công nghệ scan 3d và ứng dụng trong sản xuất

công nghệ quét 3D VÀ tạo mẫu nhanh. ứng dụng công nghệ vào sản xuất. ưu điểm của công nghệ này là sao chép hình dáng các chi tiết các mẫu có trước. từ một sản phẩm mình có thể tạo ra được các sản phẩm khác giống nhau về hình dáng, đường nét nhưng khác nhau về kích thước. công nghệ này rất phù hợp cho dây chuyền sản xuất hàng loạt và cần độ chính xác cao.

LỜI NÓI ĐẦU.

Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật đặc biệt là khoahọc máy tính đã làm thay đổi căn bản mọi mặt của đời sống xã hội.Từ giữa thế kỷ

20, khi công nghệ máy tính được đưa vào áp dụng trong sản xuất đã góp phần tựđộng hóa sản xuất, giải phóng sức lao động cho con người, tăng năng suất cũng nhưchất lượng sản phẩm Theo đó là sự ra đời của phương thức sản xuất có sự trợ giúpcủa máy tính và các máy công cụ được tích hợp bộ điều khiển số

Ở Việt Nam, ngoài việc công nghệ CAD /CAM đã và đang được phát triển,ứng dụng rộng rãi trong các xí nghiệp, nhà máy Thì vài năm trở lại đây, công nghệquét 3D và tạo mẫu nhanh bước đầu đã được nghiên cứu và ứng dụng ở các việnnghiên cứu, các trung tâm công nghệ cao, các dây chuyền sản xuất mà đáng chú ýnhất là ứng dụng trong sản xuất đúc tượng đồng Ứng dụng công nghệ quét 3D vàtạo mẫu nhanh vào sản xuất đúc tượng đồng giúp cho tăng năng suất, giảm chi phí,thời gian lao động, phù hợp với xu thế toàn cầu hóa các phương diện thị trườngthương mại và sản xuất, đa dạng hóa sản phẩm, đổi mới sản phẩm mẫu mã nhanh,sản phẩm công nghệ cao, phù hợp với tính cạnh tranh của thị trường ngày càngkhốc liệt.

Với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ quét 3D và tạo mẫu nhanh trong quá trình sản xuất đúc tượng đồng ” Em đã nghiên cứu về công nghệ quét

3D, công nghệ tạo mẫu nhanh và quy trình đúc tượng đồng với công nghệ mới

Trong quá trình làm đồ án em đã hết sức cố gắng nhưng do hạn chế về kiếnthức và thiết bị nên không tránh khỏi những sai sót Em rất mong được sự góp ý, bổsung của thầy cô và các bạn đọc để đồ án được hoàn thiện hơn Em xin được cảm

ơn thầy giáo… trưởng bộ môn công nghệ cơ khí cùng toàn thể các anh trong trungtâm công nghệ 3D tech đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo tạo điều kiện tốt nhất cho etrong suốt thời gian làm đồ án để em có thể hoàn thành đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên

MỤC LỤC

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN, GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ QUÉT 3D……… 4

1.1 Đặt vấn đề………4

1.2 Giới thiệu công nghệ quét 3D ………5

1.2.1 Khái niệm……… 5

1.2.2 Ưu, nhược điểm ………5

1.3 Các phương pháp quét hình phổ biến hiện nay………6

1.3.1 Máy đo 3D-CMM……… 6

1.3.2 Máy đo quét 3D – arm scan……… 8

1.3.3 3D laser scanner – HandyScan……… ………10

1.3.4 Công nghệ đo quang học……… 15

1.4 Hệ thống thiết bị Scan 3D của GOM ………17

1.4.1 Giới thiệu sơ lược về hãng GOM……… 17

1.4.2 Các sản phẩm chính của hãng GOM………18

1.5 Ứng dụng công nghệ quét 3D……….22

1.5.1 Ứng dụng trong thiết kế ngược……… 22

1.5.2 Ứng dụng trong việc đo kiểm tra sản phẩm……….23

1.5.3 Ứng dụng trong ngành khuôn mẫu……… 24

1.5.4 Ứng dụng trong cải tiến kiểu dáng……… 25

1.5.5 Ứng dụng trong thiết kế sản phẩm mới………25

1.5.6 Ứng dụng trong ngành khảo cổ học……… 26

1.5.7 Y học, phẫu thuật và tái tạo……… 27

1.5.8 Ứng dụng trong giao thông……… 28

1.5.9 Ứng dụng trong nhà máy và công nghiệp xử lý……… 29

1.5.10 Ứng dụng trong cải tạo công trình dân dụng và công nghiệp……… 30

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH………31

2.1 Giới thiệu kỹ thuật tạo mẫu nhanh……… 31

2.2 Các bước công nghệ trong tạo mẫu nhanh ……….35

2.2.1 Tạo mô hình CAD……… 35

2.2.2 Xuất sang dạng file.STL……… 35

2.2.3 Cắt lát file STL……… 36

2.2.4 Chế tạo ………36

2.2.5 Loại bỏ vật liệu thừa, hoàn thiện và làm sạch vật thể chế tạo ……… 37

2.3 Các công nghệ tạo mẫu nhanh ……….37

2.3.1 Các công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu ở dạng lỏng……… 37

2.3.2 Các công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu ở dạng bột……….38

2.3.3 Các công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu ở dạng tấm………39

2.4 Dữ liệu đầu vào trong công nghệ tạo mẫu nhanh………39

2.5 Ứng dụng của công nghệ tạo mẫu nhanh ……… 40

2.5.1 Đúc khuôn vỏ mỏng……….40

2.5.2 Chế tạo dụng cụ ……… 41

2.5.3 Tạo mẫu nhanh trong chế tạo sản xuất……….41

2.5.4 Ứng dụng tạo mẫu nhanh trong y học……… 42

2.5.5 Kiểm tra chức năng làm việc của sản phẩm……….43

2.5.6 Tiếp thị sản phẩm……….44

CHƯƠNG III: MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH ĐIỂN HÌNH……… ….45

