การหาปริมาตรของอากาศภายในท่อ

การหาปริมาตรของอากาศภายในท่อ

ในการคำนวนหาปริมาตรของอากาศภายในช่องว่างของชิ้นงานนั้นเป็นอีกคำถามหนึ่งที่ถูกถามมาบ่อยครั้ง ดังแสดงในรูปด้านล่างนั้นจะเห็นถึงโครงที่สร้างขึ้นมาจากท่อ PVC แน่นอนว่าท่อ PVC นั้นมีลักษณะที่กลวงภายใน โดยท่อแต่ละท่อนั้นถูกสวมเข้าข้อต่อจนกลายเป็นโครงสี่เหลี่ยม โดยเราต้องการที่จะทราบว่าปริมาตรของอากาศที่อยู่ภายในท่อทั้งหมดนั้นมีค่าเท่าใด โดยวันนี้เรามีมาให้ด้วยกัน 2 วิธีดังนี้

วิธีที่ 1 สร้างผิวแล้วทำให้เป็นก้อนทรงตัน วิธีนี้เป็นวิธีดั้งเดิมหากตัวโปรแกรมไม่มีเครื่องมือลัดที่ช่วยในการทำให้ โดยเราจะทำการสร้างผิวชิ้นงานด้านในขึ้นมาด้วยการใช้ surface offset แล้วกำหนดค่า offset เท่ากับ 0 จากนั้นก็ทำการตัดแต่งให้ผิวส่วนเกินออก และทำการ Merge ผิวนั้นให้เข้ากันเป็นผิวชิ้นเดียว โดยผิวนั้นจะต้องเป็นผิวปิดกล่าวคือไม่มีรูหรือช่องหรือ Free edge เกิดขึ้นเพื่อให้สามารถทำการสร้างเป็นก้อนทรงตัน จากนั้นใช้เครื่องมือ Thicken และเลือก Create solid from enclosed volume ก็จะได้ก้อนทรงตันซึ่งเป็นรูปร่างด้านในของชิ้นงานออกมา

และเราสามารถที่จะตรวจสอบปริมาตรของก้อนทรงตันนี้ได้โดยเครื่องมือ Mass Properties ซึ่งแสดงผลของปริมาตรออกมาได้ โดยวิธีนี้นั้นค่อนข้างที่จะใช้เวลาในการทำเนื่องจากต้องเก็บรายละเอียดผิวภายในทุก ๆ ผิวและต้องเป็นผิวปิดที่สมบูรณ์จึงจะสามารถทำได้

วิธีที่ 2 การใช้เครื่องมือ Intersect จากวิธีแรกที่ต้องใช้แรงกายอย่างมากในการทำ สำหรับวิธีที่สองนี้นั้นเป็นเครื่องมือพิเศษใน SOLIDWORKS ที่สามารถทำให้เราสร้างก้อนทรงตันที่แสดงรูปร่างปริมาตรอาาศภายในขึ้นมาได้โดยง่าย หากไฟล์ที่ต้องการหาปริมาตรนั้นเป็นไฟล์ชิ้นงาน ก่อนอื่นให้วางไฟล์งานนั้นในไฟล์งานประกอบก่อน จากนั้นไปที่เมนู Insert > Component > New Part และคลิกที่พื้นที่ว่างใด ๆ เพื่อกำหนดให้ชิ้นงานใหม่ที่สร้างขึ้นนั้นอยู่ในตำแหน่ง Default โดยชิ้นงานใหม่ที่สร้างขึ้นนี้จะเป็นชิ้นงานแสดงปริมาตรของอากาศที่อยู่ภายในท่อ ในที่นี้ให้ชื่อว่า part3 ให้ทำการคลิกขวาที่ชื้นงานใหม่นี้และเลือก edit part เพื่อเข้าสู่โหมด part ในไฟล์งานประกอบ

ก่อนอื่นนั้นจะทำการดึงชิ้นงานทั้งหมดให้มาอยู่ในชิ้นงานใหม่ที่สร้างขึ้นนี้ โดยไปที่เมนู insert > features > join ทำการเลือกชิ้นงานทั้งหมดและกดเครื่องหมายถูก โดยเครื่องมือ join นี้จะเป็นการก็อปปี้ชิ้นงานทั้งหมดที่เลือกให้เข้ามาอยู่ในไฟล์งานที่ edit ในรูปแบบก้อนทรงตันเพียงก้อนเดียว จากนั้นให้คลิกออจาก edit part เพื่อกลับเข้าสู่โหมดไฟล์งานประกอบเหมือนเดิม

ให้เปิดไฟล์งาน part3 ขึ้นมา โดยการที่บอกตัวโปรแกรมถึงตำแหน่งของปริมาตรอากาศที่อยู่ภายในชิ้นงานนั้นจำเป็นต้องบอกขอบเขตของชิ้นงานซึ่งจำเป็นต้องใช้ตัวอ้างอิงช่วย หากเราไม่มีตัวอ้างอิงแล้ว ตัวโปรแกรมจะไม่รู้ว่า ปริมาตรอากาศที่เราต้องการนั้นอยู่ทางฝั่งนอกท่อหรือฝั่งด้านในท่อ ดังแสดงในรูปด้านล่าง หากเรากำหนดระนาบ Plane 1 และ ระนาบ Plane 2 โดยใช้ตัวดำเนินการ Intersect ที่บอกว่า ปริมาตรอากาศที่ต้องการนั้นอยู่ระหว่าง Plane1 และ Plane 2 และ ท่อ ดังนั้นก็จะได้พื้นที่ร่วมคือพื้นที่สีแดงซึ่งเป็นปริมาตรอากาศที่อยู่ภายในนั่นเอง

ดังนั้นก่อนอื่นให้สร้างระนาบที่อยู่ขอบนอกสุดของชิ้นงานทั้งสองฝั่งดังแสดงในรูปด้านล่าง

ไปที่เมนู Insert > Feature > Intersect แล้วเลือกระนาบทั้งสองที่สร้างขึ้นและชิ้นงาน จากนั้นกดปุ่ม Intersect คลิก Merge Result ออก จากรูปที่แสดงนั้นจะปรากฏทั้งหมด 2 region โดยหนึ่งในนั้นคือ ปริมาตรของอากาศด้านในท่อ ให้คลิกหน้า Region ที่เป็นปริมาตรอากาศด้านใน (สังเกตจากรูปร่าง) คลิกเครื่องหมายถูกเพื่อสร้าง Intersect

ปริมาตอากาศจะปรากฏขึ้นมาเป็นก้อนทรงตันให้โดยอัติโนมัต โดยเราสามารถตัวสอบได้ โดยเปลี่ยนสีชิ้นงานในที่นี้เปลี่ยนเป็นสีแดงและลองกลับไปยังไฟลงานประกอบและทำ Cross section ดู จะพบว่ามีชิ้นงานสีแดงปรากฏขึ้นในที่ที่เดิมเป็นช่องว่าง ซึ่งปริมาตรสีแดงนี้ก็คือปริมาตรของกาศภายในท่อนั่นเอง และใช้เครื่องมือ Mass Properties ก็จะสามารถคำนวนหาปริมาตรของอากาศภายในท่อได้