NOTA REKA CIPTA TINGKATAN 5 BAB 1

Ringkasan Mudah Faham (Nota Reka Cipta Tingkatan 5 Bab 1: Lukisan Terbantu Komputer)

Panduan ini merumuskan konsep-konsep utama Lukisan Terbantu Komputer (LTK) yang digunakan dalam bidang reka cipta, berdasarkan konteks yang disediakan. Ia merangkumi pengenalan kepada perisian, perintah-perintah asas, dan proses reka bentuk produk secara langkah demi langkah.

Pengenalan kepada LTK

Lukisan Terbantu Komputer (LTK) adalah satu kaedah moden untuk menghasilkan lukisan reka bentuk industri atau produk dengan menggunakan perisian komputer, menggantikan kaedah melukis secara manual. Perisian ini, yang juga dikenali sebagai “Computer-aided design and drafting program” (CADD), membolehkan penghasilan lakaran dalam bentuk dua dimensi (2D) dan tiga dimensi (3D).

Penggunaan LTK adalah sangat meluas dan penting dalam pelbagai bidang yang memerlukan kepakaran teknikal seperti:

• Kejuruteraan Mekanikal

• Kejuruteraan Awam

• Seni Bina

• Reka Bentuk Grafik

Jenis-jenis Perisian LTK

Terdapat pelbagai jenis perisian LTK di pasaran, masing-masing dengan fungsi dan kelebihan tersendiri. Perisian ini membantu pereka untuk meneroka idea, menggambarkan konsep melalui rendering, dan melakukan simulasi dalam keadaan sebenar. Berikut adalah beberapa contoh perisian LTK yang popular:

Asas Lukisan 3D dan Antara Muka Perisian

Lukisan 3D ialah perwakilan objek sebenar yang dijelaskan dalam tiga dimensi: panjang, lebar, dan tinggi. Dimensi ini wujud pada tiga paksi utama, iaitu paksi X, paksi Y, dan paksi Z. Gabungan paksi-paksi ini membentuk model 3D yang realistik.

Antara muka perisian LTK seperti Solidworks mempunyai beberapa komponen utama yang perlu difahami:

• Menu bar: Barisan yang mengandungi menu utama perisian.

• Command manager: Mengandungi butang-butang perintah utama untuk melukis dan mengubah suai.

• Screen: Ruangan atau layar utama tempat objek dilukis.

• Configuration manager: Memaparkan bahagian-bahagian utama fail lukisan.

• Task pan: Mengandungi menu-menu tambahan.

• Motion manager: Mengandungi menu berkaitan pergerakan objek dan opsyen lain.

Perintah-Perintah Asas dalam LTK

Untuk menghasilkan lukisan, pengguna perlu menguasai beberapa kategori perintah asas:

1. Perintah Melukis (Sketch): Perintah ini digunakan untuk menghasilkan bentuk-bentuk asas 2D. Contohnya termasuk:

    ◦ Line (Garisan)

    ◦ Circle (Bulatan)

    ◦ Spline (Garisan Bebas)

    ◦ Rectangular (Segi Empat Tepat)

    ◦ Elipse (Elip)

    ◦ Arc (Lengkuk)

2. Perintah Mendimensi (Smart Dimension): Digunakan untuk menetapkan ukuran yang tepat pada lukisan seperti panjang, lebar, jejari, dan sudut.

3. Perintah Mengubah Suai (Modify): Membolehkan pengguna mengubah suai lukisan yang sedia ada, seperti membesarkan, memutarkan, atau memadam bahagian tertentu.

4. Perintah Memapar (Display Command): Membolehkan lukisan dipaparkan dari pelbagai sudut pandangan, seperti pandangan atas, hadapan, sisi, atau isometrik.

5. Menu Pull Down: Menu tambahan yang boleh diakses dengan menekan butang kanan tetikus (right click) pada bar menu. Ia menyediakan perintah-perintah yang tidak dipaparkan pada antara muka utama.

Latihan Amali: Melukis Jag Mesin Pengisar

Dokumen ini menyediakan tutorial langkah demi langkah untuk melukis jag mesin pengisar menggunakan perisian Solidworks. Proses ini terbahagi kepada beberapa peringkat utama:

1. Melukis Pemegang (Handle):

    ◦ Bermula dengan lakaran 2D (sketch) menggunakan perintah Line.

    ◦ Ukuran ditetapkan dengan Smart Dimension.

    ◦ Bentuk 2D ditukarkan kepada objek 3D menggunakan Extruded Boss/Base.

    ◦ Bahagian dalam pemegang dihasilkan menggunakan Offset Entities dan ditebuk keluar dengan Extruded Cut.

2. Melukis Balang (Jug):

    ◦ Lakaran profil balang dilukis menggunakan Line dan didimensikan.

    ◦ Objek 3D berbentuk silinder dihasilkan dengan memutarkan profil tersebut menggunakan perintah Revolved Boss/Base.

    ◦ Warna dan bahan (seperti plastik jernih) diaplikasikan untuk menjadikan model lebih realistik.

