Ứng dụng và phát triển tự động hoá thiết kế cơ khí trong doanh nghiệp

Tự động hóa thiết kế cơ khí là quá trình sử dụng các công nghệ, phần mềm để tối ưu và tự động hóa các bước trong quá trình thiết kế, phát triển sản phẩm cơ khí. Mục tiêu của tự động hoá thiết kế cơ khí là tăng cường hiệu suất, giảm thiểu thời gian và chi phí, cũng như cải thiện chất lượng, độ chính xác của sản phẩm. Cùng tìm hiểu về những lợi ích mà tự động hoá thiết kế cơ khí đem lại trong bài viết dưới đây.

Ứng dụng của tự động hoá thiết kế cơ khí

Tự động hóa thiết kế cơ khí (MDA) thường được thực hiện xuyên suốt từ giai đoạn thiết kế ban đầu cho đến khi hoàn thiện sản phẩm. Trong giai đoạn này, phần mềm tự động hóa thiết kế cơ khí đóng vai trò như một công cụ hỗ trợ mạnh mẽ để tạo, tinh chỉnh và phân tích các mô hình, bản vẽ kỹ thuật của các sản phẩm cơ khí. Công cụ này không chỉ giúp kỹ sư và nhà thiết kế tạo ra các mô hình 2D, 3D của sản phẩm với độ chính xác cao, mà còn cung cấp các tính năng phân tích mạnh mẽ để đánh giá và tối ưu hiệu suất của những thiết kế này.

Với hỗ trợ từ phần mềm tự động hoá thiết kế cơ khí, phần việc của các kỹ sư hiệu quả hơn rất nhiều

Ứng dụng của phần mềm tự động hoá thiết kế cơ khí trong ngành cơ khí chế tạo rất đa dạng. Cụ thể, các kỹ sư và nhà thiết kế trong ngành này có thể sử dụng phần mềm này để:

• Tạo ra mô hình và bản vẽ kỹ thuật của các linh kiện và hệ thống cơ khí với đầy đủ thông tin về thông số kỹ thuật (dung sai, vật liệu, kích thước…), quy trình thực hiện, yêu cầu đặc biệt đối với các bộ phận nhất định…
• Thử nghiệm và tối ưu hóa các thiết kế trước khi đưa vào sản xuất sản phẩm vật lý.
• Mô phỏng các điều kiện làm việc khác nhau và đánh giá hiệu suất của các sản phẩm cơ khí.
• Tạo ra các chương trình gia công tự động để sản xuất sản phẩm theo các thiết kế đã được xác định.

Tóm lại, phần mềm tự động hoá thiết kế cơ khí là một công cụ không thể thiếu trong ngành cơ khí. Đây là trợ thủ đắc lực giúp các nhà thiết kế cơ khí, thiết kế kim loại tấm tăng cường hiệu suất, chất lượng và độ chính xác của quy trình thiết kế và sản xuất.

Xem thêm: Giải pháp nhà máy thông minh cho ngành Gia công cơ khí

Các loại phần mềm thiết kế cơ khí phổ biến hiện nay

Tự động hoá thiết kế cơ khí là một bước tiến lớn cho các doanh nghiệp sản xuất công nghiệp. Các phần mềm thiết kế cơ khí cũng dần được cải thiện, bổ sung thêm nhiều tính năng phù hợp, gia tăng năng suất và hiện đại hoá máy móc cũng như các dây chuyền sản xuất. Trên thực tế, các công cụ  thiết kế và phác thảo cơ khí phổ biến nhất hiện nay được chia thành những loại dưới đây:

Các phần mềm thiết kế cơ khí phổ biến

Computer-Aided Design 2D (CAD 2D)

Phần mềm này cho phép người dùng tạo ra các bản vẽ kỹ thuật 2 chiều (mô hình 2D) nhằm truyền đạt các thông số kỹ thuật của sản phẩm, bộ phận hoặc máy móc. Hai phần mềm CAD 2D nổi bật nhất hiện nay có thể kể đến là:

• AutoCAD: Là một trong những phần mềm CAD 2D phổ biến nhất, cung cấp các công cụ mạnh mẽ để tạo ra các bản vẽ kỹ thuật chi tiết cho các sản phẩm cơ khí.
• DraftSight: Một lựa chọn CAD 2D mã nguồn mở và được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trong các ứng dụng về thiết kế cơ khí.

Computer-Aided Design 3D (CAD 3D)

Được sử dụng để phác thảo, dựng các mô hình 3D, tiến hành lắp ráp và xuất ra các bản vẽ hoàn chỉnh:

• SolidWorks: Phần mềm CAD 3D phổ biến được sử dụng cho việc tạo ra các mô hình 3D của các sản phẩm cơ khí. Nó cung cấp các công cụ linh hoạt để thiết kế và tinh chỉnh các sản phẩm từ các linh kiện đơn giản đến các hệ thống phức tạp.
• CATIA: Là một ứng dụng CAD 3D vượt trội, thường được sử dụng trong các lĩnh vực như hàng không và ô tô. CATIA không chỉ đem lại các công cụ thiết kế mà còn mô phỏng các sản phẩm cơ khí phức tạp mà chúng xử lý.

