Hầu hết các bạn muốn dùng thử một ứng dụng thiết kế kỹ thuật 3D thì hiện đã biết cách dùng AutoCAD. AutoCAD phổ biến đến mức mà cứ nói đến CAD là rất nhiều người đồng nghĩa nó với AutoCAD. AutoCAD thực sự có những năng lực khá tốt để giúp ta trình bày các bản vẽ mà khỏi cần dùng bút chì, thước kẻ, compa, tẩy và giấy vẽ. Trong một phạm vi rộng lớn, AutoCAD đã góp phần nâng cao năng suất và độ chính xác trong thiết kế kỹ thuật. Thế nhưng thực ra, AutoCAD chỉ là phần mềm vẽ kỹ thuật bằng máy tính, nó không phải là công cụ thiết kế.
Các ứng dụng thiết kế 3D ra đời sau đã nâng ngữ nghĩa cụm từ viết tắt CAD lên một tầm cao mới: Thiết kế với sự hỗ trợ của máy tính. Những phần mềm này xây dựng mô hình trong không gian 3 chiều, thay vì 2 chiều như AutoCAD. Hầu hết chúng đều là những phần mềm tham biến kích thước, nghĩa là dùng kích thước để điều khiển hình dạng hình học. Chúng có năng lực tính toán mạnh mẽ và được kết hợp chặt chẽ với các ứng dụng tính toán cũng như cơ sở dữ liệu của các ứng dụng lẫy lừng khác. Sản phẩm của chúng là các file cho phép chuyển trực tiếp, hoặc thông qua một bộ chuyển mã, tới các máy gia công CNC hoặc EDM tiên tiến. Bản vẽ kỹ thuật cho chế tạo và lắp ráp là những sản phẩm được tự động tạo ra theo ý đồ của người thiết kế. Không còn khái niệm vẽ như trong AutoCAD nữa.
Thông qua các bài ví dụ và những giải đáp thắc mắc tại đây mà các bạn sẽ nhanh chóng thấy được những ưu thế và sự hấp dẫn của những phần mềm 3D, mà SW là một trong những phần mềm nổi tiếng, thể hiện.
Sau khi đã cài đặt thành công phần mềm SolidWorks, ta mở nó ra rồi click New để tạo một tài liệu mới, cách thức giống như mọi phần mềm khác mà ta đã biết. Ta thấy một hộp thoại xuất hiện như sau:
Trong đó, ta thấy có 3 biểu tượng hình vuông là Part, Assembly và Drawing. Như vậy là SW có ba kiểu tập tin khác nhau, đây là khác biệt rất đặc trưng so với AutoCAD. Muốn tạo kiểu tài liệu nào thì ta phải chọn kiểu đó trước rồi nhấn OK.
Giao diện này thực sự khác lạ, may mà các công cụ trên thanh bên phải có vẻ hơi quen, còn thì không những các công cụ bên trái hoàn toàn lạ hoắc mà phần giao diện chính lại chia đôi, bên trái trông như cây thư mục của trình duyệt vậy. Ta sẽ dần dần khám phá và làm quen những thứ đó sau. Bây giờ, ta định thiết kế một miếng thép nhỏ hình hộp và có một lỗ khoan thủng.
Nhìn thanh bên trái, ta thấy có vài công cụ sáng màu, những cái còn lại xám xịt. Những cái sáng màu là đang sẵn sàng cho việc sử dụng, những cái màu xám chưa hoạt động được. Tại sao lại như vậy? Tại vì như một chiếc xe máy, bạn không được cài số 5 khi đang chuẩn bị khởi động, với chiếc xe thông minh thì nó sẽ không cho phép bạn làm như vậy, dù bạn cố ý hay vô tình.
Trong vài công cụ đang sẵn sàng, ta thấy (đưa con trỏ vào để nó hiện tên và mô tả chức năng) có công cụ Extrude (tạo chiều dày cho một diện tích bằng cách đẩy cao lên) và Revolve (tạo khối tròn xoay bằng cách xoay một tiết diện quanh một trục). Vì ta định làm một tấm thép dạng hộp, nên ắt là phải dùng Extrude rồi, ta click công cụ này và lập tức thấy giao diện thay đổi:
Khoảng trống bên phải, ta thấy xuất hiện 3 mặt phẳng là Front Plane (mặt trước), Right Plane (mặt phải) và Top Plane (mặt trên) tương ứng với các hướng chiếu cơ bản trong bản vẽ kỹ thuật; còn bên trái có thông báo nhắc rằng ta hãy chọn một mặt phẳng để vẽ biên dạng. Lại là một khác biệt nữa, khi ta dùng AutoCAD, nó mặc nhiên nghĩ rằng ta chỉ có vẽ trên mặt XY mà thôi, nhưng SW là 3D, nó không dám quyết ẩu như vậy, nó đợi ta quyết định.
