Thiết kế sản phẩm mộc thực chất là tạo ra mô hình sản phẩm mới, thiết kế các kích thước sản phẩm, kết câu và công nghệ gia công sản phâm mới. Căn cứ vào quan hệ giữa đồ mộc và con người, đồ mộc được chia làm hai loại: Đồ mộc kiến trúc và đồ mộc gia dụng. Dé thiết kế một sản phâm mộc nao đó ta cũng cần căn cứ vào kích thước liên quan và đặc trưng sinh lí của cơ thể con người, đối tượng sử dụng, độ tuổi người sử dụng, môi trường sử dụng, không gian tác nghiệp. Làm thế nào dé người sử dụng luôn cảm thấy thoải mái. Chính từ những yêu cầu trên mà tôi đưa ra những phương pháp cho việc thiết kế ra sản pham ban làm việc mang phong
cách độc đáo và hiện đại.
3.1. Mục đích — mục tiêu thiết kế.
3.1.1. Mục đích thiết kế.
Mục đích của đề tài là đề xuất và thiết kế mô hình sản phẩm bàn làm việc, với chức năng chính là sản phẩm phục vụ cho nhu cầu trang trí, sử dụng làm việc ở
khách sạn sang trọng, nhà ở, phòng ngủ. Bàn làm việc XT-07 sử dụng nguyên liệu
chính là gỗ Sôi và đặt biệt có sử dụng ván nhân tạo giúp tiết kiệm nguyên liệu gỗ tự nhiên cũng như giúp sản phẩm gọn nhẹ, thanh thoát hơn.
3.1.2. Mục tiêu thiết kế.
Nhằm tao ra sản pham tủ đa chức năng với kiểu dang phù hợp với môi trường khách sạn nhưng vẫn đảm bảo tăng thêm tính đa dạng cho mẫu mã sản phẩm nội thất vừa theo kịp xu hướng thầm mỹ của sản phẩm mộc trên thế giới.
Bên cạnh đó sản phâm phải đảm bảo yêu cầu về tính thâm mỹ, công nghệ, tỉnh tế, môi trường, độ bền, độ an toàn khi sử dụng, tỷ lệ lợi dụng gỗ và giá thành sản
phâm đáp ứng được nhu câu của xã hội.
Thiết kế và đề xuất thiết kê bàn làm việc XT-07 có kiêu dang phù hợp với thị hiểu người tiêu dùng, đảm bảo các chỉ tiêu về nguyên vật liệu, độ bền, an toàn trong quá trình sử dụng, thuận tiện vận chuyên và lắp ráp.
Quá trình gia công phù hợp với điều kiện sản xuất ở Việt Nam, giá thành sản phẩm hợp lí. Góp phần đa dạng hóa mẫu mã đáp ứng nhu cầu tiêu dùng của xã hội.
3.2. Nội dung thiết kế.
Khao sát, đánh giá, phân tích, các sản phẩm cùng loại hiện có.
Phân tích lựa chọn loại nguyên liệu sử dụng cho sản phẩm.
Đề xuất mô hình sản pham va phân tích kết cấu.
Tính toán bền và các chỉ tiêu kĩ thuật.
Thiết kế lưu trình công nghệ.
Tính toán công nghệ.
Tính toán giá thành và biện pháp hạ giá thành sản phẩm.
Phối cảnh sản pham trong không gian cụ thé.
3.3. Phương pháp thiết kế.
Khảo sát tình hình sản xuất tại Công ty TNHH Rochdale Spears, máy móc thiết bị tại công ty, tham khảo một số mẫu sản phẩm cùng loại và phân tích chúng dé từ đó lựa chọn và đưa ra mẫu sản phẩm thiết kế thích hợp.
Tham khảo các số liệu thực tế tai công ty dé tính toán giá thành sản pham. Sử dụng các tài liệu chuyên môn và các kiến thức trong thực tế sản xuất dé tính toán các chỉ tiêu kỹ thuật cho sản phẩm.
Lập các bản vẽ gia công cho từng chỉ tiết.
Thiết kế công nghệ dé gia công các chi tiết của sản phẩm (lap biểu đồ gia cônglắp ráp sản pham, bản vẽ chi tiết, phiếu công nghệ).