3.1 Công nghệ tạo mẫu nhanh SLA……… ….45

3.2 Công nghệ tạo mẫu nhanh SLS……… 48

3.3 Công nghệ tạo mẫu nhanh LOM……… 51

3.4 Công nghệ tạo mẫu nhanh FDM……….53

3.5 Công nghệ tạo mẫu nhanh 3D printing……… 58

CHƯƠNG IV: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC ĐỒNG……… 61

4.1 Khái niệm……….61

4.2 Đặc điểm công nghệ đúc đồng………61

4.3 Đúc khuôn vỏ mỏng tại xưởng đúc đồng Tỉnh Nam Định……… 61

4.4 Ưu nhược điểm của quy trình đúc đồng so với đúc truyền thống……… 71

CHƯƠNG V: THỰC NGHIỆM SẢN XUẤT ĐÚC TƯỢNG ĐỒNG………73

5.1 Ứng dụng công nghệ vào sản xuất đúc thượng đồng……… 73

5.2 Lựa chọn sản phẩm đúc……… 76

5.3 Sử dụng máy Scan sản phẩm và tạo mẫu nhanh ………76

Trong ngành công nghệ đúc, giải pháp 3D hỗ trợ và đẩy nhanh tiến độ tất cả cácgiai đoạn trong quá trình đúc: từ xây dựng khuôn mẫu, khuôn dập tới làm lõi vàkhuôn Từ đó, nhanh chóng đánh giá sản phẩm đầu và tối ưu hóa quá trình gia côngCNC Để nâng cao năng xuất và độ chính xác chế tạo, lĩnh vực công nghệ chép mẫungày càng được sử dụng rộng rãi Bản chất của công nghệ này là dùng các loại máy

đo 3D với phần mềm thích hợp tái tạo lại bản vẽ thiết kế dưới dạng số hóa của mộtsản phẩm có sẵn để tối ưu hay đưa vào gia công trên các máy tự động Muốn vậycần phải nắm vững công nghệ đo 3D mà trong đó quét 3D là giải pháp có nhiều ưuđiểm được thể hiên qua nguyên lý và ứng dụng của công nghệ đó

1.2 Giới thiệu công nghệ quét 3D.

1.2.1 Khái niệm

Quét 3D là kỹ thuật thu thập số liệu hiện trường dưới dạng số sử dụng ánhsáng Laser quét qua bề mặt đối tượng để ghi nhận kích thước và mối quan hệ khônggian giữa các đối tượng với nhau Các máy quét 3D sau khi hoàn tất một chu trình

thu số liệu sẽ tạo thành các ĐÁM MÂY ĐIỂM (Point Cloud), thể hiện một cách đầy

đủ và hoàn chỉnh nhất hình ảnh của các đối tượng mà tia Laser đã quét qua Phụthuộc vào kiểu máy quét và nhà sản xuất, khoảng cách quét tới các đối tượng thực tế

có thể từ một vài trăm mét đến vài kilômét, số liệu điểm thu được có độ chính xácdưới 5mm với tốc độ ghi nhận số liệu từ vài chục nghìn đến một triệu điểm mỗigiây Tốc độ quét phụ thuộc vào yêu cầu về mật độ điểm quét của mỗi ứng dụng.Khi các đối tượng trong thực tiễn có kích thước lớn hơn một lần quét, chúng ta phải

sử dụng nhiều trạm máy ở các góc độ khác nhau sau đó nối kết các trạm máy này lạivới nhau để tạo thành đám mây điểm hoàn chỉnh Ngay khi hình thành được đámmây điểm 3D, số liệu đã sẵn sàng ứng dụng được, có thể tiến hành đo đạc trực tiếp,xuất sang bất kỳ phần mềm CAD phổ biến nào, xây dựng mô hình 3 chiều, chuyểnđổi sang các chương trình BIM để tổng hợp các bản vẽ 2D, bản vẽ kích thước haycác mô hình 3D hoàn chỉnh (Solid 3D) …

1.2.2 Ưu nhược điểm của công nghệ quét 3D

Cho ra kết quả nhanh

Rễ ràng xử lí kết quả: Cho ra kết quả là đám mây điểm rất rễ dàng xử lí trêncác phần mềm xử lý điểm chuyên dụng như: Geomegic, Catia…

Đo được nhiều những vật có độ phức tạp mà máy đo thông thường không thể

đo được

 Độ phân giải cao

 Quét được nhiều kích thước sản phẩm khác nhau như toà nhà, tượng đài…

 Có thể quét được các mẫu dạng mềm như xà phòng, đất nặn…

 Có thể kiểm tra các bề mặt và so sánh với các điểm

b,Nhược điểm:

Trước khi đo những bề mặt có mầu không phản quang phải sơn lại màu chochi tiết đo nên có thể làm ảnh hưởng đến những chi tiết mẫu có yêu cầu caothẩm mĩ về mầu sắc

Mặc dù được sử dụng rất nhiều cho các ứng dụng đo, kiểm tra nhưng scanLaser không thể đo chính xác từng micromet

Yêu cầu trên đế máy cần phải vững chắc, cân bằng máy và không rung

1.3 Các phương pháp phổ biến hiện nay

Công nghệ quét hình phổ biến hiện nay gồm:

1.3.1 Máy đo 3D-CMM

Hình 1.1 Máy đo 3D-CMM

Z tương ứng với độ chính xác có thể lên đến 0,1 micromet.

Muốn đo được các điểm khác nhau trên những bề mặt của chi tiết ta, cầndịch chuyển đầu đo tới tiếp xúc với vật đo tại các điểm đó Trên máy, đầu đo đượcdịch chuyển theo 3 phương vuông góc với nhau ứng với 3 trục tọa độ trong hệ tọa

độ Đềcác vuông góc Mỗi trục toạ độ thực chất là một sống trượt và một xe trượt,

ba sống trượt này vuông góc với nhau từng đôi một Có thể hiểu sự tương quan giữa

hệ toạ độ máy đo như sau:

- Hệ tọa độ Đề các bao gồm ba trục Ox, Oy, Oz vuông góc với nhau từng đôimột trong đó máy đo tọa độ ba chiều hệ đề các cũng gồm ba sống dẫn X, Y,

Z vuông góc với nhau từng đôi một Trên mỗi trục đều có gắn thước đo chiềudài Số đo xác định vị trí của xe trên sống dẫn

- Trục Ox tương đương với sống dẫn X, trên sống dẫn X là xe trượt X, xe trượt

X sẽ trượt đến từng điểm khác nhau trên trục X tạo ra tung độ điểm đo

- Trục Oy tương đương với sống dẫn Y, trên sống dẫn Y là xe trượt Y, xe trượt

Y sẽ trượt đến từng điểm khác nhau trên trục Y tạo ra hoành độ điểm đo

- Trục Oz tương đương với sống dẫn Z, trên sống dẫn Z là xe trượt Z, xe trượt

Z sẽ trượt đến từng điểm khác nhau trên trục Z tạo ra cao độ điểm đo

Như vậy giá trị X, Y, Z đã được hình thành và xác định cho mỗi điểm đo

Cấu tạo máy :

