Thiết kế và phát triển các mẫu ô tô đã được cách mạng hóa nhờ thực tế ảo (VR) và thực tế tăng cường (AR). Các nhà thiết kế trên toàn thế giới đã có thể làm việc cùng nhau trong thời gian thực trên các thiết kế có thể được chia sẻ và nhìn thấy trong các studio ảnh ba chiều, cho dù ở Sydney - Úc, Kidlington - Anh hoặc Detroit - Illinois.
Các ứng dụng như Autodesk Alias và VRED đã cho phép cộng tác trên toàn thế giới về "phiên bản duy nhất của sự thật": các thiết kế được chia sẻ luôn ở cùng một giai đoạn và kết hợp tất cả các lần lặp lại và phát triển bởi nhân viên được ủy quyền, ở bất kỳ đâu và bất cứ khi nào được thực hiện. Nhưng ngay cả trong thế giới kỹ thuật số, vẫn có một vai trò và nhu cầu đối với mô hình đất sét vật lý.
Các nhà sản xuất xe hơi như Jaguar Land Rover sử dụng rộng rãi các mô hình đất sét trong thiết kế và phát triển sản phẩm. Lý do rất đơn giản, ngoại hình của một chiếc ô tô là ở cách nó trông như thế nào dưới ánh sáng, trong các điều kiện ánh sáng khác nhau, từ ánh sáng mặt trời chói chang đến ánh sáng đèn đường. Một mô hình vật lý sẽ mang lại ấn tượng, cảm xúc và hình dáng rõ ràng hơn bất kỳ mô phỏng nào.
Mô hình đất sét tiếp tục được sử dụng như một công cụ cộng tác, nơi mọi người có thể đi xung quanh xe và lên ý tưởng trực tiếp
Mô hình hóa ‘đất sét’ có lẽ được công nhận rộng rãi hơn với tên gọi Plasticine; vật liệu ta hay thấy trong đồ chơi của trẻ em. Nó có thể tạo khuôn và không bị khô lại, làm cho nó trở thành cách lý tưởng để thể hiện thiết kế xe hơi trong việc điêu khắc, đặc biệt là trong các quy trình có thể mất vài ngày, vài tuần hoặc thậm chí vài tháng. Không phải lúc nào cũng có thiết kế tốt nhất ngay lần đầu. Đất sét có thể được gỡ bỏ, thêm vào, định hình lại và tạo hình lại. Những ý tưởng mới có thể được thử một cách tương đối dễ dàng và nhanh chóng.
Chu kỳ thiết kế ngày càng ngắn hơn. tạo hình thủ công rất tốn thời gian; Mô hình tỷ lệ 1/10 có thể mất vài tuần để làm bằng tay và mô hình kích thước đầy đủ chắc chắn còn lâu hơn. Điều này đơn giản là không thực tế trong thời đại mà tốc độ thay đổi rất nhanh chóng.
Một mô hình đất sét với kích thước đầy đủ được xây dựng trên một khung thép - cùng một khung có thể được sử dụng nhiều lần, miễn là kích thước của những chiếc ô tô được làm mô hình tương tự nhau với xốp sau đó được bơm vào trong vào. Nó thường sẽ được tạo bên ngoài studio, để ngăn bụi bọt bay ra khỏi khu vực làm việc.
“Đất sét sẽ được làm ấm đến 60°C và gắn thủ công lên khung thép và bọt,với độ dày từ 4 đến 10cm” Erwin Nutz, Giám đốc điều hành của Kolb Design Technology, cho biết: “Nó sẽ được tạo hình và gia công sau khi được làm lạnh ở nhiệt độ phòng.” Khi hình dạng đã được gia công tạo hình, giấy bạc sẽ được phủ lên để làm cho nó giống như thật, hoàn chỉnh với cửa sổ, đèn chiếu sáng và bánh xe hợp kim. Khi hình dạng đã được gia công tạo hình, giấy bạc sẽ được phủ lên để làm cho nó giống như thật, hoàn chỉnh với cửa sổ, đèn chiếu sáng và bánh xe hợp kim.
Các phương pháp và công cụ được sử dụng bởi những nhà điêu khắc có tay nghề cao để tạo hình đất sét đã thay đổi và phát triển. Erwin cho biết: “Các máy đo tọa độ (CMM) vận hành thủ công đã (và vẫn đang) được sử dụng để chuyển các kích thước từ bản vẽ sang mô hình và phản chiếu các hình dạng và bề mặt được điêu khắc từ nửa mặt này sang mặt kia,” Erwin nói. “Một người lập mô hình sẽ chạm vào các điểm trên mặt hoàn thiện bằng CMM của mình, đọc tọa độ X, Y, Z của một điểm cụ thể và gọi các giá trị cho một đồng nghiệp ở phía bên kia, người này chuyển điểm đó trong đất sét không định hình bằng một cây kim viết nguệch ngoạc trên một CMM thủ công khác, từng điểm, trong khoảng thời gian vài ngày hoặc vài tuần."
