William's Clover - Telescopic Fidget (Cỏ bốn lá co rút)

SUMMARY SECTION

Cảm thấy hên hên chưa? Thích bóng rổ không? Tậu ngay chiếc cỏ bốn lá telescopic mê hoặc này với kích thước 9.1 cm × 9.4 cm × 2.0 cm! Nhờ đặc tính co giãn kiểu “elastic” và nhìn đã mắt, bạn sẽ khó mà chán với món fidget này. Để làm dự án này, mình đã làm chung với một bạn đối tác là Kuvum: bạn ấy góp ý cho thiết kế, cùng mình tạo một mẫu cỏ gần như y hệt, và hỗ trợ xử lý các vấn đề mình gặp phải. Bạn có thể xem trang của bạn ấy ở đây. Cảm ơn Kuvum đã giúp dự án diễn ra mượt mà!

LESSON PLAN & ACTIVITY

Trong dự án này, mình dùng sketch offsets, extrudes và cuts để tạo một telescoping fidget hình cỏ bốn lá của riêng mình. Mình làm chung với một bạn đối tác như đã nhắc ở trên: bạn ấy giúp góp ý và hỗ trợ troubleshoot các vấn đề tụi mình gặp. Dù không bắt buộc phải có thiết kế giống nhau, nhưng cả hai tụi mình đều chọn làm hình cỏ bốn lá để có thể hỗ trợ nhau xuyên suốt dự án.

Các ràng buộc (constraints) cụ thể được đưa ra gồm:

• Sketch phải bắt đầu với một constraint box (center-rectangle tạo từ origin)
• Đường biên ngoài cùng phải nằm gọn trong khung 8cm x 8cm hoặc diện tích tương đương (64cm^2) lưu ý: mục này tụi mình không theo vì phải phóng to cỏ bốn lá để telescoping tốt hơn
• Kích thước/quan hệ (dimensions/relations) nên được dùng hiệu quả
• Khuyến nghị (không bắt buộc) là fully define toàn bộ sketch
• Sketch phải không có bất kỳ error messages nào
• Thể hiện cách dùng “Offset Identities” một cách hiệu quả

ASSEMBLY/CONSTRUCTION INSTRUCTIONS SECTION

1. Tạo model hình cỏ bốn lá bằng cách dùng arcs và lines, rồi trace theo một hình cỏ bốn lá
   1. Đảm bảo tất cả các đường ĐI CÙNG MỘT HƯỚNG phải tangent với nhau; nếu chưa tangent thì dùng tangent relation để cho chúng tangent
   2. Nếu có góc nhọn, nhớ dùng công cụ fillets để bo góc và chỉnh fillet size = 0.5 cm
   3. Khi trace xong, xóa hình ảnh cỏ bốn lá (nếu có) để chỉ còn lại sketch bạn tạo
2. Khi đã tạo xong sketch (đảm bảo toàn bộ hình đang màu xám!), dùng Offset Entities để offset đường viền ngoài của sketch vào trong 0.1 cm (tick ô reverse).
   1. Sau khi trace xong, sketch của bạn sẽ trông như vầy:
   2. Solidworks sẽ tự tạo các đường offset quanh phần stem (cuống) của cỏ bốn lá. Nhớ xóa các offset ở phần stem và nối các đoạn đường bị tách bằng một arc (arc phải tangent với các đường mà nó nối vào!).
3. Dùng đường tạo ở bước 2a, offset đường đó thêm lần nữa vào trong 0.1 cm
4. Lặp lại bước 3 với đường trước đó, tiếp tục offset cho đến khi không offset được nữa.
5. Cuối cùng, model của bạn nên trông như vầy: Lưu ý là không có offset ở phần stem!
6. Thoát sketch, dùng Boss Extrude để extrude ĐƯỜNG NGOÀI CÙNG của sketch
   1. Đặt chiều cao = 1.0 cm
   2. Nhấn vào biểu tượng cạnh tùy chọn angle; sau đó đặt angle = 15.00 degrees
7. Dùng Cut Extrude để cắt ĐƯỜNG THỨ HAI ở bên trong sketch
   1. Trong dropdown cạnh biểu tượng hai mũi tên, chọn “Up to Surface”
      1. Chọn mặt trên của phần extrusion ban đầu
8. Lặp lại Boss-Extruding và Cut-Extruding, thay phiên qua lại giữa hai thao tác, cho đến khi không extrude/cut được nữa
   1. Khi xong, bạn sẽ có danh sách các extrudes và functions ở thanh bên trông như vầy:
   2. Kiểm tra để chắc chắn extrudes và cuts đang xen kẽ như hình bên dưới:
9. Tổng thể sketch của bạn lúc này sẽ trông như vầy:
10. Chọn plane mà sketch đang nằm trên đó trong Feature Tree
    1. Nhấn mirror, rồi vào mục “Bodies to Mirror”
    2. Kéo và chọn toàn bộ object trên màn hình
    3. Chọn dấu check cho “Merge solids”
    4. Cỏ bốn lá của bạn giờ sẽ được mirror hoàn chỉnh!