Máy CMM bao gồm 4 bộ phận chính sau :

+ không đo kiểm được mặt đáy của vật thể cần đo trên một lần gá

+ Việc đo kiểm các mặt bên hông thuận lợi

+ Kích thước máy lớn – cồng kềnh và chiếm nhiều không gian lắp đặt

+ Công tác đo đạt được thực hiện dán tiếp từ “người” qua máy tính đếnchuyển động của đầu chạm

+ Do kích thước đường kính cảu đầu chạm là cố định nên việc kiểm tra các

vị trí khe rãnh bị hạn chế

+ Không kiểm tra được đọ chính xác của bề mặt freeform surface

+ Cả máy và vật thể cần đo đều phải lắp cố định

+ Không phù hợp cho công nghệ kỹ thuật ngược

1.3.2 Máy đo quét 3D – arm scan

Hình 1.2 Máy quét 3D – arm scan

Nguyên lí làm việc:

Nguyên lý làm việc giống với máy đo tọa độ CMM Hoạt động theo nguyên

lý dịch chuyển một đầu dò để xác định tọa độ các điểm trên một bề mặt của vật thể.Đầu dò sẽ di chuyển đến các vị trí khác nhau và tiến hành đo lấy tọa độ các điểmđó

+ Có thể đo kiểm được các bề mặt bên hông của đối tượng đo

+ Công tác đo đạt được thực hiện trực tiếp bởi “người” tác động trực tiếp đếnđầu chạm

+ việc đo kiểm các bề mặt bên hông thuận lợi hơn so với CMM

+ Có thể thay thế đầu chạm bằng đầu Scan laser để thực hiện Scan 3D bề mặtsản phẩm.

Khuyết điểm:

+ Do chiều dài của cánh tay robot là cố định nên kích thước vật thể cần đocòn hạn chế

+ Không đo kiểm được mặt đáy của vật thế cần đo trên một lần gá

+ Do kích thước đường kính của đầu chạm là cố định nên việc liểm tra các vịtrí khe rãnh bị hạn chế

+ Cả máy và vật thể cần đo đều phải lắp cố định

+ Khả năng di chuyển của hệ thống còn nhiều hạn chế

+ Không thuận lợi khi Scan vật thể lớn như body ôtô du lịch, bus…Càngkhông thuận lợi trong công tác Scan vật thể trong không gian hạn hẹp (nhưScan nội thất xe ôtô)

+ Tốc độ Scan phụ thuộc vào độ phân giải

1.3.3 3D laser scanner – HandyScan

a, 3D laser scanner – HandyScan (EXAscan)

Hình 1.3: Máy 3D laser scanner – HandyScan

Cấu tạo máy :

- Máy đo laser : phát ra các tia laser chiều vào vật thể và qua các ống kính cảmbiến thu được dữ liệu của vật thể

- Máy tính : Dữ liệu thu được hiển thị trên máy tính và được sử lí trên máytính

- Đường dây cáp : kết nối giữa máy đo laser và máy tính

- Thấu kính: có nhiệm vụ lọc và hội tụ tia

Laser được phản xạ lại từ bề mặt của chi

tiết lên bề mặt của cảm bi ến CCD

- Cảm biến CCD (Charge Couple Device):

Có nhiệm vụ thu nhận tia Laser được phản xạ

từ bề mặt chi tiết trên cơ sở so sánh các góc

lệch giữa chúng và đưa ra tín hiệu điện

khác nhau.

- Xử lí của phần mềm máy tính: Máy Tính

với sự hỗ trợ của phần mềm máy

tính có nhiệm vụ thu nhận tín hiệu điện từ CCD gửi tới và xử lí tín hiệu đó

để đưa ra kết quả là đám mây điểm

- Chỉ thị: Đưa ra kết quả đo chi tiết được xử lí từ máy tính là đám mây điểm Thực chất về nguyên lý của scan Laser giống như quá trình chụp ảnh thôngthường, nhưng chụp ảnh của Scan Laser là quá trình chụp ảnh các vật thể ở dạngảnh 3 chiều trong khi đó nếu là chụp ảnh thông thường thì chỉ là ảnh 2 chiều ScanLaser sử dụng cảm biến Laser và gán vào một hệ thống máy đo hệ thống này đượcđịnh vị và được kiểm soát bằng máy tính, các máy đo dùng trong Scan laser là cácmáy đo có thể được gán với máy CNC từ 3 đến 5 trục có kích thước tương đối lớnkết cấu khá vững chắc hoặc có thể là mô hình máy xách tay rất nhỏ gọn Vật cần đođược đặt trực tiếp trên bàn hoặc được treo cố định hoặc cũng có thể có vị trí bất kỳtrong không gian như các tượng đài, nhà cửa… mà không phải gá đặt phức tạp nhưcác loại máy đo CMM thông thường, đây là một lợi thế nổi trội của Scan laser.Với sự hỗ trợ của phần mềm kiểm soát quét sẽ lái cảm biến Laser lướt trên bề mặtcủa vật cần quét bộ phận định vị 3D nằm trên bề mặt của bộ cảm biến sẽ ghi lại cáctín hiệu phản hồi được đưa ra bởi hệ thống quét theo góc phản xạ của chùm ánhsáng được bề mặt của chi tiết phản xạ lại và tín hiệu này được so sánh với tham sốmẫu từ đó đưa ra cho ta kết quả đo là đám mây điểm

Tất cả các hệ thống quét trong công nghệ Scan Laser đều sử dụng công nghệdựa trên phép đạc tam giác Laser Bản chất của công nghệ này là máy ảnh haichiều chụp ảnh dựa vào dải sáng Laser như trong hình vẽ Dải sáng được phát ra từmột đi ốt quang thông qua các bộ phân biến đổi quang học sau đó được chiếu vào

bề mặt của vật được quét tạo nên một mặt cắt trên phần bề mặt được chiếu sáng,ánh sáng phản chiếu tạo ra các ảnh điểm trên đường chiếu được 1 trong hai bộcảm ứng thu lại Lý do có hai bộ phận cảm ứng thay vì một là: có thể vì một lý donào đó hình ảnh nghiêng trên bề mặt của vật thật không được một bộ phận cảm ứng

nhận biết và luôn cần có một bộ phận cảm ứng thứ hai có thể bắt được hình ảnh đó.Người sử dụng có thể bật hai bộ phận cảm ứng nhưng chỉ một bộ phận cảm ứnghoạt động trong một thời điểm.

