SolidCraft: Phần mềm CAD tham số mã nguồn mở viết bằng Rust, hỗ trợ AI agent qua MCP

SolidCraft là một ứng dụng CAD 3D tham số mã nguồn mở, được viết hoàn toàn bằng ngôn ngữ Rust. Dự án cho phép người dùng phác thảo, ràng buộc và dựng khối dựa trên dòng thời gian tính năng tham số — thay đổi một kích thước và toàn bộ mô hình sẽ tự động dựng lại. Đáng chú ý, phần mềm tích hợp sẵn máy chủ MCP (Model Context Protocol), mở ra khả năng để các AI agent trực tiếp tham gia vào quá trình thiết kế.

Thiết kế tham số với dòng thời gian tính năng

Điểm cốt lõi của SolidCraft là mô hình thiết kế tham số quen thuộc với người dùng CAD chuyên nghiệp. Người dùng bắt đầu bằng các bản phác thảo (sketch) trên mặt phẳng gốc, mặt phẳng bù hoặc mặt phẳng phẳng, sau đó áp dụng các ràng buộc hình học và kích thước.

• Các công cụ vẽ bao gồm đường thẳng, hình chữ nhật, đường tròn, cung, đa giác, rãnh, ellipse, spline và cả văn bản
• Hệ thống ràng buộc đầy đủ: trùng điểm, điểm trên đường cong, ngang/dọc, song song, vuông góc, tiếp tuyến, đồng tâm, đối xứng, cố định
• Các loại kích thước: tuyến tính, bán kính, đường kính, góc, chiều dài cung, chiều dài rãnh — tất cả đều có thể điều khiển bằng tham số

Bộ giải ràng buộc (constraint solver) do chính dự án phát triển, sử dụng thuật toán Levenberg–Marquardt kết hợp phân rã cụm cứng và giao điểm quỹ tích để đặt chính xác các điểm đã được xác định. Khi một bản phác thảo được ràng buộc hoàn toàn, hình học sẽ chuyển sang màu đen — một quy ước quen thuộc trong giới CAD.

Điểm thú vị là khi người dùng kéo một phần tử, bộ giải sẽ tính toán lại bản phác thảo theo từng khung hình, nhưng chỉ dựng lại mô hình một lần duy nhất khi thao tác kéo kết thúc — một tối ưu hợp lý giữ hiệu năng mượt mà.

Các tính năng dựng khối và lắp ghép

Trên nền tảng phác thảo, SolidCraft cung cấp đầy đủ các tính năng dựng khối 3D đặt trên dòng thời gian tham số:

• Extrude, revolve, sweep, loft — các phép dựng khối cơ bản
• Fillet/chamfer — bo tròn và vát cạnh
• Shell, draft, lỗ, ren, mảng (pattern), gương, chia tách, kết hợp, di chuyển
• Dòng thời gian dựng lại tăng dần, cho phép chỉnh sửa, ẩn, đổi tên, sắp xếp lại và xóa từng tính năng

Với các thiết kế phức tạp hơn, SolidCraft hỗ trợ lắp ghép (assembly) với các thành phần lồng nhau, khớp nối, nghiên cứu chuyển động, bộ tiếp xúc, kiểm tra va chạm và tính khối lượng theo vật liệu. Dự án cũng có tính năng kim loại tấm (sheet metal) với gờ, viền, gấp/mở gấp, đường bao DXF chính xác và bảng uốn.

Về trao đổi dữ liệu, phần mềm hỗ trợ xuất sang STEP (AP242), IGES 5.3, 3MF, STL và OBJ, đồng thời nhập được STEP và IGES dưới dạng tính năng cơ sở để các tính năng sau xây dựng tiếp lên.

Giao diện SolidCraft với quy trình thiết kế tham số

Tích hợp AI agent qua máy chủ MCP

Đây có lẽ là điểm khác biệt lớn nhất của SolidCraft so với các phần mềm CAD mã nguồn mở khác. Dự án cung cấp một máy chủ MCP (Model Context Protocol) chạy qua giao thức stdio, cho phép các AI agent như Claude Code điều khiển phần mềm một cách trực tiếp.

Khi chạy ở chế độ headless, máy chủ MCP tự vận hành phiên thiết kế riêng. Nhưng với tùy chọn --connect 127.0.0.1:PORT, nó có thể điều khiển ứng dụng đang chạy — nghĩa là người dùng có thể xem AI agent mô hình hóa theo thời gian thực.