Ta chọn mặt Top Plane chẳng hạn, mặt đó liền quay chính diện với màn hình. Ta thấy công cụ Sketch (vẽ) bên thanh phải màn hình đồng thời được kích hoạt. Hãy chọn công cụ Rectangle để vẽ một hình chữ nhật, cách vẽ như AutoCAD, nhưng lưu ý rằng điểm đầu tiên phải trùng với gốc toạ độ và không cần quan tâm đến kích thước cần có của đối tượng vội:
SolidWorks đòi hỏi mọi yếu tố của hình vẽ phải rõ ràng và các toạ độ đều cần được xác định. Các bạn dùng AutoCAD không có thói quen này thì nhớ phải tập cho quen. Hình chữ nhật có hai cạnh đi qua gốc toạ độ đã được chốt tại đó, vì thế mà chúng có màu đen; còn hai cạnh kia màu xanh, vì chúng chưa được xác định. Bạn thử click vào các cạnh xanh và lôi kéo chúng xem, chúng sẽ chạy ra chỗ khác ngay. Để cố định các cạnh này, tất nhiên ta phải “trói” nó với những gì cố định (chính là hai cạnh đen), tức là lấy kích thước đầy đủ cho hình chữ nhật này.
Nhiều người dùng AutoCAD cho đây là một sự bất tiện của SolidWorks, nhưng như các bài sau đây bạn sẽ thấy, phần mềm càng linh hoạt và đa năng càng cần sự chặt chẽ trong mọi tiểu tiết.
Right-click trong vùng đồ hoạ, ta thấy trôi xuống một trình đơn; đây là trình đơn ngữ cảnh, nghĩa là tuỳ vào thời điểm và đối tượng mà nó có nội dung phù hợp với công việc khi đó. Ta thấy như sau:
Trình đơn này gồm các lệnh vẽ và kích thước, để ta có thể tiếp tục vẽ các đối tượng khác hoặc lấy kích thước. Ta muốn lấy kích thước chiều dài cho các cạnh chữ nhật và chỉ thấy có mỗi một công cụ kích thước chứ không phong phú như của AutoCAD, đành chọn nó vậy!
Hãy click vào cạnh xanh bên trên, đưa con trỏ lên tiếp và click lần nữa, một hộp Modify xuất hiện với giá trị kích thước hiện tại:
Hãy gõ 60 rồi OK, ta thấy hình chữ nhật thay đổi hình dạng:
Để ý cạnh xanh bên phải bây giờ đã đen, tức là nó đã cố định rồi, ta không thể lôi kéo nó được nữa, nhưng cạnh trên màu xanh thì vẫn di chuyển tự do. Ta cần phải lấy kích thước chiều cao nữa, cách làm cũng tương tự và cho nó giá trị 90, bây giờ hình chữ nhật đã đen hoàn toàn:
Bạn thử double-click các kích thước này xem, hộp Modify lại xuất hiện như lúc lấy kích thước, bạn lại có thể thay đổi các giá trị và hình vẽ sẽ thay đổi tương ứng. Chức năng này rất hay so với AutoCAD phải không? Vì thế, SolidWorks được gọi là hệ thống tham biến kích thước.
Tiếp tục, ta vẽ một đường tròn bằng công cụ Circle từ trình đơn chuột phải hoặc từ thanh Sketch bên phải, tâm nằm trong hình chữ nhật:
Hình tròn màu xanh cũng cần được cố định bằng cách xác định đường kính và khoảng cách từ các cạnh chữ nhật đến tâm. Ta lại dùng công cụ Dimension lúc nãy (tất cả chỉ có 1 công cụ kích thước này thôi). Hãy chọn đường tròn rồi click ra ngoài, gõ giá trị 30:
Click vào đường tròn lần nữa, click tiếp vào một cạnh chữ nhật rồi click ra chỗ trống để lấy khoảng cách tâm đường tròn đến cạnh đó. Bạn làm nốt với cạnh còn lại, thế là đường tròn cũng hoàn toàn được xác định. Hãy sửa các kích thước như minh hoạ sau:
Đến đây thì các bạn thấy một phần của những quyền biến của SolidWorks rồi, ngoài việc tuyệt vời là dùng kích thước điều khiển hình vẽ thì chỉ 1 công cụ kích thước mà nó có thể lấy mọi kiểu kích thước, tuỳ vào cách ta chọn đối tượng và di chuyển cho trỏ.