Sử dụng phần mềm chuyên dụng như Inventor, Autocad, 3Dsmax, Microsoft Word, Microsofl Excel... dé lập bản vẽ và tính toán giá thành sản phẩm. Ngoài ra còn dùng phần mềm Microsoft PowerPoint đề thuyết trình trước hội đồng.
3.4. Các công thức tính toán công nghệ liên quan.
3.4.1. Công thức tính bền chỉ tiết.
Kiểm tra khả năng chịu uốn của chỉ tiết Tim phản lực liên kết ở hai gối đỡ: Ra, Rp
Mặt cắt nguy hiểm là mặt cắt giữa đầm, vì vậy ta phải xét momen uốn tại mặtcắt giữa dầm: Mu = Ra x (L/2) (cm) (1)
Tim momen chống uốn: Wu= (B x H2/6 (2) Xác định ứng suất uốn và vẽ biéu đồ ứng suất uốn:
ou = Mư/Wu (N/cm”) (3)
Xét điều kiện bền: ov = Mư/Wu < [ou] (N/em?) (4)
SY ea
Hình 3.1: Biểu đô ứng suất tinh
Kiểm tra khả năng chịu nén của chỉ tiết Tải trọng tác dụng lên chi tiết tải trọng P.
Xác định nội lực Nz.
Tính lực dọc ở các mặt cắt đặc biệt và vẽ biểu đồ lực đọc Nz.
Xác định ứng suất pháp trên mặt cắt ngang và vẽ biểu đồ ứng suất pháp.
6z = Nz/ Fz(N/em’) (5)
T Nz
R
Hình 3.2 : Biểu do ứng suất nén doc Trong đó: Fz là diện tích mặt cắt ngang chi tiết Nz là nội lực doc của chỉ tiết
Xét điều kiện bền: oz = (Nz/ Fz) < [62] (N/cm?) (6) 3.4.2. Một số tiêu chuẩn.
Tiêu chuẩn 1: Căn cứ cấp chính xác gia công cấp 2, bản số liệu dung sai các chỉ tiết gỗ theo các khoảng kích thước với độ chính xác gia công cấp 2 (tiêu chuẩn
Liên Xô).
Tiêu chuẩn 2: Lượng dư gia công theo quy định của cục Lâm Nghiệp số 10/LNSX ngày 08/02/1971 cho phép lấy lượng du gia công như sau:
Lượng du lay theo chiều day 1.5 - 2 mm.
Lượng du lay theo chiều dai va rộng:
Từ 50 mm trở xuống lấy lượng dư là 3 — 5 mm.
Từ 60 — 90 mm lay lượng dư là 5 — 7 mm.
Từ 100 mm trở lên lấy lượng dư là 7 — 15 mm.
Nếu chi tiết có chiều dai hơn 1500 mm thì có thé lấy nhiều hơn quy định.
Tiêu chuẩn 3: Theo quy định số 10/LNSX ngày 08/02/1971 của tổng cục Lâm Nghiệp thì khối lượng gỗ cần thiết dé sản xuất một sản phẩm thì được tính bằng tổng khối lượng gỗ sơ chế của các chỉ tiết cộng thêm 15% - 20% hao hụt pha cắt và hao hụt do phế phâm.
3.4.3. Một số công thức tính tỷ lệ lợi dụng gỗ.
Công thức 1: Thể tích gỗ tinh chế
Vrccr =axbxcxnx 102(m?) (7)
Thể tích tinh chế của sản phẩm được tính theo công thức:
Vrcsp = Ð,VrccTr
Trong đó:
Vrcsp, Vrccr: Thê tích gỗ tinh chế của sản phẩm và chỉ tiết.
a, b, c : Chiều dày, chiều rộng, chiều dài của chỉ tiết (mm).
102: Hệ số quy đổi.
n : Số lượng chi tiết.
Công thức 2: Thể tích gỗ sơ chế
Thể tích gỗ sơ chế được tính theo công thức sau:
Vsccr =a’ x b’ xc’? xn x 10° (m).
(8) Hay: Vsccr = (a + Aa) x (b +Ab) x (c + Ac) x nx 10° (m3).
