Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp này được thực hiện trong bối cảnh ngành công nghiệp chế biến và sản xuất đồ gỗ Việt Nam đang từng bước phát triển và vươn ra thị trường thế giới. Theo số liệu từ Tổng cục Hải quan, kim ngạch xuất khẩu đồ gỗ trong 11 tháng năm 2023 đạt 12,1 tỷ USD, bằng 82,5% kim ngạch của năm 2022; ước tính cả năm 2023 đạt 13,5 tỷ USD, giảm 15,5% so với năm 2022. Cùng với đó, nhu cầu về gỗ tự nhiên ngày càng tăng khiến nguyên liệu trở nên khan hiếm và giá thành cao hơn, thúc đẩy việc sản xuất ván nhân tạo như một hướng thay thế tất yếu. Việt Nam hiện có khoảng 4.900 doanh nghiệp đầu tư sản xuất chế biến đồ gỗ nội thất, là nhà xuất khẩu đồ nội thất lớn nhất Đông Nam Á, đứng thứ hai châu Á–Thái Bình Dương và thứ năm thế giới, sau Trung Quốc, Đức, Ý và Ba Lan. Giai đoạn 2019–2023, tỷ lệ tăng trưởng doanh thu ngành nội thất được dự báo đạt 13,5%/năm.

Trong bối cảnh đó, phòng làm việc cá nhân ngày càng được chú trọng như một không gian thiết yếu trong ngôi nhà hiện đại — là nơi gia chủ tập trung nghiên cứu, quản lý công việc, tiếp đối tác, đồng thời phản ánh khiếu thẩm mỹ và tính cách của chủ nhân. Sản phẩm nội thất phòng làm việc cá nhân trên thị trường tuy đa dạng về mẫu mã và đa chức năng, nhưng giá thành thường cao, chưa đáp ứng được thu nhập trung bình của người tiêu dùng.

Mục tiêu nghiên cứu của đồ án gồm ba mục tiêu chính:

  1. Thiết kế sản phẩm cho phòng làm việc phù hợp với các yêu cầu kỹ thuật, kinh tế, thuận tiện khi sử dụng và tính thẩm mỹ cao.
  2. Tính toán được giá thành sản phẩm.
  3. Lập quy trình gia công và chế tạo được sản phẩm.

Đối tượng nghiên cứu bao gồm: các loại gỗ tự nhiên và ván công nghiệp thường dùng trong nội thất; những người có nhu cầu làm việc tại nhà; và các sản phẩm bàn làm việc cá nhân đa năng, hiện đại dùng cho văn phòng, nhà ở, ký túc xá, bệnh viện.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo bàn làm việc cá nhân với kích thước 1420 × 600 × 750 mm; tính toán giá thành; lập quy trình gia công phù hợp với máy móc thiết bị hiện có tại xưởng Kỹ Nghệ Gỗ, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh. Thời gian thực hiện và nộp đồ án là tháng 3/2024.


Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và khái niệm

Đồ án xây dựng cơ sở lý thuyết trên các nhóm kiến thức chính sau:

  • Ergonomic trong thiết kế nội thất: các nguyên tắc sử dụng hợp lý, tính linh hoạt, sử dụng đơn giản và trực quan, thông tin cảm quan, giảm thiểu nguy cơ rủi ro, giảm tải hoạt động cơ thể, cung cấp điều kiện chiếu sáng tốt — được áp dụng cụ thể vào từng loại sản phẩm (bàn làm việc, bàn trà, tủ trưng bày, ghế nghỉ).
  • Tiêu chuẩn kích thước ergonomic: bàn hình chữ nhật tiêu chuẩn có chiều dài tối thiểu 80 cm, chiều rộng 60 cm, chiều cao 75 cm (theo tiêu chuẩn quốc tế); bàn chữ L có chiều dài tối thiểu 1,4 m, chiều rộng tối đa 1,8 m, chiều cao mặc định 75 cm.
  • Nguyên tắc thiết kế sản phẩm gỗ: gồm năm nguyên tắc — tính sáng tạo, tính công năng, tính nghệ thuật, tính công nghệ, tính khoa học và tính kinh tế.
  • Yêu cầu đánh giá sản phẩm gỗ: yêu cầu về thẩm mỹ, chất lượng và kinh tế.
  • Ảnh hưởng của ánh sáng và màu sắc trong thiết kế không gian nội thất.
  • Các dạng liên kết cơ bản trong sản phẩm gỗ: liên kết ngàm, liên kết mộng (mộng thẳng suốt, mộng thẳng dấu đầu, mộng đôi, mộng mang cá), liên kết bằng đinh, vít, keo, chốt cam tháo lắp được.

