Đôi nét về thế giới của những kỹ sư CAE

Xin chào mọi người, mình mới tìm hiểu về CAD/CAM/CAE. Bài viết này của mình không mang tính học thuật cao, chủ yếu là trong quá trình tìm hiểu về công việc CAE mà tổng hợp lại được, rất mong nhận được những ý kiến phản hồi của những chuyên gia, người đi làm lâu năm, kinh nghiệm về mảng CAE trong các tập đoàn trong nước và nước ngoài; và hỗ trợ phần nào hiểu biết để định hướng sớm cho các bạn sinh viên kỹ thuật muốn trang bị kiến thức và hiểu biết thêm về một trong những lĩnh vực rất quan trọng và mới mẻ này.
Các phần mềm về CAE rất nhiều và đang ngày càng phổ biến và một phần đã được tích hợp vào các giải pháp tổng thể CAD/CAM/CAE nên mình sẽ không nhắc đến các phần mềm về CAE, mà chủ yếu là một vài công việc mà một kỹ sư CAE phải làm trong các phòng R&D của những công ty, tập đoàn về kỹ thuật trên thế giới. Đây là một vấn đề rất sâu và rộng, cả về kiến thức nền tảng và kỹ năng sử dụng phần mềm để giải quyết các bài toán thực tế đó, cùng khả năng đánh giá chất lượng sản phẩm đó.

• CAE (Computer Aided Engineering):

Là một khái niệm để chỉ các phần mềm được ứng dụng để hỗ trợ đắc lực cho các kỹ sư, đội ngũ thiết kế và R&D trong việc phân tích mô phỏng, tính toán thiết kế công nghiệp.
Các lĩnh vực ứng dụng cho của CAE trong các ngành công nghiệp là không giới hạn: Hàng không, quốc phòng, không gian vũ trụ, năng lượng, kiến trúc, cơ khí, xây dựng, thiết bị công nghiệp, hàng tiêu dùng, công nghệ cao, vận tải, khoa học đời sống,...thậm chí là trong các quy trình, tiện ích và dịch vụ, giáo dục,...đều có những vai trò nhất định.
Các ông lớn trong lĩnh vực này phải kể đến như: Dassault Systemes (Pháp), Siemens PLM Software (Đức), Autodesk(Mỹ),...Với các giải pháp CAD/CAM/CAE toàn diện, hỗ trợ đắc lực cho việc sản xuất, tiết kiệm chi phí, nâng cao hiệu suất.Tổng quan chung để giải quyết các vấn đề mang tính thực tiễn: Cơ học kết cấu, dao động - đàn hồi, biểu diễn các hệ tuyến tính và phi tuyến, các đặc trưng mang tính động lực học (Dynamic Response), cách thức hoạt động của hệ thống cơ điện tử, rơi tự do, va chạm, âm hưởng, cơ học chất lưu, phân tích cơ cấu, mô phỏng các quá trình truyền nhiệt, giải tích về điện từ trường, đặc biệt là các bài toán về khuôn (khuôn đúc, khuôn nhựa, khuôn dập liên hoàn,...) và mô phỏng dòng chảy trong khuôn,..
Các lĩnh vực khảo sát chính của CAE bao gồm:
1. Simulation: Mô phỏng quá trình, tính toán độ bền, chất lượng sản phẩm. Trong đó, cơ sở của phần này là các kiến thức về :
- FEA (Finite Element Analysis): Phân tích phần tử hữu hạn - Phân tích ứng suất trong từng thành phần và cụm chi tiết bằng công cụ FEM (Finite Element Method - Phương pháp phần tử hữu hạn). Bằng giải pháp này, các doanh nghiệp sản xuất có thể tối đa hóa thiết kế của mình.

Phân tích ứng suất trong chi tiết máy.

Bằng giải pháp này, các doanh nghiệp sản xuất có thể tối ưu hóa thiết kế của mình, khắc phục các lỗi trong kết cấu của sản phẩm, tiết kiệm chi phí sản xuất và vật liệu tạo nên sản phẩm, từ đó đưa ra được sản phẩm có chất lượng phù hợp nhất với nhu cầu thực tiễn.
- CFD( Computational Fluid Dynamics): Tính toán động lực học chất lưu, các vấn đề về khí động học, mô phỏng tác động của dòng chảy nhiệt trong các quá trình.

Khảo sát tác động của dòng khí đối với máy bay trong quá trình bay.

Giải pháp này rất được quan tâm trong các lĩnh vực như : quốc phòng, trinh sát (quân sự), khảo sát địa chất, khí tượng học, các vấn đề liên quan tới khí động học trong kỹ thuật, khảo sát các dòng chảy của vật liệu trong khuôn,... Giúp đánh giá được những tác động của các yếu tố (ngoại cảnh) thực tế lên các đối tượng khảo sát.
- MBS (Mutli-Body System): Bài toán hệ nhiều vật, các bài toán về va chạm.


Thử nghiệm tai nạn ô tô, đánh giá khả năng tác động tới người lái.