Thể tích gỗ sơ chế của sản phẩm : Vscsp = À3 Vsccr
Trong đó :
Vscsp, Vsccr: thé tích gỗ sơ chế của sản phẩm và chỉ tiết.
n: là Số lượng chỉ tiết.
a, b,c: chiều day, chiéu rong va chiéu dai (mm).
Aa, Ab, Ac : Lần lượt là lượng du gia công lay theo chiều day,réng, dai.
a’, b’, c’ : kích thước so chế của chi tiết theo chiều day, rộng đài (mm).
Công thức 3: Thể tích gỗ sơ chế có tính % tỷ lệ phế pham
Thể tích phế phẩm: Vscpp = (k + 1) x Vscsp (m?). (9)
Trong do:
K = 15-20 % : Tỉ lệ phế phẩm do nguyên liệu.
Vscpp : Thé tích gỗ sơ chế có tính % phế pham (m’).
Vscsp : Thể tích gỗ sơ chế sản phẩm (m°).
Công thức 4: Hiệu suất pha cắt:
N=Vji/V x 100 (10)
Trong đó:
Vị: Thể tích sơ chế lay trên một tam nguyên liệu (m)).
V: Thẻ tích tam nguyên liệu (m’).
Công thức 5: Thé tích nguyên liệu cần thiết dé sản xuất một sản phẩm
VNrL= Vscpp/N x 100 (%) (11) Trong đó:
Vwi: Thể tích nguyên liệu cần thiết sản xuất một sản phâm (m).
Vscpp: Thể tích gỗ sơ chế có tính % phế pham (m’).
N: Hiệu suất pha cat trung bình cho toàn bộ sản phẩm (%).
Công thức 6: tính tỷ lệ lợi dung gỗ:
P = Vrcsp/ VNL x 100 %
Trong dé: P tý lệ lợi dung gỗ (%)
Vrcsp: Thể tích gỗ tinh chế của sản phẩm và chi tiết (m?)
Vwr: Thể tích nguyên liệu cần thiết sản xuất một sản phẩm (mỶ) Công thức 7 : Giá thành sản pham
Gsp = ỐNL + GvLp + Gpn + Gt + Gu + Gan + GpL Gn : Chi phí mua nguyên liệu chính
Gvrp : Chi phí mua vật liệu phụ
Gpn : Chí phí động lực sản xuất Gx : Chi phí tiền lương công nhân Gm : Chi phí khấu hao máy móc
Gọr : Chi phí quản ly nhà máy
Gsp : Giá thành toàn bộ sản phẩm Gp : Giá phế liệu thu hồi
3.5. Những yêu cầu đối với sản phẩm bàn làm việc XT-07:
3.5.1. Yêu cầu về tham mỹ.
Bàn làm việc XT-07 vừa phải mang tính chất sử dụng vừa mang tính chất trưng bày nên yêu cầu thâm mĩ cao. Sản phẩm ban làm việc đạt yêu cầu thâm mĩ cao là cần đạt các yêu cầu cụ thể như sau:
Hình dáng: hình dáng hài hòa, cân đối của bàn làm việc phù hợp với môi trường sử dụng và đảm bảo tính thẩm mĩ cho toàn bộ không gian sử dụng, đường nét sắc sảo tạo cảm giác êm dịu và thoải mái. Tất cả các kích thước của các chỉ tiết, bộ phận va của toan bộ sản phẩm bàn làm việc phải đảm bảo đúng theo một tỉ lệ nhất định.
Đường nét: cũng là yếu tốt góp phần nâng cao giá trị thâm mĩ của sản phẩm bàn làm việc. Do sản phẩm được thiết kế theo phong cách hiện đại nên nhấn mạnh
vào những đường nét thang, vuông thành, sắc cạnh, tạo nên vẽ thanh thoát.
Mẫu mã: sản phâm mang vẻ đẹp hiện đại hòa quyện hài hòa cùng vẻ đẹp truyền thống thông qua màu sắc và kiểu dáng, phù hợp với đối tượng sử dụng, tính thâm mĩ cao, hợp lí về kết cầu và phù hợp với công nghệ sản xuất của công ty.
3.5.2. Yêu cầu về sử dung.
Khi thiết kế bàn làm việc XT-07 như bat kì một sản phẩm mộc nào, điều quan trọng nhất là luôn quan tâm đến tính hữu dụng của sản phâm, nhu cầu của người sử
dụng đôi với sản phâm.