Tại mỗi mặt cắt tạo ra một ảnh 2 chiều hình dạng của hình ảnh 2 chiều nàyđược ghi lại bằng CCD kỹ thuật số và sau đó dựa vào kích cỡ và bảng Laser, vị trí

Z được xác định và được phần mềm lưu giữ lại vào trong một cơ sở dữ liệu và cuốicùng sẽ được tổng hợp lại thành bề mặt của vật đựơc đo dưới dạng đám mây điểm

Mô hình máy scan laser

Hình 1.4: Hình ảnh một số máy quét laser

Hình 1.4.1 Scan 3D lắp trên máy đo CMM, Hình 1.4.2 Scan 3D lắp trên cánh tayrobot, Hình 1.4.3 Scan 3D tự do

Ưu điểm:

+ Khả năng di chuyển rất linh động

+ Có thể Scan 3D tất cả bề mặt của vật thể trên một lần gá đặt

+ Hệ thống phần mềm + thiết bị than thiện, trực quan và dễ sử dụng

+ Cả máy và vật thể cần Scan không cần đặt gá cố định

+ Phần mềm quản lý dữ liệu thong minh phù hợp với nhu cầu công nghiệp:Không cần setup lại đối với trường hợp phải Scan nhiều ngày bởi đối tượnglớn như xe body ôtô du lịch,…

Hình 1.5: Máy HandyScan (MAXscan)

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động như máy 3D laser scanner – HandyScan (EXAscan)

Ưu điểm:

+ Bao gồm tất cả ưu điểm của Model EXAscan

+ Hệ thống tích hợp Camera chụp hình tọa độ của tất cả các tagert points –giúp việc Scan 3D vật thể lớn chính xác hơn so với EXAscan

+ Thích hợp để Scan 3D + thiết kế ngược body, nội thất ôtô Bus, tải…hoặccác vật thể có kích thước lớn hơn >5m

Khuyết điểm:

Tốc độ Scan phụ thuộc vào độ phân giải

1.3.4 Công nghệ đo quang học.

chuyển tải trực tiếp vào máy tính Sau đó chúng được xử lí trên phần mềm dựa trêntính toán, các công thực mà phần mềm đã lập trình.Chúng sẽ dựng lại vật thể ở dạng3D Với camera có độ phân giải cao trong 1 lần chụp chúng có thể thu lại được 6triệu điểm trong 1 lần chụp.

- Có khẳ năng Scan toàn bộ bề mặt sản phẩm.

- Dữ liệu quét được so sánh trực tiếp với bản CAD thiết kế.

- Các báo cáo có thể xuất ra dưới nhiêu dạng khác nhau.

- Không cần thiết lập tọa độ vật đo.

- Có thể kiểm tra được độ đảo , song song, đồng trục và nhiều loại dung sai

hình học khác trong một lần kiểm tra

Công nghệ ánh sáng trắng

+ Nguồn ánh sáng trắng, chi phí

bảo trì cao

+ Tỏa nhiệt, tuổi thọ thấp

+ Dữ liệu nhiễu nhiều, độ chính

+ Ánh sáng xanh ít tỏa nhiệt

+ Tuổi thọ 10000 giờ = 1 năm sử dụng 24/7

+ Chi phí bảo trì thấp

+ Tất cả đều được tích hợp sẵn trong hệ thống

1.4 Hệ thống thiết bị Scan 3D của GOM

1.4.1 Giới thiệu sơ lược về GOM.

GOM là một đối tác công nghiệp toàn cầu, phát triển và sản xuất các giảipháp đo lường quang học và công nghệ 3D phối hợp đo lường và phân tích biếndạng với kinh nghiệm trên 20 năm

Công ty Gom có trên 400 nhân viên và 7 văn phòng chính ở Châu Âu baogồm:

 GOM mbH, Braunschweig, Đức (trụ sở chính)

 GOM chi nhánh miền Nam, Bibertal gần Ulm, Đức

 GOM chi nhánh Benelux, Leuven, Bỉ

 GOM International AG, Mở rộng gần Zurich, Thụy Sĩ

 GOM Italia Srl, Milan, Ý

 GOM Ltd, Coventry, Vương quốc Anh

Hình 1.9: Hệ thống 45 đại lý toàn cầu và trên 7000 hệ thống đã được cung cấp lắpđặt.

Tất cả các nơi trên thế giới hệ thống GOM được sử dụng trong ngành côngnghiệp ô tô, hàng không vũ trụ và hàng tiêu dùng cũng như các sản phẩm dân dụng.Điều này cũng bao gồm nhiều trung tâm nghiên cứu và các trường đại học Các giảipháp sản phẩm của GOM đáp ứng các yêu cầu đo lường phức tạp giúp cho kháchhàng rút ngắn đáng kể thời gian quá trình nghiên cứu phát triển sản phẩm, nâng caochất lượng tăng năng xuất các quá trình sản xuất và tăng cường khả năng cạnh tranhtrên thị trường

1.4.2 Các sản phẩm chính của Gom.

 Atos

Hình 1.10 Dòng máy ATOS

Dòng Atos của máy quét 3D quang học công nghiệp cung cấp cho quét chínhxác với độ phân giải chi tiết ở tốc độ cao Thay vì đo điểm duy nhất hoặc với mộtlaser, Atos chụp hình học bề mặt đầy đủ của một đối tượng chính xác trong mộtđám mây điểm hoặc đa giác lưới dày đặc

Atos được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau và có thể đokích thước đối tượng khác nhau, hoàn thiện bề mặt và sự phức tạp hình dạng:

- Đo 3D chính xác cao

- Chi tiết, quét với độ phân giải cao

- Thu thập dữ liệu nhanh

- Chức năng kiểm tra tiên tiến

- Phân tích đầy đủ chiều

- Báo cáo toàn diện

 Tritop

Hình 1.11 Dòng máy TRITOP

Các biện pháp hệ thống TRITOP di động phối hợp của các đối tượng bachiều một cách nhanh chóng và chính xác Nhiệm vụ đo mà theo truyền thống đượcthực hiện bởi 3D xúc giác phối hợp các máy đo có thể dễ dàng được thực hiện với

hệ thống TRITOP Nó không đòi hỏi bất kỳ phức tạp, phần cứng nặng và bảo trìchuyên sâu Các máy đo đến đối tượng