Nguyên liệu và vật liệu

Đồ án phân tích hệ thống các nguyên liệu chính gồm: gỗ tự nhiên (sồi đỏ, sồi trắng được dùng làm ví dụ minh họa); ván công nghiệp gồm ván ép (Plywood), ván dăm (Particleboard — PB), ván sợi (MDF — Medium density fiberboard), ván ghép thanh. Vật liệu phụ gồm: sơn PU (Polyurethane), sơn NC (Nitrocellulose Lacquer), sơn PU Vinyl, sơn dầu; keo sữa một thành phần, keo A-B hai thành phần, keo CA (Cyanoacrylates), keo PU (Polyurethanes); giấy nhám, chốt gỗ, đinh, vít, dầu bóng, bột trám trét gỗ.

Phương pháp nghiên cứu

Đồ án sử dụng phối hợp ba phương pháp:

  1. Phương pháp tham khảo: nghiên cứu tài liệu do giáo viên cung cấp, tạp chí, tranh ảnh và tài liệu trực tuyến; tham khảo ý kiến từ những người có kinh nghiệm lâu năm trong ngành.
  2. Phương pháp quan sát thực tế: quan sát sản phẩm thực tế trên thị trường và trên mạng; quan sát trực tiếp trong quá trình thực tập tại công ty thi công nội thất và làm việc tại xưởng; thu thập dữ liệu thực tế.
  3. Phương pháp phân tích, đánh giá và tổng hợp: dựa vào dữ liệu thu thập, tham khảo ý kiến chuyên gia và nhà kinh doanh nội thất để phân tích nhu cầu; tổng hợp lý thuyết và thực tế để đề xuất quy trình hoàn thiện đồ án.

Phần mềm sử dụng: SketchUp (phác thảo ý tưởng ban đầu), AutoCAD và SolidWork (triển khai chi tiết, bản vẽ 3D, bản vẽ lắp đặt), Microsoft Word (trình bày nội dung), Microsoft Excel (tính toán chỉ tiêu kỹ thuật, nguyên vật liệu và giá thành).


Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương này trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh phát triển ngành gỗ nội thất Việt Nam, xác định ba mục tiêu nghiên cứu, sáu nội dung nghiên cứu cụ thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu (kích thước phòng làm việc từ 5–6 m² cho nhà ống đến trên 40 m² cho dinh thự), cũng như ý nghĩa thực tiễn của đề tài trong việc thúc đẩy sáng tạo cho ngành gỗ nội thất.

Chương 2: Tổng quan

Chương trình bày tổng quan về ngành gỗ Việt Nam với các số liệu vĩ mô về xuất nhập khẩu năm 2022–2023 và xu hướng thị trường nội thất. Phần tổng quan sản phẩm khảo sát các loại bàn làm việc cá nhân phổ biến trên thị trường:

Loại bàn Đặc điểm chính Ưu điểm nổi bật Nhược điểm chính
Bàn chân sắt Mặt gỗ công nghiệp/tự nhiên, chân sắt hộp sơn tĩnh điện Giá phải chăng, phổ biến Độ bền không cao, có thể sỉn màu
Bàn khung sắt đa năng Có thể mở rộng/thu gọn Tiết kiệm không gian —
Bàn nhiều ngăn kéo Ngăn chia chuyên dụng, khe luồn dây, móc treo Tổ chức gọn gàng, khoa học —
Bàn treo Gắn tường, phù hợp góc cửa sổ Tận dụng không gian nhỏ —
Bàn chữ L Thiết kế chữ L, đa mục đích Thẩm mỹ cao, linh hoạt —
Bàn điều chỉnh độ cao Thay đổi tư thế làm việc Tăng oxy, giảm nguy cơ tim mạch Giá thành đắt
Bàn gỗ công nghiệp MDF, MFC, HDF, phủ veneer/laminate/melamine Chống mối mọt, biến dạng Chịu nước kém (trừ MDF chống ẩm)
Bàn gỗ tự nhiên Gỗ óc chó, sồi, xoan đào, tuyết tùng Bền, thẩm mỹ cao, an toàn Giá cao

Chương cũng khảo sát ba loại ghế thư giãn (ghế gỗ, ghế bọc đệm, ghế mây) với phân tích ưu nhược điểm từng loại.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Đây là chương lý thuyết trọng tâm. Bảng 3.1 trong chương cung cấp tiêu chuẩn diện tích phòng làm việc theo loại nhà:

Loại ngôi nhà Diện tích phòng làm việc
Nhà ống 2–3 tầng hiện đại 5–6 m²
Biệt thự cỡ nhỏ 7–10 m²
Biệt thự cỡ trung 25–30 m²
Biệt thự cỡ lớn 30–40 m²
Biệt thự lâu đài (dinh thự) Trên 40 m²

Chương phân tích đặc điểm, tính chất và yêu cầu của từng loại nguyên liệu gỗ; trình bày các dạng liên kết cơ bản (ngàm, mộng, đinh, vít, keo, chốt cam); nêu nguyên tắc thiết kế sản phẩm gỗ và ứng dụng ergonomic vào từng sản phẩm cụ thể trong phòng làm việc. Tiêu chuẩn kích thước tủ trưng bày: chiều rộng 450 mm, chiều cao 1.800 mm, rộng 1.200 mm (ở tư thế người xem ngồi). Kích thước ghế armchair thư giãn: cao 80–90 cm, dài 70–90 cm, sâu 45–60 cm.

Chương 4: Phương hướng và các giải pháp về thiết kế và kết cấu

Chương xác định yêu cầu và thông số thiết kế cụ thể của đề tài, đề xuất các phương hướng và giải pháp thực hiện, so sánh và lựa chọn phương án tối ưu (bàn làm việc hình chữ L, bàn làm việc xoay 360 độ là hai phương án được đề xuất), đồng thời trình bày trình tự công việc tiến hành.

Chương 5: Đề xuất công nghệ tính toán và thiết kế

Chương tập trung vào tính toán và thiết kế chi tiết bàn làm việc cá nhân với kích thước 1.420 × 600 × 750 mm. Kết quả tính toán được thể hiện qua bản vẽ mô phỏng 3D trên SolidWork. Chương lập bảng kê nguyên vật tư (Bảng 5.1) và bảng kê nguyên phụ liệu (Bảng 5.2) cho sản phẩm bàn làm việc cá nhân, từ đó tính toán giá thành sản phẩm theo các hạng mục: chi phí mua ván (GV), chi phí gỗ sồi đỏ (GSĐ), chi phí nguyên liệu (GNL), chi phí nhân công (GL), chi phí khấu hao máy móc (GKHM), lợi nhuận (GLN) và tổng chi phí (GT).

Chương 6: Chế tạo thử nghiệm / Thực nghiệm – Đánh giá

Chương ghi lại toàn bộ quy trình gia công thực tế sản phẩm bàn làm việc cá nhân tại xưởng Kỹ Nghệ Gỗ của trường. Các bước bao gồm: xử lý nguyên liệu, cưa cắt theo kích thước, bào phẳng, tạo hình chi tiết, gia công liên kết, lắp ráp, xử lý bề mặt (chà nhám, trám bột, sơn hoàn thiện) và đánh giá sản phẩm hoàn chỉnh. Sử dụng các máy móc và thiết bị chế biến gỗ hiện có tại xưởng. Kết quả thực nghiệm là 01 bộ sản phẩm bàn làm việc cá nhân hoàn thiện.

Chương 7: Kết luận – Kiến nghị

Chương tổng kết kết quả đạt được, đánh giá mức độ hoàn thành so với mục tiêu ban đầu và đưa ra các kiến nghị về hướng phát triển tiếp theo.


Thiết kế và triển khai

Quy trình thiết kế

Nhóm thực hiện quy trình thiết kế theo các bước: thu thập thông tin → lên ý tưởng → thiết kế sơ bộ → tạo mẫu → chọn phương án kết cấu và liên kết → tính toán nguyên vật liệu → lập kế hoạch thi công → chế thử, kiểm tra và nghiệm thu sản phẩm.

Phần mềm và công cụ

Phần mềm Mục đích sử dụng
SketchUp Phác thảo ý tưởng ban đầu
AutoCAD Triển khai bản vẽ kỹ thuật chi tiết
SolidWork Bản vẽ 3D, bản vẽ hướng dẫn lắp đặt, mô phỏng sản phẩm
Microsoft Excel Tính toán chỉ tiêu kỹ thuật, nguyên vật liệu, giá thành
Microsoft Word Trình bày nội dung đồ án

Kết cấu và vật liệu sản phẩm

Bàn làm việc được thiết kế với kích thước 1.420 × 600 × 750 mm. Sản phẩm sử dụng các dạng liên kết chính gồm liên kết mộng (mộng thẳng suốt, mộng thẳng dấu đầu, mộng đôi, mộng mang cá) và liên kết bằng vít, keo, chốt cam tháo lắp được. Bề mặt được hoàn thiện bằng sơn PU hoặc NC tạo độ bóng và khả năng chống ẩm mốc, mối mọt.