Đây là một trong những chìa khóa quan trọng trong sự thành công của các thương hiệu xe ô tô nổi tiếng trên thế giới như: Ford, Tesla, BMW, Ferrari, Volkswagen, Audi,... với tiêu chí an toàn và chất lượng của sản phẩm đã tạo nên tên tuổi cho những ông trùm trong ngành này.
- Kinematics & Thermal : Mô phỏng các bài toán về động học và động lực học, những quá trình dưới sự tác động của nhiệt.

Mô tả các dữ liệu nhiệt trong chip vi xử lý bằng ANSYS. 

Dữ liệu quá trình đốt trong động cơ bằng mô phỏng nhiệt.

Bằng các dữ liệu phân tích và tính toán, những kỹ sư CAE có thể kiểm soát và đánh giá được các quá trình tương tác và trao đổi nhiệt trong các sản phẩm yêu cầu độ chính xác cao như các bộ vi mạch, chip xử lý trong các bo mạch; nhưng quan trọng là phát hiện kịp thời những lỗi thiết kế để tránh gây thiệt hại khi sản xuất hàng loạt.
2. Validation: Kiểm tra, xác nhận thông tin sản phẩm.
3. Optimization: Tối ưu hóa sản phẩm hoặc quy trình.
4. Manufacturing tools: Công cụ sản xuất.
- Tối ưu hóa thiết kế.
- Đánh giá, kiểm tra chất lượng thiết kế.
- Đánh giá khả năng gia công, chế tạo.
- Phân tích mức độ an toàn của sản phẩm trước khi đưa ra sản xuất.

Các phương pháp giải tích trong CAE :
1. Finite Element Method (FEM): Phương pháp phần tử hữu hạn.
2. Finite Difference Method (FDM): Phương pháp sai phân hữu hạn.
3. Boundary Element Method (BEM): Phương pháp phần tử biên.
Ba phương pháp trên chỉ là một phần nhỏ và cơ bản nhất giới hạn trong một số lĩnh vực kỹ thuật, trong hành trang của mỗi kỹ sư CAE, những người được đào tạo bài bản và kinh nghiệm trong ngành. Là một sinh viên kỹ thuật thì nên trang bị thêm cho bản thân các kiến thức chuyên ngành và cơ sở ngành vững chắc để có thể theo đuổi được giấc mơ công việc.

Tổng quan chung để giải quyết các vấn đề mang tính thực tiễn: Cơ học kết cấu, dao động - đàn hồi, biểu diễn các hệ tuyến tính và phi tuyến, các đặc trưng mang tính động lực học (Dynamic Response), cách thức hoạt động của hệ thống cơ điện tử, rơi tự do, va chạm, âm hưởng, cơ học chất lưu, phân tích cơ cấu, mô phỏng các quá trình truyền nhiệt, giải tích về điện từ trường, đặc biệt là các bài toán về khuôn (khuôn đúc, khuôn nhựa, khuôn dập liên hoàn,...) và mô phỏng dòng chảy trong khuôn,...

Là 1 kỹ sư chúng ta cần phải học những công nghệ mới để đáp ứng được yêu cầu việc làm ngày càng cao như hiện nay. Đối với kỹ sư Cơ khí cũng vậy, ngoài việc học kiến thức chuyên môn thì còn 1 việc vô cùng quan trọng đó là phải thành thạo phần mềm Cad Cam Cae. Các bạn đọc bài Tuyển dụng của các công ty, doanh nghiệp Cơ khí... đều yêu cầu phải thành thạo ít nhất 1 phần mềm như Autocad, solidworks, nx, catia, mastercam... Vậy thì tại sao ngay từ hôm nay chúng ta không tìm kiếm 1 nơi chất lượng để học 1 cách bài bản nhất nhỉ? 

Câu lạc bộ phần mềm đã thành lập từ năm 2016 đến nay đã trải qua 5 năm kinh nghiệm làm thiết kế và lập trình cùng với rất nhiều anh em tham gia đồng hàng cũng như giao lưu, chia sẻ và học tập Cad Cam Cae.

Dưới đây là các dịch vụ mà tôi cùng với Câu lạc bộ Phần mềm đang làm cho các cá nhân, tổ chức, công ty và doanh nghiệp Việt Nam.

🧰 DỊCH VỤ ✅

💎 - Vẽ 2D 3D theo yêu cầu, vẽ mẫu 3D, thiết kế chi tiết, Sản phẩm, thiết kế Máy...

🧲 - Dạy phần mềm offline, online và Đào tạo theo yêu cầu cho cá nhân, doanh nghiệp.

💎 - Bán video khoá học phần mềm Cad Cam Cae.

🧲 - Lập trình và tạo chương trình gia công cho máy CNC. Làm Gia công CNC Phay Tiện và In 3D.

💎 - Thiết kế Khuôn nhựa, khuôn dập... Thiết kế Tủ Inox...

🧲 - Làm cầu nối Việc làm và Tuyển dụng nhân sự cho công ty.

💎 - Làm Mô phỏng 3D. Bóc tách, Xuất bản vẽ 2D...

🧲 - Bán Máy tính, Ổ cứng SSD, Máy Cơ khí và Thiết bị... 

Nếu bạn là cá nhân hay tổ chức, công ty đang cần làm Dịch vụ nào đó có trong danh sách trên thì Liên hệ tôi qua sdt:zalo 0366030217 (Tôi là Lê Văn Đức chủ nhiệm Câu lạc bộ phần mềm).