Đây là một thế giới nơi công nghệ và tay nghề kết hợp với nhau
Gia công phay là phương pháp hiệu quả hơn để chế tạo nửa còn lại của chiếc xe. Bước tiếp theo là đưa các tọa độ điểm CMM vào chương trình CNC và chạy các máy gia công. Mô hình đất sét tỷ lệ 1:1 mà trước đây được thực hiện bởi thiết bị lớn giờ đã được Kolb thực hiện nhanh chóng.
“Các máy CMM có tính khả phay hiện mang đến cơ hội kết hợp phay và điêu khắc bằng tay tại cùng một khu vực sáng tạo trong studio mà không cần di chuyển mô hình,” Erwin giải thích. “Tuy nhiên, các máy CMM có đầu phay tích hợp không đặc biệt hiệu quả và chất lượng bề mặt được phay không đạt tiêu chuẩn yêu cầu. Máy cơ bản được thiết kế để đo lường, không phải phay. Máy phay thiết kế Kolb được thiết kế ngay từ đầu để phay và tập trung vào môi trường studio.”
“Nếu bạn có đầy đủ dữ liệu CNC của một chiếc xe hoàn chỉnh, bạn có thể chế tạo lại cả cụm tùy thuộc vào loại máy. Việc bắt chước từ nửa này sang nửa kia giúp chuyển khả năng sáng tạo của các nhà thiết kế và người tạo mẫu dễ dàng hơn.” ông nói.
Mặc dù tất cả nhà sản xuất và studio độc lập đều có các phương pháp cụ thể của riêng họ, nhưng quy trình này sẽ có xu hướng đi theo cùng một con đường chung. Nó bắt đầu bằng một ý tưởng, được thể hiện thành bản phác thảo, được chuyển bằng phần mềm Autodesk sang dạng kỹ thuật số.
Phần mềm PowerMill và PowerInspect của Autodesk giúp giảm thiểu lãng phí vật liệu, tăng tốc độ từ thiết kế đến quá trình sản xuất với máy KOLB một cách dễ dàng
“Cách nâng cao để tạo mô hình là chuẩn bị một bộ dữ liệu CNC với Autodesk PowerMill” Erwin tiếp tục. “Một nửa trong số đó sẽ được gia công; các hình dạng và bề mặt sẽ được đánh giá và mọi thay đổi ban đầu sẽ được người tạo hình cải tạo theo cách thủ công.
Sau đó, các sửa đổi sẽ được quét và dữ liệu được thiết kế lại thành dữ liệu CNC sẵn sàng để phay mặt khác với phần mềm Autodesk PowerMill. Các bề mặt sẽ được hoàn thiện bằng tay, sẵn sàng cho việc sơn phủ, sơn mài hoặc phủ giấy bạc ”. Các bộ phận khác như gương, tay nắm cửa, đèn trước và sau, bánh xe và lốp xe sẽ được in 3D hoặc đúc đặc biệt. Mô hình hoàn thiện sau đó sẽ được trình bày để Hội đồng phê duyệt.
Các dữ liệu PowerInspect và PowerMill được tạo ra từ mô hình đất sét cuối cùng sẽ được sử dụng trong các giai đoạn tiếp theo của quy trình sản xuất, bao gồm thiết kế hình dạng, thiết kế dụng cụ, đồ gá và sản xuất hệ thống truyền lực.
Một điểm không thể không được nhấn mạnh: tốc độ là điều cốt yếu. “Quá trình gia công phay mất bao lâu tùy thuộc vào kiểu máy. Ví dụ, để sản xuất một chiếc SUV cỡ lớn, được hoàn thiện cả hai mặt, đường cắt thô và mịn và với chất lượng bề mặt tốt, sẽ mất từ 20 đến 30 giờ, đây là thời gian phù hợp với tạo mẫu bằng đất sét” Erwin nói.
Các loại máy chuyên dụng của Kolb để tạo mô hình đất sét có quy mô và độ tinh vi phù hợp để sử dụng trong các studio thiết kế và cho phép sản xuất, sửa đổi và hoàn thiện mô hình nhanh hơn nhiều đồng thời giảm lãng phí vật liệu. Họ sử dụng phần mềm Autodesk để phay toàn bộ mô hình từ một mảnh đất sét duy nhất, để gia công một phần của nó, hoặc thậm chí hai phiên bản khác nhau trên cùng một phần, để chúng có thể được so sánh cạnh nhau - theo đúng nghĩa đen.
Sự khác biệt giữa quy trình phay hoàn toàn tự động và quy trình thông thường là rất rõ ràng. Tốc độ của phần mềm tích hợp và máy móc tạo mô hình tiên tiến làm cho việc tạo ra các phiên bản mới của mô hình đất sét và kết hợp các thay đổi nhanh chóng và chính xác.
Nhật Minh
Nguồn: Autodesk
Autodesk PowerInspect đơn giản hóa quy trình kiểm tra các bề mặt phức tạp với nhiều dòng máy đo kiểm.