Như với xúc giác phối hợp các máy đo TRITOP ghi lại tọa độ và hướng của chúngtrong không gian cho bất kỳ tính năng quan tâm:

- Điểm bề mặt và các bộ phận

- Lỗ và các cạnh

- Đường kính, độ dài, góc

Ưu điểm của kỹ thuật TRITOP

- Máy đo 3D hoàn chỉnh với các yêu cầu phần cứng tối thiểu (tổng trọng lượng

23 kg)

- Độ chính xác rất cao ngay cả những đối tượng lớn

- Không hao mòn, không bị giảm độ chính xác

- Dễ dàng xử lý

- Độc lập các điều kiện môi trường ( khí hậu, không khí )

Tất cả các tính năng được xây dựng cho phép Aramis để:

- Tích hợp trong thử nghiệm hiện có và đo lường công việc

- Liên kết với chiến lược đánh giá hiện tại

- Thích ứng với bất kỳ công việc đo lường và đánh giá

Hình 1.13 Dòng máy ARGUS

Nó được sử dụng để phân tích các thành phần được làm từ khoảng trốngbằng phẳng, ống hoặc các thành phần khác được sản xuất bởi một quá trình hìnhthành áp lực cao bên trong

Sự hình thành phân tích quang học sử dụng ARGUS đã trở thành một công cụ đãđược kiểm chứng để đánh giá quá trình hình thành Khả năng duy nhất để đo lườngphần kim loại tấm phức tạp với một mật độ quét cao mở ra những khía cạnh mớicho công tác xác minh hình thành những mô phỏng

1.1 ARGUS sự là giải pháp cho

- Phát hiện của khu vực biến dạng

Hình 1.14 Dòng máy PONTOS

Pontos chuyên dung trong việc đo và phân tích động học 3D

Thay vì làm việc với các bảng in và báo cáo 2D, Pontos hỗ trợ sự tương tácgiữa các đồng nghiệp và khách hàng với hình tượng 3D của tọa độ, chuyển vị, giatốc và vận tốc

Với Pontos, GOM không chỉ cung cấp một công cụ xem miễn phí cho các dự

án hoàn thành Pontos mà còn là một công cụ làm việc miễn phí cho phép các kỹ sưphát triển để thực hiện phân tích vấn đề định hướng riêng của mình và do đó giảiphóng năng lực đo lường

Tất cả các chức năng cần thiết là một phần của Pontos :

- Tạo phân tích thêm

- Người dùng xác định những huyền thoại

- Xử lý dữ liệu CAD

- Tạo và xuất khẩu các báo cáo đo lường và video

1.5 Ứng dụng công nghệ quét 3D

1.5.1 Ứng dụng trong thiết kế ngược: Trong ngành cơ khí có một bộ phận thiết kế

luôn phải dựng lại những chi tiết đã có sẵn gọi là bộ phận thiết kế ngược đểphục vụ vào các việc sau:

+ Thiết kế lại khuôn cho chi tiết

+ Dựng lại mô hình 3D để đưa vào gia công lại chi tiết.

+ Cải tiến một số bộ phận nào đó trên chi tiết cho phù hợp yêu cầu làm việccủa chi tiết

Đặc biệt là khi cần dựng lại những chi tiết có tính lắp ghép, lắp lẫn yêu cầucủa những chi tiết này là phải có độ chính xác rất cao để đảm bảo khả năng lắpghép và điều kiện làm việc của chi tiết cho nên việc lựa chọn công nghệ đoScan laser và công nghệ đo 3D để đo dựng lại chi tiết đó luôn là lựa chọn sốmột

Hình 1.15 ứng dụng trong thiết kế ngược

1.5.2 Ứng dụng trong đo kiểm tra sản phẩm:

Hình1.16 :ứng dụng trong việc đo kiểm tra sản phẩm

Bất kì một sản phẩm nào sau khi sản xuất xong để được đưa ra thị trường đềuphải được kiểm tra xem có đảm bảo điều kiện làm việc của nó không vì vậy trongcác ngành sản xuất đặc biệt là sản xuất cơ khí chính xác luôn có một bộ phận gọi là

bộ phận kiểm tra chất lượng sản phẩm Để kiểm tra chính xác được các kích thướchoặc các bề mặt đặc biệt là các bề mặt phức tạp và có kích thước lớn người tathường sử dụng công nghệ Scan laser

1.5.3 Ứng dụng trong ngành khuôn mẫu:

Ngoài việc dựng lại chi tiết để để làm khuôn như đã nói ở trên thì việc kiểmtra lại các kích thước của lòng lõi khuôn trước khi đưa vào sản xuất có ý nghĩaquyết định trong ngành khuôn mẫu Khi đó người ta đo các kích thước trong lònglõi khuôn và so sánh với các kích thước mẫu ban đầu từ đó tìm ra các sai lệch giữachúng để có phương án sửa chữa cho phù hợp Đặc biệt, khi cần sửa khuôn vì saisót trong gia công hoặc với mục đích thay đổi mẫu mã sản phẩm , công nghệ scan3D là phương tiện chuyển tải dữ liệu vật lí sang dữ liệu 3d mesh, giúp cho kỹ sưkiểm tra hoặc thiết kế lại sản phẩm

Hình 1.17 : mô hình sản phẩm làm khuôn mẫu

1.5.4 Ứng dụng trong cải tiến kiểu dáng:

Với nhu cầu của thị trường hiện nay ngoài việc các sản phẩm sản xuất ra nângcao được tính năng thì yêu cầu về thẩm mĩ cũng đóng vai trò cực kì quan trọng trong việc tiêu thụ sản phẩm của các ngành sản xuất như ngành sản xuất xe máy,sản xuất ôtô, điện thoại di động… đó là những lĩnh vực phát triển rất mạnh hiệnnay và có yêu cầu về tính thẩm mĩ cao vì vậy người ta luôn luôn cần cải tiến kiểudáng cho sản phẩm Với các chi tiết cần cải tiến người ta chỉ cần cải tiến một phầnnào đó trên đó của sản phẩm khi ấy người ta sử dụng công nghệ Scan laser để lấymẫu chi tiết cần cải tiến Sau đó dùng phần mềm thiết kế dựng lại chi tiết đó và vẽthêm vào hình dáng các bề mặt cần cải tiến vì vậy chi tiết thiết kế ra vẫn đảm bảotính lắp ghép với các chi tiết khác mà làm cho sản phẩm có kiểu dáng mới

Hình

1.18: Mô hình quy trình thiết kế cải tiến kiểu dáng

1.5.5 Ứng dụng trong thiết kế sản phẩm mới:

Trong các ngánh sản xuất luôn cần phải đưa ra các kiểu giáng hoàn toàn mớicho sản phẩm để đảm bảo nhu càu của thị trường , với những sản phẩm phức tạpviệc dựng các chi tiết của sản phẩm đó trên phần mềm gặp khó khăn khi đó người

ta thường dùng thạch cao hoặc đất sét tạo kiểu dáng cho chi tiết rồi sử dụng máy

Scan Laser lấy mẫu lại chi tiết và cuối cùng đưa lên phần mềm dựng lại hình dángcho sản phẩm.