Sản phẩm thiết kế phải có tính ôn định đối với kết cấu chịu lực, phải giữ được nguyên hình dạng ban đầu trong quá trình sử dụng lâu dài, không bị mối mọt, cong vênh. Vì vậy trong quá trình tính toán, lựa chọn giải pháp liên kết giữa các chi tiết và bộ phận của sản phâm phải chịu lực lớn nhất và dư bền. Ngoài ra, trước khi gia công phải lựa chọn nguyên liệu, nguyên liệu phải đảm bảo độ âm từ 8-12% dé
ngăn cản sự co rút và biên dạng cua chi tiết. Ngoài ra cân quan tâm đến tính tiện
nghị, tiện dụng của sản phẩm.
Yêu cầu về độ bền: Đảm bảo điều kiện chịu lực trong quá trình sử dụng, đảm bảo các mối liên kết bền vững, làm việc an toàn.
Yêu cầu về tuổi thọ: Độ bền của sản phẩm kéo dai, yêu cầu nguyên vật liệu phải có tuổi thọ cao, các mối liên kết bền vững.
Yêu cầu sản phâm giữ nguyên hình dáng: Các chỉ tiết bộ phận giữ nguyên hình dang ban đầu, không có hiện tượng co rút, biến đồi trong quá trình sử dụng.
Yêu cầu tiện nghị, tiện lợi: Thoai mái, thuận tiện trong quá trình sử dụng, di chuyền sắp xếp dé dang.
3.5.3. Yêu cầu về kinh tế.
Kinh tế là van đề quan tâm hang dau của người tiêu ding, sản phẩm đạt chất lượng cao, thuận tiện và tiện nghi trong sử dụng, có giá tri thâm mỹ cao nhưng sản phẩm đó phải có giá thành hợp lý. Nếu sản phẩm thiết kế chỉ đạt yêu cầu về sử dụng và giá trị thầm mỹ mà không đạt yêu cầu về giá trị kinh tế thì sẽ không thu hút sự
quan tâm từ phía khách hàng cũng như tính cạnh tranh trên thị trường không cao.
Do đó việc định giá cả phù hợp với sản phẩm và đối tượng mà nhà sản xuất muốn hướng đến là việc hết sức quan trọng. Chính vì lý do đó mà sản phẩm cần được lựa chọn và sử dụng nguyên liệu hợp lý, công nghệ sản xuất phù hợp, đề có thé đưa ra giá cả cạnh tranh.
Sản phẩm tủ bàn làm việc XT-07 được thiết kế từ gỗ S6i kết hợp với ván công nghiệp nên sản phẩm có giá rất cạnh tranh so với các sản phâm làm từ gỗ tự nhiên hoàn toàn, ngoài ra trong quá trình thiết kế vận dụng những biện pháp hạ giá thành sản pham dé đưa ra giải pháp tối ưu nhằm mang lại hiệu qua kinh tế cao cho nhà sản xuất, đồng thời mang đến cho người tiêu dùng những giá trị đích thực của sản phâm.
Các biện pháp hạ giá thành sản phẩm:
Sử dụng nguyên liệu hợp lý (tiết kiệm nguyên vật liệu tối đa khi sản xuất bởi chi phí mua vật liệu chiếm tỉ lệ cao trong giá thành sản phẩm đến 70%).
Lựa chọn nguyên liệu phù hợp với yêu cầu sản phâm bàn làm việc, tính toán kiểm tra bền đảm bảo an toàn nhưng cũng tiết kiệm.
Lua chọn công nghệ gia công hợp lý tiết kiệm nguyên vật liệu, nâng cao năng suất và chất lượng.
Tiết kiệm các chi phí trong sản xuất như: gia công sửa chữa, điện năng, các
chi phí phát sinh khác.
3.5.4. Yêu cầu về môi trường.
Nguyên liệu sử dụng sản xuất là nguyên liệu thân thiện với môi trường sau quá trình sử dụng có thé xử lý tái sinh không ảnh hưởng tới môi trường. Việc sử dung van MDF dan Veneer là một trong những loại ván công nghiệp phô biết nhất hiện nay, với giá thành thấp hơn nhiều so với gỗ tự nhiên nó lại còn góp phần giải quyết vân đề nóng hiện nay là vấn đề khan hiếm nguồn nguyên liệu, giảm sức ép môi trường, mặt khác nguyên liệu MDF có độ bền không thua kém nhiều so với gỗ tự nhiên lại đa dạng về màu sắc vân thớ đem lại nhiều sự lựa chọn nên được khách
hàng khá ưa chuộng.