Đến đây thì ta đã vẽ xong biên dạng, hãy thoát khỏi chế độ vẽ bằng cách click vào công cụ Sketch để chuyển sang chế độ 3D. Lập tức cổng nhìn xoay nghiêng đi để ta thấy tấm thép dày được hình thành. Nó vẫn mờ vì đó mới chỉ là hình xem trước, bên trái là bảng thuộc tính của lệnh Extrude:
Bạn thấy ở trường D1 có giá trị đề xuất 10mm, hãy thay đổi giá trị đó là 15mm (chỉ cần gõ số) rồi nhấn nút kiểm màu xanh trên cùng, chi tiết 3D được hình thành:
Các kích thước này đã được ẩn đi, nhưng nếu bạn muốn xem lại các kích thước đó thì right-click thư mục Anotation phía trên cây thiết kế và chọn Show Feature Dimensions:
Bạn sẽ thấy các kích thước lúc nãy lại xuất hiện, thêm cả kíc thước chiều dày có màu xanh (vì đây là kích thước 3D chứ không phải là 2D của biên dạng ban đầu). Ngay tại đây, nếu muốn, bạn vẫn có thể double-click chúng để thay đổi các giá trị theo ý mình.
Hy vọng ví dụ đơn giản này đã bắt đầu làm bạn thấy năng lực mạnh mẽ của SolidWorks và sẵn sàng đi tiếp để khám phá thêm những khả năng tiềm ẩn của nó. Bạn cũng thấy cách thức thực hiện không hoàn toàn giống AutoCAD
NHẬN XÉT:
Các ứng dụng thiết kế 3D ra đời sau đã nâng ngữ nghĩa cụm từ viết tắt CAD lên một tầm cao mới: Thiết kế với sự hỗ trợ của máy tính. Những phần mềm này xây dựng mô hình trong không gian 3 chiều, thay vì 2 chiều như AutoCAD. Hầu hết chúng đều là những phần mềm tham biến kích thước, nghĩa là dùng kích thước để điều khiển hình dạng hình học. Chúng có năng lực tính toán mạnh mẽ và được kết hợp chặt chẽ với các ứng dụng tính toán cũng như cơ sở dữ liệu của các ứng dụng lẫy lừng khác. Sản phẩm của chúng là các file cho phép chuyển trực tiếp, hoặc thông qua một bộ chuyển mã, tới các máy gia công CNC hoặc EDM tiên tiến. Bản vẽ kỹ thuật cho chế tạo và lắp ráp là những sản phẩm được tự động tạo ra theo ý đồ của người thiết kế. Không còn khái niệm vẽ như trong AutoCAD nữa.
Thông qua các bài ví dụ và những giải đáp thắc mắc tại đây mà các bạn sẽ nhanh chóng thấy được những ưu thế và sự hấp dẫn của những phần mềm 3D, mà SW là một trong những phần mềm nổi tiếng, thể hiện.
Sau khi đã cài đặt thành công phần mềm SolidWorks, ta mở nó ra rồi click New để tạo một tài liệu mới, cách thức giống như mọi phần mềm khác mà ta đã biết. Ta thấy một hộp thoại xuất hiện như sau:
Trong đó, ta thấy có 3 biểu tượng hình vuông là Part, Assembly và Drawing. Như vậy là SW có ba kiểu tập tin khác nhau, đây là khác biệt rất đặc trưng so với AutoCAD. Muốn tạo kiểu tài liệu nào thì ta phải chọn kiểu đó trước rồi nhấn OK.
- Part: Kiểu tài liệu cơ bản nhất. Tài liệu này được hình thành trong cửa sổ Part, dùng để thiết kế các chi tiết máy riêng lẻ.
- Assembly: Bản lắp. Tài liệu này được xây dựng trong cửa sổ Assembly, bằng cách đưa các chi tiết máy đã thiết kế trong các tài liệu Part vào đó và lắp ráp chúng lại.
- Drawing: Bản vẽ kỹ thuật. Tài liệu này được tạo ra từ cửa sổ Drawing, bằng cách đưa các chi tiết máy hoặc bản lắp vào đó để tạo ra các bản vẽ kỹ thuật để được in ra giấy.