Hình 1.19 : ứng dụng 3d trong việc thiết kế sản phẩm mới

1.5.6 Ứng dụng trong ngành khảo cổ học:

Trong ngành khảo cổ học có những vật người ta cần tạo ra một bản sao đểtrưng bày, mục đích là để bảo tồn bản gốc để làm được việc đó người ta sử dụngcông nghệ Scan laser lấy mẫu lại hình dáng của vật sau đó sử dụng phần mềmCAD/CAM thiết kế và gia công tạo được hình dáng của sản phẩm và cuối cùng sửdụng màu sắc để làm cho vật có hình dạng giống với vật mẫu

Hình 1.20 : ứng dụng quét 3d trong khảo cổ học

1.5.7 Ứng dụng trong lĩnh vực y học:

Việc quét 3D ngày càng trở nên hữu ích trong lĩnh vực y tế Một máy quét3D có khả năng nắm bắt những phép đo 3D trên khuôn mặt con người và cơ thể mỗingười một cách dễ dàng và nhanh chóng Vì mỗi người là cá thể duy nhất, các họcviên y tế có thể sử dụng thông tin này để tạo ra các sản phẩm y tế cho các bệnh nhâncủa họ

Hình 1.21: Bộ phận được quét và dựng lại dạng 3D

Ứng dụng trong y học là không giới hạn:

 Nha khoa: tạo niềng răng, hàm, và bảo vệ miệng

 Mặt: tạo các mô hình mặt nạ điều trị các nạn nhân bỏng

 Tay: Làm găng tay tùy biến cho bệnh nhân

 Các bộ phận cơ thể khác: Làm chân tay giả

Dưới đây là một số lợi ích của việc sử dụng công nghệ quét 3D trong y học:

 Khả năng Chụp đo 3D nhanh chóng : Máy quét 3D có thể nắm bắt một lầnquét chỉ trong vài giây Chúng có thể có được những phép đo 3D một cáchnhanh chóng và được phân tích ngay lập tức với từng bệnh nhân Tốc độ quétnhanh ngăn cản bệnh nhân di chuyển trong suốt quá trình quét 3D Máy quétánh sáng trắng cũng được an toàn cho mắt khi quét khuôn mặt

 Quét bệnh nhân mà không tiếp xúc : Máy quét 3D không tiếp xúc trực tiếp

mà vẫn quét được các bộ phận trên cơ thể bệnh nhân để đảm bảo không có

sự can thiệp đo Có những trường hợp bác sĩ không được tiếp xúc với cơ thểbệnh nhân khi nạn nhân bị cháy, máy quét 3D sẽ làm được điều này

 Kết quả phù hợp dù quét nhiều lần: Máy quét 3D cho ra kết quả hoàn toàngiống nhau ngay cả khi được sử dụng bởi các học viên y tế khác nhau

 Dễ dàng vận hành và đào tạo cơ bản: Các học viên y tế có thể được đào tạotương đối nhanh chóng làm thế nào để vận hành một máy quét 3D cho việc

sử dụng hàng ngày

 Thời gian quay vòng nhanh hơn: Thông thường những khuôn mẫu vật lý cầnphải được vận chuyển từ bệnh viện đến phòng thí nghiệm Với chức năngquét 3D, toàn bộ quá trình được thực hiện bằng điện tử để đo lường một bệnhnhân có thể được gửi đến các địa điểm khác nhau trên mạng

1.5.8 Ứng dụng trong giao thông

Hình 1.22 – Mặt đường, cầu và các công trình được quét và dựng lại bằng công nghệ

Công nghệ quét Laser 3D được sử dụng trong quá trình khảo sát, xây dựng vàduy tu các công trình giao thông như đường xá, cầu cống, các công trình phụ trợ …bao gồm các nhiệm vụ cụ thể như đo đạc địa hình, khảo sát hiện trạng bề mặtđường, tính toán mặt cắt lớp bê tông nhựa, tính toán thể tích lớp nhựa bề mặt, thiết

kế và lập hồ sơ hoàn công công trình cầu, đánh giá hiện trạng công trình giao thôngnhư cầu và hầm, phục chế các công trình giao thông mang tính lịch sử

Ngoài ra quét Laser 3D còn được sử dụng phổ biến trong quá trình xây dựng

và duy tu các công trình hầm phức tạp, sân bay, nhà ga, đường tàu hoả, cảng vàcông trình cảng liên quan

1.5.9 Nhà máy và công nghiệp xử lý

Hình 1.23 – Mô hình một phần nhà máy hoá chất dựng lại dựa trên đám mây điểm 3D

Công nghệ quét Laser 3D có khả năng ghi nhận lại một cách chính xác tìnhtrạng hiện thời của các hợp phần cấu thành nhà máy phục vụ cho quy trình bảodưỡng cũng như lắp đặt bổ sung thêm các hợp phần thiết bị mới Mô hình 3D nhàmáy được xây dựng lại dựa trên công nghệ quét Laser sẽ tính toán được mức độ phùhợp giữa các hợp phần cũ và mới sẽ lắp đặt trong quá trình nâng cấp, các điểm vachạm sẽ được chỉ rõ trên mô hình 3D để có phương pháp điều chỉnh kịp thời Côngnghệ quét Laser 3D cũng cho phép các Tập đoàn lớn với nhà máy phân bố khắptoàn cầu có thể xem, đánh giá, giới hạn và quản lý nhân sự vận hành, quản lý vàđiều hành hiệu quả hơn từ một nơi đến nhiều địa điểm nhà máy khác nhau.