3. Mencantumkan Bahagian (Assembly):

    ◦ Fail Assembly baru dicipta.

    ◦ Kedua-dua komponen (pemegang dan balang) dimasukkan ke dalam ruang kerja menggunakan Insert Component.

    ◦ Perintah Mate digunakan untuk mencantumkan kedua-dua bahagian dengan tepat.

4. Menghasilkan Lukisan Teknikal (Drawing):

    ◦ Fail Drawing baru dicipta dan saiz kertas (contoh: A4) dipilih.

    ◦ Blok tajuk (title block atau tanda nama) disunting untuk memasukkan maklumat seperti nama, tajuk projek, dan skala.

    ◦ Objek yang telah dicantumkan dimasukkan ke dalam helaian lukisan.

    ◦ Pandangan lukisan yang berbeza dijana, termasuk Lukisan Isometrik (pandangan 3D) dan Lukisan Ortografik (pandangan pelan, hadapan, dan sisi).

    ◦ Dimensi akhir ditambahkan pada pandangan ortografik menggunakan Smart Dimension.

Soalan dan Jawapan KBAT (Kemahiran Berfikir Aras Tinggi)

Soalan 1: Mengapakah Lukisan Terbantu Komputer (LTK) dianggap sebagai satu kaedah yang lebih berkesan berbanding kaedah manual dalam bidang reka bentuk industri? Jawapan: LTK dianggap lebih berkesan kerana ia menyediakan platform yang komprehensif untuk proses reka bentuk. Berbanding dengan kaedah manual, perisian LTK membantu pereka untuk meneroka idea dengan lebih pantas, menggambarkan konsep secara visual dalam bentuk 2D dan 3D, melakukan rendering untuk mendapatkan gambaran produk yang realistik, dan membuat simulasi dalam situasi yang sebenar. Keupayaan ini membolehkan pereka menguji dan mengubah suai reka bentuk dengan mudah dan cepat sebelum produk sebenar dihasilkan, sekali gus menjimatkan masa dan kos.

Soalan 2: Seorang jurutera mekanikal ditugaskan untuk mereka bentuk sebuah komponen enjin yang kompleks. Reka bentuk tersebut perlu divisualisasikan dengan jelas dan diuji melalui simulasi untuk memastikan ketahanannya. Berdasarkan senarai perisian dalam konteks, perisian manakah yang paling sesuai untuk tugasan ini? Jelaskan justifikasi anda. Jawapan: Perisian yang paling sesuai untuk tugasan ini ialah Inventor. Menurut teks, perisian Inventor secara spesifik dinyatakan “mampu menghasilkan reka bentuk kejuruteraan yang kompleks dalam bentuk visual dan simulasi”. Ini selari dengan keperluan jurutera tersebut yang perlu membuat reka bentuk kompleks dan menjalankan simulasi. Walaupun perisian lain seperti Solidworks dan Solid Edge juga sesuai untuk kejuruteraan, Inventor disebut secara khusus untuk keupayaan visualisasi dan simulasi bagi reka bentuk yang kompleks.

Soalan 3: Huraikan bagaimana perintah asas Sketch, Extruded Boss/Base, dan Revolved Boss/Base saling melengkapi antara satu sama lain dalam proses penghasilan model 3D seperti yang ditunjukkan dalam latihan melukis jag mesin pengisar. Jawapan: Ketiga-tiga perintah ini merupakan asas dalam pemodelan 3D dan digunakan secara berurutan:

1. Perintah Sketch (Melukis): Ini adalah langkah pertama di mana profil atau keratan rentas 2D objek dilukis pada satah (plane). Contohnya, untuk melukis pemegang jag, bentuk sisi pemegang dilakar dahulu menggunakan perintah Line di bawah menu Sketch. Begitu juga untuk balang, profil separuh daripada keratan rentasnya dilukis.

2. Perintah Extruded Boss/Base: Perintah ini digunakan untuk menambah “ketebalan” atau “kedalaman” pada lakaran 2D untuk menjadikannya objek 3D. Selepas lakaran 2D pemegang jag siap, perintah Extruded Boss/Base digunakan dengan nilai 20 mm untuk memberikannya jisim dan mengubahnya menjadi komponen 3D.

3. Perintah Revolved Boss/Base: Perintah ini pula digunakan untuk mencipta objek 3D dengan memutarkan profil 2D mengelilingi satu paksi. Untuk balang jag, lakaran profil 2D yang telah dilukis diputarkan menggunakan perintah Revolved Boss/Base mengelilingi garisan tengah untuk membentuk sebuah silinder berongga. Secara kesimpulannya, Sketch mencipta rangka 2D, manakala Extruded Boss/Base dan Revolved Boss/Base adalah dua kaedah berbeza untuk mengubah rangka tersebut kepada model 3D yang pepejal.