Chế tạo thực nghiệm

Sản phẩm được gia công hoàn toàn tại xưởng Kỹ Nghệ Gỗ của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh bằng các máy móc và thiết bị chế biến gỗ chuyên dụng. Kết quả: 01 bộ sản phẩm bàn làm việc cá nhân hoàn thiện đáp ứng yêu cầu về thẩm mỹ, kết cấu và kích thước thiết kế.


Kết quả và đóng góp

Kết quả chính:

  • Hoàn thiện thiết kế bàn làm việc cá nhân kích thước 1.420 × 600 × 750 mm, phù hợp với tiêu chuẩn ergonomic quốc tế (chiều cao chuẩn 75 cm).
  • Lập đầy đủ bảng kê nguyên vật tư (Bảng 5.1) và bảng kê nguyên phụ liệu (Bảng 5.2) với tính toán giá thành cụ thể theo từng hạng mục chi phí (GV, GSĐ, GNL, GL, GKHM, GLN, GT).
  • Chế tạo thành công 01 bộ sản phẩm bàn làm việc cá nhân hoàn thiện tại xưởng Kỹ Nghệ Gỗ, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.
  • Xuất ra bộ bản vẽ đầy đủ gồm bản vẽ 3D, bản vẽ kỹ thuật chi tiết và bản vẽ hướng dẫn lắp đặt.

Giải pháp tác giả đề xuất: thiết kế sản phẩm theo phong cách hiện đại, ưu tiên vật liệu ván công nghiệp (MDF, ván dăm, ván ghép thanh) kết hợp với gỗ tự nhiên (sồi đỏ) để cân bằng giữa tính thẩm mỹ, độ bền và giá thành phù hợp với thu nhập trung bình; ứng dụng các nguyên tắc ergonomic vào kích thước và bố trí không gian.

Đóng góp so với nghiên cứu trước: nhóm tác giả tự nhận định đồ án là hồ sơ thiết thực phục vụ tham khảo cho những ai muốn lên ý tưởng thiết kế bàn làm việc cá nhân; đồng thời là cơ hội hệ thống hóa kiến thức chuyên môn kết hợp với thực tiễn sản xuất tại xưởng.


Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Nhóm tác giả tự nhận thức rõ một số hạn chế trong đồ án:

  • Hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm: kiến thức chuyên môn còn ít ỏi, chưa đủ kinh nghiệm thực tế ở giai đoạn thực hiện.
  • Hạn chế về tài chính và thời gian: tài chính và thời gian hạn hẹp ảnh hưởng đến mức độ hoàn thiện của đề tài.
  • Phạm vi nghiên cứu còn thu hẹp: đề tài tổng thể "Thiết kế và chế tạo các sản phẩm nội thất phòng làm việc" là khá lớn và rộng, nhưng phạm vi thực hiện chỉ tập trung vào bàn làm việc cá nhân (01 sản phẩm), chưa triển khai đầy đủ toàn bộ bộ nội thất phòng làm việc (ghế, tủ trưng bày...).

Hướng nghiên cứu tiếp: mở rộng thiết kế và chế tạo toàn bộ bộ nội thất phòng làm việc cá nhân hoàn chỉnh (ghế thư giãn, tủ trưng bày, kệ sách...); nghiên cứu các phương án vật liệu kết hợp và tối ưu hóa giá thành sản xuất hàng loạt.


Giá trị tham khảo

Đồ án phù hợp để tham khảo cho các nhóm đối tượng sau:

  • Sinh viên ngành Kỹ nghệ Gỗ và Nội thất, Thiết kế nội thất, Chế biến lâm sản: có thể tham khảo toàn bộ quy trình từ khảo sát thị trường, lý thuyết ergonomic, lựa chọn vật liệu, quy trình thiết kế (SketchUp → AutoCAD/SolidWork) đến gia công thực nghiệm.
  • Sinh viên làm đồ án về sản phẩm gỗ đơn chiếc: phần Chương 3 (cơ sở lý thuyết về nguyên liệu, vật liệu phụ, các dạng liên kết, tiêu chuẩn kích thước ergonomic) và Chương 5 (tính toán nguyên vật liệu và giá thành) là các phần có giá trị tham khảo trực tiếp.
  • Người học nghề mộc và nội thất: Chương 6 (quy trình chế tạo thực nghiệm) cung cấp mô tả thực tế về các bước gia công.
  • Người muốn tự thiết kế phòng làm việc tại nhà: Chương 2 (khảo sát các loại bàn làm việc) và Chương 3 (tiêu chuẩn kích thước ergonomic, ảnh hưởng ánh sáng và màu sắc) có thể giúp đưa ra lựa chọn phù hợp.

