Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM dẫn đầu xu thế về đào tạo Thiết Kế Ngược

Công nghệ 3D nâng tầm hiệu quả đào tạo tại trường ĐHSPKT Tp. HCM

Đào tạo Thiết Kế Ngược theo nhu cầu xã hội

Nhu cầu xã hội ngày càng cao trong khi vòng đời sản phẩm ngày càng ngắn tạo ra áp lực ngày càng lớn cho các ngành sản xuất công nghiệp và tiêu dùng. Để tăng khả năng cạnh tranh, đưa sản phẩm ra thị trường sớm hơn, các doanh nghiệp ngoài việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, chuỗi cung ứng thì việc đẩy nhanh thời gian phát triển sản phẩm, kiểm soát chất lượng sản phẩm sau khi gia công là nhiệm vụ tối quan trọng và không thể bỏ qua.

Kỹ thuật thiết kế ngược trên cơ sở số hóa mô hình vật lý để rút ngắn thời gian mô hình hóa hình học trên các phần mềm CAD chính là chìa khóa cho việc nâng cao năng suất thiết kế, phát triển sản phẩm. Nó không chỉ là xu hướng chủ đạo trên thế giới mà ngay cả ở Việt Nam, các doanh nghiệp cũng đã áp dụng trong những năm gần đây và mang lại nhiều kết quả hết sức khả quan.

Nhận thấy nhu cầu lớn từ phía doanh nghiệp, từ năm 2010 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã đầu tư trang thiết bị và phần mềm; năm 2013 đưa môn Thiết Kế Ngược vào giảng dạy cho các sinh viên chuyên ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí. Mục tiêu của môn học này là để sinh viên cập nhật được những kỹ thuật tiên tiến nhất trong lĩnh vực thiết kế ngược, có đủ kiến thức để làm việc trong các công ty thiết kế kiểu dáng công nghiệp, nội thất, cơ khí khuôn mẫu …

Chương trình đào tạo

Môn Thiết Kế Ngược được đào tạo theo chương trình kết hợp lý thuyết lẫn thực hành. Về lý thuyết, các sinh viên sẽ được học khái quát về thiết kế ngược và ứng dụng của thiết kế ngược trong sản xuất công nghiệp, phương pháp số hóa dữ liệu bằng các thiết bị quang học, tính năng của những phần mềm được dùng để xử lí lưới và thiết kế ngược.

Về thực hành, sinh viên được học cách thao tác trên máy quét quang học sử dụng ánh sáng xanh để chuyển mô hình vật lý thành mô hình lưới trên phần mềm thiết kế ngược, xử lí lưới và thiết kế hoàn thiện mô hình 3D phục vụ cho các mục đích khác nhau như gia công CNC, in 3D, thiết kế khuôn nhựa …

Trang thiết bị & phần mềm đào tạo

Mỗi năm, khoa Cơ Khí trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM có  trên 300 sinh viên theo học ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí. Với số lượng sinh viên đông như vậy, thiết bị được lựa chọn cho việc đào tạo phải bảo đảm tốc độ quét mẫu nhanh và hoạt động bền bỉ trong thời gian dài.

Các máy quét 3D quang học của hãng GOM – Cộng Hòa Liên Bang Đức là sự lựa chọn hoàn hảo cho tiêu chí này. Hệ thống máy quét GOM sử dụng công nghệ ánh sáng xanh không bị nhiễu bởi ánh sáng môi trường, quét không tiếp xúc các vật thể có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp, đồng thời có thể di chuyển dễ dàng và linh hoạt.

Hiện tại, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM có 01 máy quét ATOS Compact 2M (đầu tư vào năm 2010), 01 máy quét ATOS Core 5M (đầu tư năm 2018) và 01 máy quét ATOS Compact 8M đi kèm 03 bộ camera (đầu tư năm 2019) để quét các mẫu có kích thước khác nhau.

Phần mềm để phục vụ việc giảng dạy Thiết Kế Ngược là Geomagic Design X của hãng 3D System, phần mềm có đầy đủ tính năng xử lí lưới, thiết kế ngược, có ứng dụng trong nhiều lĩnh vực thiết kế ô tô, hàng không, khuôn mẫu,… tương thích với nhiều phần mềm CAD/CAM khác và đang được dùng rất phổ biến tại Việt Nam. Với 20 license Geomagic Design X trong một phòng máy tính hiện đại có cấu hình cao, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đủ sức đào tạo môn Thiết Kế Ngược cho hơn 300 sinh viên của các khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy và khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao.

Tất cả các thiết bị phần cứng và phần mềm đều được cung cấp bởi Công ty TNHH Thiết Bị Công Nghiệp và Giáo Dục Tân Tiến – AIE ⁽¹⁾ . Đi kèm với bàn giao thiết bị & phần mềm là các khóa huấn luyện và hỗ trợ chuyên môn để các giảng viên của trường có thể sử dụng tốt thiết bị và phần mềm trong việc dạy và học.