Soalan 4: Analisis kepentingan penjanaan Lukisan Isometrik dan Lukisan Ortografik pada helaian lukisan (drawing sheet) yang lengkap dengan blok tajuk (tanda nama) dalam proses komunikasi reka bentuk produk. Jawapan: Penjanaan lukisan teknikal yang berbeza pada helaian lukisan yang standard adalah sangat penting untuk komunikasi reka bentuk yang jelas dan profesional:

• Lukisan Isometrik: Memberikan pandangan 3D produk yang telah siap, membolehkan sesiapa sahaja (termasuk pihak bukan teknikal) memahami bentuk dan rupa produk secara keseluruhan dengan mudah. Ia berfungsi sebagai gambaran visual utama produk.

• Lukisan Ortografik (Pelan, Hadapan, Sisi): Menyediakan pandangan 2D dari sudut-sudut yang spesifik. Pandangan ini penting untuk tujuan pembuatan kerana ia memaparkan semua dimensi, butiran tersembunyi, dan ukuran tepat yang tidak dapat dilihat dengan jelas pada lukisan isometrik. Ia adalah bahasa teknikal yang difahami oleh jurutera dan juruteknik.

• Blok Tajuk (Tanda Nama): Mengandungi maklumat metadata yang kritikal seperti nama projek, skala, unit ukuran (mm), nama pereka, dan guru. Ini memastikan lukisan tersebut formal, boleh dijejaki, dan mengandungi semua maklumat pentadbiran yang diperlukan untuk pengeluaran atau penilaian. Gabungan ketiga-tiga elemen ini memastikan maklumat reka bentuk disampaikan dengan lengkap, tepat, dan profesional kepada semua pihak yang terlibat.

Soalan 5: Dalam tutorial melukis bahagian pemegang jag pengisar, kedua-dua perintah Extruded Boss/Base dan Extruded Cut telah digunakan. Wajarkan penggunaan kedua-dua perintah tersebut untuk menghasilkan bentuk akhir pemegang. Jawapan: Penggunaan kedua-dua perintah tersebut adalah wajar dan perlu untuk mencapai reka bentuk pemegang yang berongga di tengah:

1. Penggunaan Extruded Boss/Base: Pada Langkah 9, perintah ini digunakan untuk mencipta bentuk pepejal asas pemegang. Lakaran luar pemegang diambil dan diberi ketebalan sebanyak 20 mm. Ini menghasilkan sebuah bongkah pepejal berbentuk pemegang.

2. Penggunaan Extruded Cut: Selepas bongkah pepejal terhasil, bahagian tengahnya perlu dibuang untuk mencipta ruang genggaman. Ini dicapai melalui perintah Extruded Cut. Pada Langkah 19, satu lakaran baru dibuat di permukaan pemegang menggunakan Offset Entities dan kemudian perintah Extruded Cut digunakan untuk “memotong” atau membuang bahan dari bongkah tersebut sedalam 5 mm. Proses ini diulang pada permukaan sebelah lagi. Kesimpulannya, Extruded Boss/Base digunakan untuk menambah bahan dan mencipta bentuk pepejal, manakala Extruded Cut digunakan untuk membuang bahan bagi menghasilkan ciri seperti lubang atau rongga. Gabungan kedua-duanya adalah penting untuk mencipta geometri yang kompleks seperti pemegang tersebut.

Soalan Lazim (FAQ)

1. Apakah yang dimaksudkan dengan Lukisan Terbantu Komputer (LTK)? LTK adalah satu kaedah untuk melukis reka bentuk industri atau produk dengan menggunakan perisian komputer sebagai pengganti kaedah manual. Ia membolehkan pereka melakar dalam bentuk dua dimensi (2D) dan tiga dimensi (3D).

2. Apakah kelebihan menggunakan perisian LTK? Perisian LTK membantu pengguna untuk meneroka idea, menggambarkan konsep berserta rendering, dan membuat simulasi dalam situasi yang sebenar. Ini membolehkan penghasilan lukisan kejuruteraan yang mudah dan cepat serta reka bentuk yang kompleks dalam bentuk visual.

3. Berikan beberapa contoh perisian LTK yang terdapat di pasaran. Contoh-contoh perisian LTK termasuk AutoCAD, Solid Edge, Solidworks, Inventor, Iron CAD, Illustrator, dan SketchUp. Setiap perisian ini mempunyai kegunaan khusus dalam pelbagai bidang seperti kejuruteraan, seni bina, dan reka bentuk grafik.

4. Apakah definisi lukisan 3D dalam konteks LTK? Lukisan 3D merupakan lukisan objek sebenar yang dijelaskan dalam bentuk panjang, lebar, dan tinggi. Ia berada pada tiga paksi (X, Y, dan Z) dan memaparkan bentuk di atas tiga satah untuk memberikan pandangan sebenar objek, seterusnya membentuk sebuah model.

5. Apakah fungsi utama perintah ‘Sketch’ dalam perisian LTK? Perintah ‘Sketch’ (Melukis) adalah perintah asas yang penting untuk memulakan sebarang bentuk lukisan. Ia mengandungi pelbagai pilihan untuk melukis elemen-elemen asas seperti Garisan (Line), Bulatan (Circle), Segi Empat Tepat (Rectangular), dan Lengkuk (Arc).