Giao diện này thực sự khác lạ, may mà các công cụ trên thanh bên phải có vẻ hơi quen, còn thì không những các công cụ bên trái hoàn toàn lạ hoắc mà phần giao diện chính lại chia đôi, bên trái trông như cây thư mục của trình duyệt vậy. Ta sẽ dần dần khám phá và làm quen những thứ đó sau. Bây giờ, ta định thiết kế một miếng thép nhỏ hình hộp và có một lỗ khoan thủng.
Nhìn thanh bên trái, ta thấy có vài công cụ sáng màu, những cái còn lại xám xịt. Những cái sáng màu là đang sẵn sàng cho việc sử dụng, những cái màu xám chưa hoạt động được. Tại sao lại như vậy? Tại vì như một chiếc xe máy, bạn không được cài số 5 khi đang chuẩn bị khởi động, với chiếc xe thông minh thì nó sẽ không cho phép bạn làm như vậy, dù bạn cố ý hay vô tình.
Trong vài công cụ đang sẵn sàng, ta thấy (đưa con trỏ vào để nó hiện tên và mô tả chức năng) có công cụ Extrude (tạo chiều dày cho một diện tích bằng cách đẩy cao lên) và Revolve (tạo khối tròn xoay bằng cách xoay một tiết diện quanh một trục). Vì ta định làm một tấm thép dạng hộp, nên ắt là phải dùng Extrude rồi, ta click công cụ này và lập tức thấy giao diện thay đổi:
Khoảng trống bên phải, ta thấy xuất hiện 3 mặt phẳng là Front Plane (mặt trước), Right Plane (mặt phải) và Top Plane (mặt trên) tương ứng với các hướng chiếu cơ bản trong bản vẽ kỹ thuật; còn bên trái có thông báo nhắc rằng ta hãy chọn một mặt phẳng để vẽ biên dạng. Lại là một khác biệt nữa, khi ta dùng AutoCAD, nó mặc nhiên nghĩ rằng ta chỉ có vẽ trên mặt XY mà thôi, nhưng SW là 3D, nó không dám quyết ẩu như vậy, nó đợi ta quyết định.
Ta chọn mặt Top Plane chẳng hạn, mặt đó liền quay chính diện với màn hình. Ta thấy công cụ Sketch (vẽ) bên thanh phải màn hình đồng thời được kích hoạt. Hãy chọn công cụ Rectangle để vẽ một hình chữ nhật, cách vẽ như AutoCAD, nhưng lưu ý rằng điểm đầu tiên phải trùng với gốc toạ độ và không cần quan tâm đến kích thước cần có của đối tượng vội:
SolidWorks đòi hỏi mọi yếu tố của hình vẽ phải rõ ràng và các toạ độ đều cần được xác định. Các bạn dùng AutoCAD không có thói quen này thì nhớ phải tập cho quen. Hình chữ nhật có hai cạnh đi qua gốc toạ độ đã được chốt tại đó, vì thế mà chúng có màu đen; còn hai cạnh kia màu xanh, vì chúng chưa được xác định. Bạn thử click vào các cạnh xanh và lôi kéo chúng xem, chúng sẽ chạy ra chỗ khác ngay. Để cố định các cạnh này, tất nhiên ta phải “trói” nó với những gì cố định (chính là hai cạnh đen), tức là lấy kích thước đầy đủ cho hình chữ nhật này.
Nhiều người dùng AutoCAD cho đây là một sự bất tiện của SolidWorks, nhưng như các bài sau đây bạn sẽ thấy, phần mềm càng linh hoạt và đa năng càng cần sự chặt chẽ trong mọi tiểu tiết.
Right-click trong vùng đồ hoạ, ta thấy trôi xuống một trình đơn; đây là trình đơn ngữ cảnh, nghĩa là tuỳ vào thời điểm và đối tượng mà nó có nội dung phù hợp với công việc khi đó. Ta thấy như sau:
Trình đơn này gồm các lệnh vẽ và kích thước, để ta có thể tiếp tục vẽ các đối tượng khác hoặc lấy kích thước. Ta muốn lấy kích thước chiều dài cho các cạnh chữ nhật và chỉ thấy có mỗi một công cụ kích thước chứ không phong phú như của AutoCAD, đành chọn nó vậy!
