổi

Nếu cần, bạn có thể sửa đổi kích thước của các hạng mục riêng lẻ để phù hợp với kinh nghiệm bạn đã tích lũy trước đây và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất. Bạn cũng có thể cần phải điều chỉnh trong phạm vi thời gian và chi phí cho phép. 

  • Bước 7: Tạo bản vẽ chi tiết

Trong bước này, các kỹ sư sẽ tiến hành cung cấp bản vẽ chi tiết của từng thành phần, cùng với đó là hướng dẫn lắp ráp và chế tạo.

  • Bước 8: Hoàn thiện sản xuất

Đây là bước cuối cùng trong quá trình thiết kế máy. Lúc này, bạn cần tuân thủ các thông số kỹ thuật của máy hoặc linh kiện được sản xuất trên sàn nhà máy hoặc xưởng.

5. Tổng hợp những phần mềm thiết kế cơ khí phổ biến

3D Smart Solutions xin gợi ý một vài phần mềm thiết kế cơ khí phổ biến bạn có thể tham khảo như sau:

5.1. Geomagic

Geomagic là phần mềm thiết kế ngược được xem là toàn diện nhất, kết hợp dữ liệu quét 3D và CAD nhằm tạo ra các mô hình dạng khối, giúp việc biểu diễn (VR) và số hoá 3D nhanh chóng và chính xác hơn. Phần mềm được các chuyên gia ứng dụng nhiều trong lĩnh vực thiết kế và sản xuất. 

Phần mềm thiết kế cơ khí
Phần mềm cơ khí Geomagic

5.2. CATIA

Là một công cụ phần mềm chuyên nghiệp, CATIA là công cụ thiết kế cơ khí được phát triển bởi Dassault Systèmes. Chúng được sử dụng chủ yếu trong các dự án hàng không vũ trụ. CATIA được đánh giá là đặc biệt hữu ích cho các thiết kế chi tiết và phức tạp. Với CATIA, người dùng thực sự có thể làm việc trên bất kỳ dòng sản phẩm nào. Nếu bạn là một kỹ sư, nó sẽ hoàn toàn đáp ứng tốt mọi mong đợi của bạn nhằm tạo ra các mô hình CAD 3D hoàn hảo cho các dự án cơ khí.

Phần mềm thiết kế cơ khí
CATIA – Phần mềm thiết kế cơ khí được phát triển bởi Dassault Systemes

5.3. AutoCAD

AutoCAD là phần mềm thiết kế hỗ trợ vẽ kỹ thuật được ứng dụng phổ biến giúp tăng năng suất đáng kể khi thiết kế, trình bày và xử lý bản vẽ. AutoCAD là sản phẩm của nhà phát triển phần mềm CAD Autodesk. Phần mềm này được phát hành lần đầu tiên vào năm 1982 dưới dạng phần mềm phác thảo biên dạng 2D. Và AutoCAD đã dần phát triển trong những năm qua, bao gồm các tính năng mạnh mẽ phục vụ cho nhu cầu mô hình hóa của nhiều ngành công nghiệp.

Phần mềm thiết kế cơ khí
Sử dụng AutoCAD l để tạo thiết kế ở dạng 2D hoặc 3D

5.4. Solidworks

Là phần mềm mô hình 3D hoàn hảo cho các nhà thiết kế 3D và các kỹ sư chuyên nghiệp. SolidWorks là một công cụ đầy đủ các tính năng và hoạt động mạnh mẽ, giúp các nhà thiết kế và kỹ sư dễ dàng xây dựng các mô hình cơ khí sáng tạo. Phần mềm thiết kế cơ khí 3D này có giao diện thân thiện với người dùng và chúng có thể được sử dụng để tạo các bộ phận máy móc rất hiệu quả.

Phần mềm thiết kế cơ khí
SolidWorks với nhiều tính năng hỗ trợ việc thiết kế sản phẩm nhanh chóng hơn

5.5. Inventor

Phần mềm Inventor cung cấp các công cụ mô phỏng sản phẩm và thiết kế cơ khí ở một cấp độ chuyên nghiệp. Đây là một trong những công cụ phần mềm thiết kế mô hình hóa tốt nhất hiện có trên thị trường nhằm thiết kế các dự án cơ khí. Chúng có các công cụ mô phỏng tuyệt vời và đa dạng các tùy chọn mô hình hóa khác nhau.

Phần mềm thiết kế cơ khí
Inventor là phần mềm xây dựng mô hình 3D và thiết kế cơ khí

6. Tổng kết

Thiết kế cơ khí giúp người dùng có thể tạo ra các sản phẩm về thiết bị, máy móc và các công cụ thay thế cho người lao động và phục vụ các hoạt động sản xuất. Đồng thời, chúng cũng giúp tạo ra các sản phẩm phục vụ cho đời sống hàng ngày của con người trở nên dễ dàng hơn. Để hỗ trợ thiết kế hiệu quả hơn và nâng cao năng lực cạnh tranh thì việc ứng dụng các phần mềm thiết kế cơ khí có vai trò hết sức cần thiết và quan trọng.

Qua bài viết này, 3D Smart Solutions cũng đã gợi ý cho bạn một vài phần mềm được ứng dụng rộng rãi hiện nay. Trong số đó, MasterCAM là thương hiệu được rất nhiều khách hàng tin tưởng lựa chọn bởi những đặc điểm vượt trội của mình. Để sở hữu phần mềm thiết kế chất lượng và đảm bảo chính hãng, bạn nên cân nhắc lựa chọn đơn vị cung cấp uy tín. Nếu bạn đang phân vân không biết đâu là địa điểm đáng tin cậy thì 3D Smart Solutions sẽ là một lựa chọn tuyệt vời mà bạn có thể cân nhắc.

Với kinh nghiệm hoạt động 12 năm trong lĩnh vực thiết kế cơ khí cùng quy trình kỹ thuật tiêu chuẩn, 3DS cung cấp cho khách hàng doanh nghiệp dịch vụ thiết kế máy đảm bảo đúng chuẩn kỹ thuật, mang đến hiệu quả sản xuất cho doanh nghiệp, hạn chế các sự cố kỹ thuật phát sinh trong quá trình thiết kế. Lựa chọn 3DS là người bạn đồng hành cùng quý khách hàng, chắc chắn bạn sẽ không thất vọng. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào cần được giải đáp nhanh chóng, hãy gọi ngay Hotline 0345 699 777 cho chúng tôi nhé!


Về 3D Smart Solutions

Tiên phong trong cung cấp giải pháp và dịch vụ công nghệ 3d tại Việt Nam. Tiêu chí hoạt động của chúng tôi là: Làm Đúng Ngay Từ Lần Đầu Tiên. Hãy bình luận trên trang FacebookLinkedin của chúng tôi! Đừng quên đăng ký bản tin hàng tuần miễn phí của chúng tôi, với tất cả tin tức mới nhất về Giải pháp 3D được gửi thẳng đến địa chỉ email của bạn.