Yêu cầu sử dụng hóa chất: hóa chất sử dụng trong sản phẩm phải tuân thủ nghiêm ngặt theo những tiêu chuẩn đề ra là sử dụng: đúng - đủ - hợp lý đảm bảo vệ
sinh môi trường và sức khỏe cho người sử dụng.
3.6. Những cơ sở thiết kế sản phẩm khác.
Khi thiết kế bat kì một sản phẩm mộc nao, người thiết kế đều phải dựa vào các
căn cứ sau:
Loại hình và chức năng sản pham: sản phẩm là bàn làm việc được sử dụng với chức năng chủ yếu là làm việc.
Điều kiện môi trường sử dụng: Được đặt chủ yếu làm việc hoặc phòng ngủ dé tiện cho như cầu trả lời mail buổi sáng, làm việc nhẹ nhàng trước khi ngủ.
Đối tượng sử dụng: Sản phẩm được định hướng đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nước nên có kích thước phù hợp với tầm vóc người Việt Nam.
Những cơ sở kích thước và tải trọng người sử dụng: Chiều cao trung bình của người Việt Nam hiện nay là 162,15 em theo kết quả điều tra của bộ y tế tháng 4 năm 2020. Do đó việc thiết kế chiều cao bàn phải vừa tầm với của người sử dụng.
Điều kiện sản xuất của công ty: Công ty TNHH Rochdale Spears có đủ điều kiện về nguyên liệu gỗ cũng như máy móc thiết bị để sản xuất bàn làm việc XT-07.
Căn cứ vào yêu cầu kinh tế: Đưa ra mô hình sản phẩm và tìm những biện pháp tiết kiệm nguyên liệu. Tiết kiệm chi phí sản xuất, chi phí vận chuyền, chi phí phân phối, chi phí lưu kho. Tiết kiệm nguyên liệu là góp phần vào bảo vệ môi trường.
Giá thành sản phâm phải phù hợp, tao sức cạnh tranh cho sản phẩm trên thị trường.
Căn cứ vào tính khoa học: Các kích thước lựa chọn phải tiết kiệm, đúng tỷ lệ, logic. Khi thay đổi kích thước của từng chỉ tiết riêng lẻ, không làm ảnh hưởng đến độ bền của toàn bộ sản phẩm. Thiết kế sao cho những chỉ tiết tạo thành sản pham thay đôi kích thước ít nhất, thuận lợi cho quá trình lắp lap sản pham chống được mỗi mot, côn trùng phá hoại.... Khi có ứng suất nội xảy ra trong quá trình dan nở thì các ứng suất đó phải đối xứng nhau qua trục tâm chỉ tiết. Thiết kế sao cho thớ gỗ của từng chỉ tiết trong sản pham phải trùng với hướng tác dụng của lực kéo và nén
bên ngoài hoặc thăng góc với lực uôn tĩnh.
au. Trình tự thiết kế san phẩm.
Quá trình thiết kế sản phẩm tủ bàn làm việc XT-07 bao gồm các giai đoạn
sau đây:
Giai đoạn hình thành ý tưởng thiết kế sản phâm mới.
Giai đoạn thiết kế sơ bộ.
Giai đoạn chế tác mẫu.
Giai đoạn sản xuất thử và tiêu thụ thử sản phẩm để nhận định đánh giá của khách hàng tiến tới khắc phục các nhược điểm của sản phẩm và tiễn hành sản xuất
hàng loạt.
Căn cứ vào bản vẽ đã hoàn tat, gia công bản vẽ sản phẩm, sau đó tiễn hành kiểm tra và đem đánh giá xem chất lượng sản phẩm. Tính toán sơ bộ dé công ty san xuất ra lay một kích thước chuẩn sản xuất hàng loạt.
Do điêu kiện san xuât tại công ty nên sản phâm chưa được sản xuât thử.