Hãy click vào cạnh xanh bên trên, đưa con trỏ lên tiếp và click lần nữa, một hộp Modify xuất hiện với giá trị kích thước hiện tại:
Hãy gõ 60 rồi OK, ta thấy hình chữ nhật thay đổi hình dạng:
Để ý cạnh xanh bên phải bây giờ đã đen, tức là nó đã cố định rồi, ta không thể lôi kéo nó được nữa, nhưng cạnh trên màu xanh thì vẫn di chuyển tự do. Ta cần phải lấy kích thước chiều cao nữa, cách làm cũng tương tự và cho nó giá trị 90, bây giờ hình chữ nhật đã đen hoàn toàn:
Bạn thử double-click các kích thước này xem, hộp Modify lại xuất hiện như lúc lấy kích thước, bạn lại có thể thay đổi các giá trị và hình vẽ sẽ thay đổi tương ứng. Chức năng này rất hay so với AutoCAD phải không? Vì thế, SolidWorks được gọi là hệ thống tham biến kích thước.
Tiếp tục, ta vẽ một đường tròn bằng công cụ Circle từ trình đơn chuột phải hoặc từ thanh Sketch bên phải, tâm nằm trong hình chữ nhật:
Hình tròn màu xanh cũng cần được cố định bằng cách xác định đường kính và khoảng cách từ các cạnh chữ nhật đến tâm. Ta lại dùng công cụ Dimension lúc nãy (tất cả chỉ có 1 công cụ kích thước này thôi). Hãy chọn đường tròn rồi click ra ngoài, gõ giá trị 30:
Click vào đường tròn lần nữa, click tiếp vào một cạnh chữ nhật rồi click ra chỗ trống để lấy khoảng cách tâm đường tròn đến cạnh đó. Bạn làm nốt với cạnh còn lại, thế là đường tròn cũng hoàn toàn được xác định. Hãy sửa các kích thước như minh hoạ sau:
Đến đây thì các bạn thấy một phần của những quyền biến của SolidWorks rồi, ngoài việc tuyệt vời là dùng kích thước điều khiển hình vẽ thì chỉ 1 công cụ kích thước mà nó có thể lấy mọi kiểu kích thước, tuỳ vào cách ta chọn đối tượng và di chuyển cho trỏ.
Đến đây thì ta đã vẽ xong biên dạng, hãy thoát khỏi chế độ vẽ bằng cách click vào công cụ Sketch để chuyển sang chế độ 3D. Lập tức cổng nhìn xoay nghiêng đi để ta thấy tấm thép dày được hình thành. Nó vẫn mờ vì đó mới chỉ là hình xem trước, bên trái là bảng thuộc tính của lệnh Extrude:
Bạn thấy ở trường D1 có giá trị đề xuất 10mm, hãy thay đổi giá trị đó là 15mm (chỉ cần gõ số) rồi nhấn nút kiểm màu xanh trên cùng, chi tiết 3D được hình thành:
Các kích thước này đã được ẩn đi, nhưng nếu bạn muốn xem lại các kích thước đó thì right-click thư mục Anotation phía trên cây thiết kế và chọn Show Feature Dimensions:
Bạn sẽ thấy các kích thước lúc nãy lại xuất hiện, thêm cả kíc thước chiều dày có màu xanh (vì đây là kích thước 3D chứ không phải là 2D của biên dạng ban đầu). Ngay tại đây, nếu muốn, bạn vẫn có thể double-click chúng để thay đổi các giá trị theo ý mình.
Hy vọng ví dụ đơn giản này đã bắt đầu làm bạn thấy năng lực mạnh mẽ của SolidWorks và sẵn sàng đi tiếp để khám phá thêm những khả năng tiềm ẩn của nó. Bạn cũng thấy cách thức thực hiện không hoàn toàn giống AutoCAD
NHẬN XÉT:
- Rất ít dùng bàn phím, chủ yếu dùng trình đơn chuột phải.
- Vẽ rất dễ vì không cần xác định kích thước sẵn và sửa đổi còn dễ hơn vì chỉ cần thay đổi giá trị kích thước.
- Có rất ít công cụ nhưng chúng lại rất đa năng và không phải lúc nào cũng được kích hoạt vô cớ. Chỉ dùng được những công cụ phù hợp với công việc hiện thời.
- Các nét vẽ trong SolidWorks rất linh hoạt, rất dễ chạy lung tung nếu không được ràng buộc chặt chẽ. Vì vậy nhớ phải ràng buộc các nét vẽ bằng kích thước và tương quan hình học một cách hợp lý.
