Trong phần này, hộp gỗ lạng đƣợc thiết kế và chế tạo trên cơ sở ép nhiều lớp ván bóc có độ dày khác nhau tạo thành, để tạo ra hoa văn cắt tiếp tuyến cần xẻ hộp gỗ sau khi ép theo một góc nghiêng ( ) (hình 4.3).
Hình 4.3: Mặt cắt một lớp ván trên tiết diện ngang hộp gỗ lạng
t- độ dày lớp ván; t1- độ rộng vòng năm theo trục dọc ván trên mặt cắt tiếp tuyến Từ hình 4.3, ta có phƣơng trình sau: sina= t t1 a=arcsin t t1 æ è ç ö ø ÷
Trong thực tế, có thể lấy t, t1 nhƣ hình 4.1 và hình 4.2, để tính giá trị góc nghiêng khi xẻ hộp gỗ lạng ( ).
Trên cơ sở nét cơ bản của hoa văn yêu cầu thiết kế, nếu đặt một điểm A(x1,y1) trên mặt phẳng chứa các nét cơ bản này, lúc này điểm ta sẽ có thể xác định đƣợc tọa độ của điểm tƣơng ứng A’(x,y) trên khuôn ép, tọa độ hai điểm A và A’ thỏa mãn quan hệ sau:
x = x1 y = y1sin
Từ nét cơ bản của hoa văn thiết kế, có thể tính và vẽ đƣợc nét cơ bản để chế tạo khuôn ép phù hợp với hình dạng hoa văn yêu cầu thiết kế.
4.2. Xây dựng ứng dụng mô phỏng hoa văn ván lạng kỹ thuật
Mục đích của việc xây dựng chƣơng trình là tạo ra công cụ đơn giản để vẽ biên dạng hoa văn trên cơ sở các tham số về khuôn ép, ván bóc, góc lạng, số lớp ván bóc tính đƣợc từ mối quan hệ toán học, giúp ngƣời dùng có thể quan sát một cách trực quan hoa văn mô phỏng từ hoa văn yêu cầu thiết kế mà không cần sử dụng các phần mềm thiết kế 3D.
Các bƣớc cơ bản để xây dựng chƣơng trình gồm: (i) Xác định tham số cơ bản về bán kính khuôn, độ dày ván dùng làm gỗ muộn, độ dày ván dùng làm gỗ sớm, kích thƣớc hộp gỗ lạng, góc lạng,… từ hoa văn yêu cầu thiết kế để xây dựng hàm số phù hợp; (ii) Biên tập mã nguồn cho phần mềm trên cơ sở các mối quan hệ toán học theo các công thức từ (1) đến (7) ở phần trên; (iii) Thiết kế giao diện ngƣời dùng cho chƣơng trình.
Trong phạm vi nghiên cứu này chủ yếu giới thiệu chƣơng trình đơn giản để vẽ biên dạng hoa văn với loại vân yêu cầu thiết kế là hoa văn tiếp tuyến. Đối với các loại hoa văn phức tạp hơn có thể xây dựng thêm các lựa chọn trên cơ sở các hàm số thể hiện biên dạng hoa văn, hoặc sử dụng các phần mềm mô phỏng 3D để tạo biên dạng khuôn ngay trên máy tính.
Với hoa văn yêu cầu thiết kế là hoa văn tiếp tuyến, cần thiết kế khuôn để ép ra hộp gỗ lạng sao cho các lớp ván mỏng đƣợc định hình thành hình trụ tròn. Các tham số đầu vào chủ yếu của chƣơng trình gồm: bán kính khuôn ép, độ dày ván bóc (gỗ sớm, gỗ muộn), góc ở tâm của khuôn tính đƣợc thông qua kích thƣớc chiều rộng yêu cầu của ván lạng hay hộp gỗ lạng, chiều dày hộp gỗ lạng và góc lạng.
Ngôn ngữ lập trình sử dụng là ngôn ngữ của phần mềm Matlab. Giao diện Chƣơng trình mô phỏng hoa văn ván lạng kỹ thuật có dạng nhƣ hình 4.4.
Hình 4.4: Giao diện chƣơng trình
Sau khi nhập các thông số đầu vào, lựa chọn mặt cắt để vẽ sẽ tạo ra đƣợc biên dạng của hoa văn theo yêu cầu. Từ hoa văn do chƣơng trình vẽ ra, so sánh với hoa văn tự nhiên trong thực tế, điều chỉnh các tham số đầu vào, vẽ lại bằng phần mềm. Thực hiện quy trình này một số lần nhất định sẽ xác định đƣợc tham số tƣơng đối chính xác để tạo ra hoa văn mong muốn.
Dƣới đây là kết quả vẽ biên dạng hoa văn bằng chƣơng trình đã thiết kế với tham số đầu vào: Bán kính khuôn = 90mm, độ dày ván làm gỗ muộn = 1mm, độ dày ván làm gỗ sớm = 0,9mm, góc ở tâm của khuôn = 60 độ, số lớp ván = 80 lớp, góc lạng = 1 độ (hình 3.5) và góc lạng = 1,5 độ (hình 4.5).
Hình 4.6: Hoa văn khi góc cắt bằng 1,5 độ
Từ hình 3.5 và 3.6 có thể thấy, với việc thay đổi góc lạng thì hoa văn tạo ra sẽ thay đổi theo. Trên cơ sở các biên dạng vân quan sát đƣợc khi thay đổi góc lạng ta có thể lựa chọn đƣợc góc lạng phù hợp dùng trong sản xuất ván lạng theo yêu cầu.
Với các phần mềm 3D chúng ta có thể quan sát một cách trực quan quá trình tạo ra biên dạng hoa văn, nhƣng với việc xây dựng chƣơng trình đơn giản để vẽ hoa văn này cũng có thể giúp ngƣời dùng quan sát đƣợc biên dạng của hoa văn trên cơ sở các tham số của ván lạng yêu cầu trong điều kiện không có sự hỗ trở của phần mềm 3D.
Tùy thuộc vào yêu cầu của ngƣời dùng, các tham số đầu vào có thể đƣợc thay đổi sao cho phù hợp với thói quen sử dụng. Ví dụ, thay vì nhập thông số góc lạng, có thể thiết kế lại giao diện ngƣời dùng để nhập trực tiếp tham số độ rộng phần gỗ sớm hoặc gỗ muộn (t1). Tuy nhiên, để thuận tiện cho thiết lập thông số xẻ hộp gỗ lạng, thƣờng sử dụng tham số góc lạng thay vì t1.