1.5.10 Ứng dụng quét 3D trong cải tạo công trình dân dụng và công nghiệp

Công nghệ quét Laser 3D thường được sử dụng để thu thập số liệu hiện trạng,các hợp phần chưa được hoàn thiện, các hợp phần hồ sơ hoàn công đã bị thất lạccủa tất cả các công trình dân dụng và công nghiệp Các đám mây điểm 3D được sửdụng để phát triển và xây dựng những mô hình 3D nội thất và ngoại thất công trình,

hỗ trợ xây dựng kế hoạch và phương án thi công cải tạo, bổ sung cũng như duy tuđịnh kỳ cho công trình

Hình 1.24 – Hiện trạng thi công phần kỹ thuật toà nhà được dựng lại dưới dạng 3 chiều

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH 2.1 Giới thiệu kỹ thuật tạo mẫu nhanh.

Kỹ thuật tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping - RP) là kỹ thuật in hình ảnh nổichi tiết mẫu Là khái niệm mới mẻ trong lĩnh vực chế tạo máy hiện nay Phươngpháp này có thể tạo ra vật thể không gian 3 chiều trực tiếp từ dữ liệu mô hình CAD3D với thời gian rất ngắn Kỹ thuật này góp phần giảm đáng kể thời gian, chi phítrong quá trình thiết kế cơ khí So với phương pháp gia công truyền thống kỹ thuậtnày có ưu điểm như sau: Không cần chuẩn bị dụng cụ cắt gọt Không tốn đồ gá, sửađổi nhanh, thiết kế lại chi tiết thuận lợi, có thể thiết kế những chi tiết phức tạp màkhi gia công trên những máy công cụ số khó khăn hoặc không gia công được

Ra đời vào năm 1998, kỹ thuật tạo mẫu nhanh đang tồn tại hơn 30 công

nghệ khác nhau như : SLA, FDM, SLS, … Với nguyên tắc chung là bồi đắp vật

liệu hoặc tách vật liệu theo lớp Với mỗi phương pháp, mỗi loại vật liệu khác

nhau thì độ chính xác cũng khác nhau.

* Các thời kỳ tạo mẫu nhanh.

Quá trình tạo mẫu được phân ra làm ba thời kỳ Hai thời kỳ sau chỉ mới ra đờitrong khoảng 20 năm trở lại đây Tương tự như quá trình tạo mẫu trên máy vi tính,tính chất vật lý của mẫu chỉ được nghiên cứu phát triển trong thời kỳ thứ ba

 Thời kỳ đầu : tạo mẫu bằng tay

Thời kỳ đầu tiên ra đời cách đây vài thế kỷ Trong thời kỳ này, các mẫu điểnhình không có độ phức tạp cao và chế tạo một mẫu trung bình mất khoảng 4 tuần.Phương pháp tạo mẫu phụ thuộc vào tay nghề và thực hiện công việc một cách cực

kỳ nặng nhọc Cho đến ngày nay phương pháp tạo mẫu thủ công này vẫn còn sửdụng khá phổ biến, trong các trường ĐH về mỹ thuật có ngành Tạo Dáng, thì chính

là nó đó Hiện nay phương pháp tạo mẫu này mang hơi hướm nghệ thuật, hàng chếtác riêng nhiều hơn là tạo mẫu trong sản xuất hàng loạt

Hình 2.1: Tạo mẫu thủ công

 Thời kỳ thứ hai: phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo

Hình 2.2: Công nghê in 3d thời kỳ 2Thời kỳ thứ hai của tạo mẫu phát triển rất sớm, khoảng giữa thập niên 70 Thời

kỳ này đã có phần mềm tạo mẫu hay tạo mẫu ảo Việc ứng dụng CAD/CAE/CAM

đã trở nên rất phổ biến Phần mềm tạo mẫu sẽ phát họa trên máy vi tính những suytưởng, ý tưởng mới Các mẫu này như là một mô hình vật lý: được kiểm tra, phântích cũng như đo ứng suất và sẽ được hiệu chỉnh cho phù hợp nếu chúng chưa đạtyêu cầu Thí dụ như phân tích ứng suất và sức căng bề mặt chất lỏng có thể dự đoánchính xác được bởi vì có thể xác định chính xác các thuộc tính và tính chất của vậtliệu

Hơn nữa, các mẫu trong thời kỳ này trở nên phức tạp hơn nhiều so với thời kỳ đầu(khoảng trên hai lần) Vì thế, thời gian yêu cầu cho việc tạo mẫu có khuynh hướngtăng lên, tính chất vật lý của mẫu vẫn còn phụ thuộc vào các phương pháp tạo mẫu

cơ bản trước Tuy nhiên, việc vận dụng các máy gia công chính xác đã cải thiện tốthơn các tính chất vật lý của mẫu

 Thời kỳ thứ ba: quá trình tạo mẫu nhanh

Tính chất vật lý từng phần của sản phẩm trong quá trình tạo mẫu nhanh cũngđược biết đến Quá trình tạo mẫu rỗng thích hợp cho việc sản xuất trên bàn nânghay công nghệ sản xuất lớp Công nghệ này thể hiện quá trình phát triển tạo mẫutrong thời kỳ thứ ba Việc phát minh ra các thiết bị tạo mẫu nhanh là một phát minhquan trọng Những phát minh này đã đáp ứng được yêu cầu của giới kinh doanhtrong thời kỳ này: giảm thời gian sản xuất, độ phức tạp của mẫu tăng, giảm chi phí

Ở thời điểm này người tiêu dùng yêu cầu các sản phẩm cả về chất lượng lẫn mẫu

mã, nên mức độ phức tạp của chi tiết cũng tăng lên, gấp ba lần mức độ phức tạp màcác chi tiết đã được làm vào những năm của thập niên 70 Nhưng nhờ vào côngnghệ tạo mẫu nhanh nên thời gian trung bình để tạo thành một chi tiết chỉ còn lại vàigiờ so với hàng tuần ở thời kỳ thứ hai Năm 1988, hơn 20 công nghệ tạo mẫu nhanh

đã được nghiên cứu

Ta thấy rằng nhu cầu tạo nên mẫu sản phẩm ban đầu là một nhu cầu thiết yếutrong quá trình sản xuất, trước khi sản xuất hàng loạt một sản phẩm nào cũng phảicần tạo mẫu sản phẩm trước để kiểm tra tính hiện thực và khả thi Nếu mẫu sảnphẩm càng chính xác bao nhiêu, càng nhanh bao nhiêu thì sẽ càng tránh được nhữnglỗi mắc phải trong quá trình sản xuất sau này và càng tiết kiệm được chi phí sảnxuất bấy nhiêu

Nên “công nghệ tạo mẫu nhanh” mang toàn bộ ý nghĩa của nó, “công nghệ”: đảmbảo độ chính xác, “tạo mẫu nhanh” đảm bảo thời gian nhanh chóng

Hình 2.3: Công nghệ in 3d

* Ưu điểm của công nghệ tạo mẫu nhanh.