Các công cụ mà agent có thể sử dụng bao gồm:

• list_commands, execute, batch — thực thi lệnh
• inspect_design, measure, body_topology — kiểm tra và đo đạc thiết kế
• set_parameter — thay đổi tham số
• screenshot — chụp ảnh màn hình trả về dưới dạng hình ảnh
• export, undo, redo, new_design, open, save

Để kết nối với Claude Code, chỉ cần chạy lệnh: claude mcp add solidcraft -- solidcraft-cli mcp. Toàn bộ quy trình thiết kế đều có thể điều khiển bằng script JSON — cùng những lệnh mà giao diện người dùng thực thi bên dưới. Đây là một minh chứng cho thấy kiến trúc "mọi thứ đều là lệnh" giúp việc tích hợp AI trở nên liền mạch.

Biểu tượng tải xuống cho macOS

Kiến trúc phân tầng và nền tảng hỗ trợ

SolidCraft được tổ chức theo kiến trúc phân tầng rõ ràng, từ thấp đến cao:

• L0 – geom: vector, mặt phẳng, profile, lưới và các phép đo
• L1 – sketch, kernel, render: bộ giải ràng buộc và profile; ranh giới nhân B-rep (dựa trên thư viện truck); toán học hiển thị và bộ rasterizer CPU
• L2 – doc: tham số, biểu thức, dòng thời gian tính năng và đánh giá tăng dần
• L3 – io: tệp thiết kế, xuất/nhập các định dạng hình học
• L4 – engine: phiên làm việc và sổ đăng ký lệnh
• L5 – ui-egui, mcp: giao diện desktop có thể thay thế; máy chủ MCP

Ứng dụng desktop sử dụng egui + wgpu, có thanh công cụ với các tab không gian làm việc, trình duyệt, dòng thời gian, khung nhìn 3D với trục tọa độ, bảng lệnh và cả kênh điều khiển JSON-lines để agent cùng các bài kiểm thử có thể điều khiển.

Đáng chú ý, SolidCraft chạy được trên nhiều nền tảng: Windows, macOS, Linux (thông qua AppImage, .deb, .rpm, Flatpak và Snap) và cả trên trình duyệt qua WebGPU hoặc WebGL2 — không cần cài đặt. Có cả phiên bản cho ARM64. Phần mềm cũng hỗ trợ chuột 3D 3Dconnexion SpaceMouse để điều hướng khung nhìn.

Biểu tượng cài đặt trên Linux

Hiện trạng dự án và góc nhìn cho người dùng Việt Nam

SolidCraft hiện ở giai đoạn đầu nhưng đã dùng được cho các chi tiết đơn giản. Theo công bố của dự án, 75 trong số 76 chi tiết tham chiếu công khai khớp với thể tích, diện tích, tâm khối và hộp bao do phân tích hoặc FreeCAD tính toán. Chi tiết còn lại là một lỗi đã được ghi nhận theo dõi.

Dự án phát hành theo giấy phép kép MIT OR Apache-2.0, được phát triển dưới các quy tắc đóng góp clean-room nghiêm ngặt — nghĩa là hành vi phần mềm được thiết kế dựa trên tài liệu công khai, quy ước CAD chung và phản hồi người dùng, chứ không sao chép mã nguồn từ bên thứ ba. SolidCraft khẳng định độc lập và không liên kết với Autodesk hay Fusion.

Với cộng đồng lập trình viên và kỹ sư cơ khí Việt Nam, SolidCraft là một lựa chọn đáng theo dõi: mã nguồn mở, viết bằng Rust, không phụ thuộc vào giấy phép đắt đỏ, và đặc biệt hấp dẫn nhờ khả năng tự động hóa qua MCP.

Các doanh nghiệp nhỏ và vừa trong lĩnh vực gia công cơ khí, in 3D hay thiết kế sản phẩm tại Việt Nam có thể cân nhắc SolidCraft như một công cụ thay thế tiềm năng cho các phần mềm CAD thương mại đắt tiền. Khả năng điều khiển bằng script và AI agent cũng mở ra hướng tự động hóa quy trình thiết kế — ví dụ tạo hàng loạt phiên bản chi tiết với các tham số khác nhau, hoặc tích hợp vào dây chuyền thiết kế tự động.

Dự án đang tìm kiếm người đóng góp. Chi tiết về cách xây dựng, kiểm thử và bản đồ mã nguồn có trong tệp CONTRIBUTING.md.