GIẢI MÃ MÁY QUẾT 3D - TỪ NGUYÊN LÝ ĐẾN THỰC TẾ

Vậy máy quét 3D thực chất làm cái gì? Đừng hiểu nó như cái máy chụp ảnh. Hãy coi nó là một chiếc 'Camera ăn cắp không gian'! Thay vì chọc đầu dò đo từng điểm một, máy quét sẽ quăng ra hàng lưới tia sáng chớp nhoáng lên bề mặt phôi. Chỗ nào lồi, lõm, rãnh hẹp hay cong tự do... đều bị nó bắt trọn tọa độ X-Y-Z ngay lập tức. Kết quả là chỉ trong vài phút, cục phôi ngoài đời thực bị 'bê' nguyên xi vào trong máy tính thành một mô hình 3D chuẩn xác đến từng Micromet.

Định nghĩa và nguyên lý hoạt động máy quét 3D dễ hiểu nhất

Anh em dùng thước kẹp hay Panme để đo đường kính, độ sâu thì nhanh đấy! Nhưng nếu khách ném cho anh em một biên dạng cong vặn xoắn như thế này, hoặc một lốc máy cổ lỗ sĩ không hề có bản vẽ 3D yêu cầu làm lại y hệt thì sao? Dò bằng tay thì đến bao giờ? Đó là lúc những phương pháp đo lường truyền thống phải 'chào thua' và nhường chỗ cho vũ khí hạng nặng này: Máy quét 3D công nghiệp.

Vậy máy quét 3D thực chất làm cái gì? Đừng hiểu nó như cái máy chụp ảnh. Hãy coi nó là một chiếc 'Camera ăn cắp không gian'! Thay vì chọc đầu dò đo từng điểm một, máy quét sẽ quăng ra hàng lưới tia sáng chớp nhoáng lên bề mặt phôi. Chỗ nào lồi, lõm, rãnh hẹp hay cong tự do... đều bị nó bắt trọn tọa độ X-Y-Z ngay lập tức. Kết quả là chỉ trong vài phút, cục phôi ngoài đời thực bị 'bê' nguyên xi vào trong máy tính thành một mô hình 3D chuẩn xác đến từng Micromet. Có cái file 3D này trong tay rồi, anh em muốn mang đi soi lỗi QC hay đẩy sang phần mềm để phay ngược lại ra cái mới... mọi thứ đều nằm trong tầm kiểm soát!

Phân loại: Các công nghệ quét 3D phổ biến hiện nay

• Thứ nhất là Máy quét Laser cầm tay (Handheld Laser Scanner): Đây là dòng phổ biến và linh hoạt nhất hiện nay, điển hình như các dòng Scanology Simscan. Máy phóng ra các dải tia Laser đan chéo (thường là Blue Laser). Điểm mạnh tuyệt đối của dòng này là không bị ảnh hưởng bởi môi trường xưởng sáng tối, và là "khắc tinh" của các bề mặt đen bóng, phản quang hay mạ chrome. Không cần xịt phấn trắng, cứ đưa máy vào là quét.

• Thứ hai là Máy quét Ánh sáng cấu trúc (Structured Light): Dòng này chiếu các dải sọc ánh sáng (pattern) lên vật thể. Nó cho độ chi tiết bề mặt cực mịn, rất phù hợp quét sa bàn, y tế hay tượng gỗ. Nhưng nhược điểm là nó rất sợ ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng xưởng quá chói, và thường phải xịt bột trắng lên các chi tiết kim loại bóng thì mới quét được.

• Thứ ba là Máy quét Laser gắn trên CMM hoặc PCMM (Như Kreon Skyline): Đẳng cấp cao nhất về độ chính xác. Quét tự động hoặc bán tự động, sai số tính bằng Micromet, nhưng tính cơ động sẽ không thể bằng dòng cầm tay hoàn toàn.

Sau khi có File 3D chúng ta sẽ dùng để làm gì?

Thông thường nhất là định dạng .STL hoặc .OBJ. Nhưng file này không đem đi chạy máy CNC ngay được. Chúng ta sẽ dùng file .STL này cho 2 mục đích chính:

•  Mục đích 1 - Kiểm tra chất lượng (QC/Inspection): Đẩy file quét (.STL) vào các phần mềm như PolyWorks hay Geomagic Control X. Phần mềm sẽ ốp file quét đè lên file thiết kế 3D CAD gốc. Ngay lập tức chúng ta thấy được một bản đồ màu (Color Map) hiện ra. Chỗ nào màu Xanh lam là lõm, màu Đỏ là lồi, màu Xanh lá là đạt dung sai. Không cần phải ngồi đọc từng con số tọa độ mỏi mắt nữa.
• Mục đích 2 - Thiết kế ngược (Reverse Engineering): Đẩy file quét vào phần mềm Geomagic Design X. Dựa trên cái khung lưới .STL đó, các kỹ sư sẽ vẽ lại thành một khối Solid có các thông số hình học chuẩn (Mặt phẳng, trụ, cầu...). Cuối cùng xuất ra file định dạng .STEP hoặc .IGES. Lúc này, chúng ta mới có thể ném file vào Mastercam để phay CNC ra cái mới.

Đó là toàn bộ bức tranh về công nghệ máy quét 3D. Ở video tiếp theo V-Proud sẽ nói rõ hơn ứng dụng của máy quét 3D trong từng ngành nghề sản xuất và khả năng đặc biệt của từng dòng máy quét 3D trong quy trình sản xuất.

• SHARE:
;