Phương pháp đào tạo

Thiết kế ngược là một môn học tương đối mới, kiến thức thường xuyên được cập nhật theo sự phát triển của công nghệ lại có tính thực hành cao nên việc đào tạo phải đảm bảo sinh viên nắm vững những kiến thức cốt lõi, hiểu các qui tắc vận hành máy quét an toàn và hiệu quả cũng như có khả năng tự học để nâng cao kỹ năng làm việc với phần mềm.

Việc đào tạo không diễn ra theo kiểu truyền thống thầy đọc trò chép mà là một quá trình tương tác hai chiều. Sinh viên ngoài việc nghe giảng trên lớp và làm bài tập về nhà còn phải chia nhóm thảo luận, thuyết trình. Thông qua những hoạt động như vậy, kiến thức sẽ được trau dồi, phản biện, làm rõ và ghi nhớ lâu hơn.

Ví dụ, khi tìm hiểu về những ứng dụng của Thiết Kế Ngược trong ngành công nghiệp ô tô, các bạn sinh viên biết hóa ra việc quét mẫu không chỉ đơn thuần là để sao chép một thiết kế đã có mà còn để số hóa những bề mặt phức tạp không thể vẽ trực tiếp trên phần mềm CAD (phải tạo hình trước bằng đất sét) hoặc quét lại những lòng khuôn/sản phẩm để kiểm tra chất lượng sản phẩm trước và sau khi gia công trên máy dập hoặc máy ép nhựa.

Để tăng cường tính thực tiễn và rèn luyện kỹ năng làm việc nhóm, khi hết khóa học các sinh viên sẽ không thi cuối khóa mà sẽ làm một bài tập lớn với nội dung quét và thiết kế lại một sản phẩm có từ 3-7 chi tiết lắp lại với nhau. Trong thời gian 4 tuần, sinh viên phải tìm kiếm sản phẩm, phân chia thời gian sử dụng máy quét GOM Compact để số hóa dữ liệu và tiến hành thiết kế ngược trên phần mềm Geomagic Design X.

Kết quả thu được không chỉ là mô hình 3D hoàn thiện mà còn là những kinh nghiệm khi quét mẫu như lựa chọn camera phù hợp với kích thước mẫu cần quét, xử lí vấn đề mẫu bị cong vênh hay những kiến thức chuyên môn được lồng ghép như thiết kế góc thoát khuôn, kiểm tra undercut cho sản phẩm nhựa.

Giảng viên đến từ doanh nghiệp

Khoảng cách giữa trường đại học và doanh nghiệp lâu nay vẫn là điều khiến xã hội quan tâm. Để thu hẹp khoảng cách này, khoa Chất Lượng Cao đã mời giảng viên là người trực tiếp làm việc trong lĩnh vực thiết kế kế ngược về trường để đào tạo cho sinh viên của khoa.

Với cách làm này, sinh viên không những học được cách thức sử dụng máy quét và phần mềm thiết kế ngược mà còn được chia sẻ thêm nhiều kinh nghiệm thực tế như cách thức tiến hành một dự án thiết kế ngược, cách lựa chọn thiết bị phù hợp với lĩnh vực thiết kế ngược (khuôn mẫu, nội thất, mỹ thuật …) hay cách ước lượng chi phí thực hiện dự án… Với kiến thức tích lũy được, sinh viên sau khi ra trường hoàn toàn tự tin triển khai một dự án thiết kế ngược cho dù ở vị trí người làm dịch vụ hay khách hàng thuê dịch vụ.

Về phía doanh nghiệp, việc đào tạo tại trường cũng là cơ hội để tìm kiếm và lựa chọn những bạn sinh viên có kỹ năng và yêu thích công việc thiết kế ngược để có kế hoạch bồi dưỡng và nhận về làm tại doanh nghiệp của mình. Điều này đặc biệt có ý nghĩa trong những doanh nghiệp lớn, có phòng R&D và yêu cầu cao về bảo mật dữ liệu thiết kế.

Kết luận

Đào tạo theo nhu cầu xã hội và sát với yêu cầu của doanh nghiệp luôn là điều nhà trường, sinh viên và doanh nghiệp hướng đến bởi nó giải quyết được bài toán về nguồn nhân lực chất lượng cao mà không cần mất nhiều thời gian cho việc đào lại cho sinh viên mới ra trường. Trong khi thiết kế ngược vẫn là một lĩnh vực tương đối mới mẻ thì việc Trường Đai Học Sư Phạm Kỹ Thuật TPHCM đầu tư các thiết bị công nghiệp hiện đại, được sử dụng rộng rãi trong các doanh nghiệp và mời giảng viên từ doanh nghiệp về đào tạo đã cho thấy quyết tâm của trường trong việc nâng cao chất lượng dạy và học để đào tạo ra những kỹ sư trẻ, tài năng sẵn sàng đóng góp vào công cuộc phát triển ngành cơ khí nước nhà.

Tác giả: Hoàng Khương