Phần đáng tham khảo nhất là hệ thống bảng kê nguyên vật tư, cách tính giá thành theo từng hạng mục chi phí và bộ bản vẽ kỹ thuật minh họa bằng ba phần mềm chuyên ngành.


Câu hỏi thường gặp

1. Bàn làm việc cá nhân trong đồ án có kích thước cụ thể là bao nhiêu, và kích thước này có cơ sở từ đâu? Sản phẩm được thiết kế và chế tạo với kích thước 1.420 × 600 × 750 mm (dài × rộng × cao). Kích thước này dựa trên tiêu chuẩn ergonomic quốc tế: chiều rộng tối thiểu 60 cm, chiều cao chuẩn 75 cm phù hợp cho cả làm việc và học tập, trong khi chiều dài 1.420 mm đáp ứng tiêu chuẩn bàn chữ L (tối thiểu 1,4 m).

2. Phần mềm nào được sử dụng để thiết kế và tính toán trong đồ án, và mỗi phần mềm đảm nhận vai trò gì? Đồ án sử dụng bốn phần mềm: SketchUp để phác thảo ý tưởng ban đầu; AutoCAD và SolidWork để triển khai chi tiết, xuất bản vẽ 3D và bản vẽ hướng dẫn lắp đặt; Microsoft Excel để tính toán chỉ tiêu kỹ thuật, nguyên vật liệu và giá thành sản phẩm; Microsoft Word để trình bày nội dung đồ án.

3. Loại vật liệu nào được chọn làm nguyên liệu chính cho bàn làm việc, và lý do lựa chọn là gì? Đồ án sử dụng gỗ sồi đỏ (một loại gỗ tự nhiên) kết hợp với ván công nghiệp. Sồi đỏ được lựa chọn vì độ bền cơ lý cao, vân gỗ đẹp và tính thẩm mỹ tốt. Ván công nghiệp (MDF, ván dăm) được sử dụng để giảm chi phí, tận dụng ưu điểm chống cong vênh, bề mặt phẳng, dễ sơn phủ, phù hợp với mức giá trung bình hướng đến.

4. Xưởng gia công sản phẩm là ở đâu, và đồ án đạt được sản phẩm thực tế như thế nào? Toàn bộ quá trình gia công được thực hiện tại xưởng Kỹ Nghệ Gỗ của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, sử dụng máy móc và thiết bị chế biến gỗ hiện có tại xưởng. Kết quả cuối cùng là 01 bộ sản phẩm bàn làm việc cá nhân hoàn thiện đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, thẩm mỹ và kích thước thiết kế đề ra.

5. Đồ án trình bày những loại liên kết nào trong kết cấu sản phẩm gỗ? Chương 3 phân tích sáu dạng liên kết cơ bản: liên kết ngàm (dùng cho ván sàn), liên kết mộng (mộng thẳng suốt, mộng thẳng dấu đầu, mộng đôi, mộng mang cá — dùng cho sản phẩm gỗ và ván ghép), liên kết bằng đinh, liên kết bằng vít, liên kết bằng keo và liên kết bằng chốt cam có thể tháo lắp. Trong sản phẩm bàn làm việc cụ thể, các liên kết mộng, vít, keo và chốt cam được ưu tiên sử dụng.


Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế, chế tạo bàn làm việc cá nhân" của sinh viên Trương Văn Minh Hiếu và Nguyễn Thành Tình (Ngành Kỹ nghệ Gỗ và Nội thất, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh, 2024) trình bày đầy đủ một chu trình thiết kế–tính toán–chế tạo sản phẩm nội thất gỗ từ khảo sát lý thuyết đến gia công thực nghiệm, kết quả là 01 bộ bàn làm việc cá nhân kích thước 1.420 × 600 × 750 mm được hoàn thiện tại xưởng của trường. Đồ án xây dựng nền tảng lý thuyết vững về nguyên liệu gỗ, vật liệu phụ, tiêu chuẩn ergonomic và các dạng liên kết kết cấu, đồng thời ứng dụng phối hợp nhiều phần mềm chuyên ngành (SketchUp, AutoCAD, SolidWork, Excel) trong quá trình thiết kế. Phạm vi nghiên cứu còn giới hạn ở một sản phẩm đơn và điều kiện thực nghiệm tại xưởng trường, mở ra hướng mở rộng cho những nghiên cứu tiếp theo về toàn bộ bộ nội thất phòng làm việc và tối ưu hóa giá thành sản xuất hàng loạt.