Finite Element Analysis (FEA)

Phần mềm phân tích phần tử hữu hạn (FEA – Finite Element Analysis) được sử dụng để phân tích cấu trúc hệ thống cơ khí. FEA thường được ứng dụng trong thiết kế máy bay, tàu vũ trụ, xe hơi, thiết kế các mũi khoan tiên tiến tại các dàn khoan dầu,… Hai phần mềm thiết kế cơ khí FEA nổi bật hiện nay là:

• ANSYS: Nhắc tới phần mềm FEA phải kể đến ANSYS, được biết đến là phần mềm cho phép kỹ sư mô phỏng và phân tích các tính chất cơ học và nhiệt độ của các sản phẩm cơ khí, cùng các công cụ mạnh mẽ giúp đánh giá hiệu suất và tính khả thi của thiết kế.
• Abaqus: Abaqus là một trong những ứng dụng FEA tối ưu nhất, được sử dụng nhiều trong ngành cơ khí, giúp làm rõ các điều kiện biên phức tạp và đánh giá hiệu suất của các sản phẩm.

Computational Fluid Dynamics (CFD)

Phần mềm tính toán động lực học chất lỏng (CFD – Computational Fluid Dynamics) mô phỏng và phân tích dòng chất lỏng/ khí (thành phần hóa học, mật độ và vận tốc…) trong hoặc xung quanh máy, bộ phận cơ khí. Doanh nghiệp có thể tham khảo sử dụng hai phần mềm sau:

• ANSYS Fluent: ANSYS Fluent là một phần mềm CFD phổ biến, được sử dụng để mô phỏng và phân tích dòng chảy của chất lỏng và khí trong các sản phẩm cơ khí như ống dẫn, turbine, và thiết bị làm mát.
• COMSOL Multiphysics: COMSOL Multiphysics là một ứng dụng CFD linh hoạt, không dừng lại ở việc giả định các hiện tượng dòng chảy phức tạp mà còn tương tác với các điều kiện biên khác nhau trong các sản phẩm cơ khí.

Xem thêm: Công nghệ CAD/CAM/CNC là gì trong chế tạo khuôn mẫu

Tương lai của tự động hóa thiết kế cơ khí là gì?

Trong những năm tới, tự động hoá thiết kế cơ khí sẽ có những phát triển vượt bậc khi được kết hợp cùng với các tiến bộ công nghệ đang dần chiếm ưu thế trong thời đại công nghiệp tự động hoá, bao gồm Trí tuệ nhân tạo (AI), Bản sao kỹ thuật số (Virtual Twins Technology), Công nghệ bồi đắp (Additive Manufacturing) và Điện toán đám mây (Cloud Computing).

Tương lai phần mềm thiết kế cơ khí sẽ được tích hợp nhiều công nghệ hiện đại hơn

Trí tuệ nhân tạo (AI)

Trí tuệ nhân tạo (AI) có thể được tích hợp vào phần mềm thiết kế cơ khí để cải thiện quy trình thiết kế bằng cách tự động hóa một số công việc lặp đi lặp lại. Ngoài ra, các hệ thống AI còn có thể phân tích dữ liệu từ các dự án thiết kế trước đó để đề xuất các giải pháp tối ưu hơn, giúp tăng cường sáng tạo và hiệu suất của quy trình thiết kế.

Bản sao kỹ thuật số (Virtual Twins Technology)

Bản sao kỹ thuật số (Virtual Twins Technology) cho phép tạo ra một phiên bản số hóa của sản phẩm thật, giúp kỹ sư và nhà thiết kế mô phỏng, kiểm tra và tối ưu hóa sản phẩm trong môi trường ảo trước khi tiến hành sản xuất vật lý.

Kết hợp Virtual Twins với phần mềm CAD và CAE sẽ cung cấp cho người dùng công cụ mạnh mẽ để phát triển và kiểm tra sản phẩm một cách hiệu quả và chi tiết.

Công nghệ bồi đắp (Additive Manufacturing)

Sự phát triển của công nghệ bồi đắp (Additive Manufacturing) sẽ tạo ra cơ hội mới cho phần mềm thiết kế cơ khí, cho phép tạo ra các sản phẩm có cấu trúc phức tạp và linh hoạt hơn.

Phần mềm sẽ cần được cập nhật để tương thích và tận dụng tối đa khả năng sản xuất bằng in 3D, từ việc tạo ra các mô hình thiết kế cho đến việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Điện toán đám mây (Cloud Computing)

Điện toán đám mây (Cloud Computing) cung cấp khả năng lưu trữ và chia sẻ dữ liệu lớn, giúp kỹ sư và nhà thiết kế tạo các bản thảo kỹ thuật từ bất kỳ đâu và bất kỳ thiết bị nào có kết nối internet.

Phần mềm CAD và CAE tích hợp với Cloud Computing sẽ cung cấp cho người dùng sự linh hoạt và khả năng hợp tác tốt hơn, đồng thời giảm thiểu vấn đề về lưu trữ và quản lý dữ liệu.

Nhờ sự tích hợp của 4 công nghệ kể trên vào phần mềm tự động hoá thiết kế cơ khí sẽ mang lại những cải tiến đáng kể trong quy trình thiết kế và sản xuất, từ việc tăng cường sáng tạo đến việc tối ưu hóa hiệu suất và linh hoạt.

Trên đây là những thông tin chi tiết nhất về tự động hoá thiết kế cơ khí mang lại những lợi ích và đảm bảo cho tương lai phát triển số hoá dành cho các doanh nghiệp. Liên hệ hotline 092.6886.855 hoặc email info@itgtechnology.vn để tìm hiểu chi tiết hơn cùng các chuyên gia đầu ngành ngay từ hôm nay!