DESIGN CHOICES

INSPIRATION

Món fidget này lấy cảm hứng từ logo bóng rổ Boston Celtics, như hình bên dưới. Celtics là đội bóng rổ mình thích nhất, nên mình muốn làm một thứ gì đó liên quan để kỷ niệm chức vô địch NBA thứ 18 gần đây của họ. Ngoài ra, ở nhiều nơi trên thế giới, cỏ bốn lá là biểu tượng của may mắn và hy vọng—những thông điệp mình muốn gửi gắm trong thiết kế này. Mình chọn trace hình cỏ bốn lá bên dưới vì form của nó khá hợp để dựng trong Solidworks, và phần stem có thể đóng vai trò như một “tay cầm” cho fidget.

PROBLEMS ENCOUNTERED

Vấn đề đầu tiên mình gặp là Solidworks báo rất nhiều lỗi khi mình offset các đường trong sketch. Nguyên nhân là do hai lý do: trước đó mình đã fixed toàn bộ các điểm, và mình chưa fillet một số cạnh nhọn của cỏ bốn lá—cả hai việc này đều làm cho việc offset tiếp theo bị chặn. Mình xử lý bằng cách gỡ hết các quan hệ fixed/anchored khỏi sketch và thêm fillets cho tất cả các góc của cỏ bốn lá.

^^Ví dụ các fillet mình phải thêm ở những góc nơi các “lá” chạm nhau.

Ngoài ra, mình học được cách làm cho tất cả các đường đi cùng một hướng tangent với nhau bằng Tangent relation; khi các đường tangent, tổng thể sketch mượt hơn và nhìn đỡ răng cưa.

VERSIONS

Trong quá trình làm dự án này, tụi mình phải thử và in prototype nhiều lần mới ra được bản cuối.

Tụi mình tạo ba model cỏ bốn lá ở kích thước gốc, chỉ khác nhau ở góc nghiêng của các cạnh. Ba góc tụi mình thử là 25 degrees, 20 degrees và 15 degrees. Để đạt được số lượng offsets nhiều nhất, tụi mình chỉ in bản 15 degrees. Sự khác nhau giữa góc của cả ba prototype có thể thấy trong sơ đồ bên dưới:

^^Các hình được khoanh tròn là hình của model mà tụi mình dùng cho prototype đầu tiên

Tuy nhiên, phiên bản 15 degrees đầu tiên lại rất nhỏ, không đủ offsets và không telescope được xa. Để khắc phục, tụi mình tạo một bản sao scale của cỏ bốn lá và thiết kế phiên bản lớn hơn, phóng to 1.25x.

Như hình ở trên, prototype ban đầu của mình chỉ có 6 offsets, trong khi bản cuối có 9. Thêm 3 offsets và tăng kích thước giúp telescope xa hơn, âm thanh to hơn, cầm thoải mái hơn, nhìn đẹp hơn và tổng thể cỏ bốn lá cũng “ổn áp” hơn. Sự khác nhau về mức độ telescoping, độ dày, số offsets và hình dáng giữa bản cuối và bản prototype có thể thấy trong hai hình phía trên. Lưu ý: Cỏ bốn lá lớn/dày hơn ở bên trái/phía trên trong cả hai hình là bản cuối, được phóng to 1.25x so với bản gốc.