Tạo mẫu nhanh có những ưu điểm sau đây:

+ Hình dung ra sản phẩm tốt hơn bản vẽ

+ Tăng khả năng quan sát của chi tiết, người thiết kế sau khi thiết kế vài giờ sẽ tạo

ra sản phẩm thật 3 chiều, có thể quan sát sản phẩm rất nhanh chóng mà không cầnqua quá trình gia công phức tạp

+ Giúp nhà thiết kế đưa ra sản phẩm ra thị trường nhanh chóng kịp thời với nhu cầu

xã hội

+ Kiểm tra được độ chính xác của khuôn mẫu trước khi đưa vào sản xuất hàng loạt.+ Giảm được thời gian và chi phí trong việc thiết kế và tìm ra sản phẩm mới

+ Chế tạo những sản phẩm phức tạp nhờ vào phương pháp đắp dần vật liệu

+ Phương pháp tạo mẫu nhanh đã tạo một kênh thong tin hiệu quả giữa các nhà thiết

kế với nhau, giữa nhà thiết kế với nhà sản xuất và người tiêu dùng, nhằm thỏa mãntốt nhất nhu cầu và khả năng của thị trường

* Nhược điểm của công nghệ tạo mẫu nhanh.

+ Độ bền của mẫu phụ thuộc vào vật liệu và công nghệ sử dụng

+ Độ chính xác của sản phẩm không cao vì nguyên tắc gia công đắp vật liệu theotừng lớp

+ Giá thành của sản phẩm còn cao do chi phí đầu tư và bảo trì thiết bị lớn

2.2 Các bước công nghệ trong tạo mẫu nhanh

Quá trình tạo mẫu nhanh của mỗi công nghệ có những điểm khác nhau,nhưng chúng đều có các bước sau:

2.2.1 Tạo mô hình CAD

Đây là bước đầu tiên trong quá trình tạo mẫu nhanh, áp dụng cho tất cả các

hệ thống tạo mẫu nhanh khác nhau, nó gắn liền với việc tạo mô hình 3D của vật thể thiết kế bằng máy tính Để tạo ra mô hình vật thể thiết kế, người thiết kế có thể xây dựng mô hình nhờ phần mềm CAD, Scaner hoặc tạo dựng vật thể theo toạ độ mà máy đo toạ độ cung cấp Quá trình này giống hệt nhau đối với các loại kỹ thuật RP khác nhau Đây là bước quan trọng nhất và quyết định đến chất lượng và độ chính xác của sản phẩm

2.2.2 Chuyển đổi sang định dạng STL (Conversion to STL format):

Các phần mềm 3D khác nhau sử dụng thuật toán khác nhau để thể hiện vật thể rắn (Solid part), để thiết lập tính thống nhất - định dạng STL đã được áp dụng như là tiêu chuẩn của ngành công nghiệp tạo mẫu nhanh Định dạng này là quỹ tích của các mặt tam giác phẳng lắp ráp liên tục với nhau thể hiện bề mặt của vật

thể trong không gian ba chiều Do định dạng STL sử dụng các yếu tố mặt phẳng (planar triangles) nên nó không thể hiện bề mặt cong một cách chính xác Tăng số lượng mặt tam giác có thể cải thiện độ mịn của bề mặt cong nhưng bù lại dung lượng file sẽ tăng Các chi tiết lớn, phức tạp sẽ cần nhiều thời gian cho khâu tiền xử

lý và xây dựng định dạng STL Do đó, người thiết kế phải cân nhắc giữa yếu tố thờigian, dung lượng file và độ chính xác để có được một file STL hữu ích

2.2.3 Cắt file STL (Slice the STL file):

Trong bước này, một chương trình xử lý file STL sẽ được xây dựng, một số

chương trình có sẵn và hầu hết cho phép người dùng điều chỉnh kích thước, vị trí và

hướng đặt để mô hình

Xác định hướng đặt là quan trong với nhiều lý do:

- Tính chất của mẫu tạo thành sẽ thay đổi tương đồng với phương hướng đặt để Ví dụ: mẫu sẽ yếu hơn và ít chính xác hơn theo phương Z so với phương XY

- Hướng đặt mô hình quyết định thời gian xây dựng mô hình Vì thế nên đặt phươngngắn nhất của vật thể theo hướng Z của thiết bị để giảm số lượng các lớp do đó rút ngắn thời gian xây dựng mô hình

- Mổi lát cắt (layer) có bề dày dao động từ 0.016mm đến 0.7mm tùy theo công nghệkhác nhau Hiện tại, công nghệ Polyjet của Objet/Stratasys có thể đạt bề dày lớp cắt 0.016mm

Chương trình cũng đồng thời tạo ra một cấu trúc phụ trợ để hổ trợ các mô hình trong quá trình xây dựng Nó hỗ trợ hữu ích cho các tính năng của mô hình như: phần nhô ra không chân (beam); lỗ hỗng bên trong và phần vách mỏng Mổi nhà sảnxuất máy Print 3D cung cấp độc quyền phần mềm của riêng mình

Để quá trình chế tạo được tốt thì phải định hướng chế tạo Một quá trình địnhhướng chế tạo hợp lý có thể nâng cao được độ chính xác chi tiết và giảm thời gian chế tạo chi tiết do đó giảm được giá thành sản phẩm Định hướng chế tạo phụ thuộc vào mục tiêu lựa chọn, có nhiều mục tiêu như: Chiều cao chế tạo, chất lượng bề mặt, việc chế tạo các phần nâng đỡ sản phẩm, …

2.2.4 Chế tạo

Đây là giai đoạn polyme hoá nhựa hay thiêu kết vật liệu và kết quả cuối cùngmột vật thể 3D được tạo ra Tuỳ theo phương pháp gia công việc chế tạo được thựchiện với phần cứng và phần mềm với vật liệu thích hợp Nhưng quá trình chế tạovẫn tuân theo nguyên tắc gia công vật liệu theo từng lớp, lớp này kế tiếp lớp kia.Vật thể được hình thành có thể theo cách bồi đắp vật hay tách bỏ vật liệu theo lớp.Kết cấu đỡ được chế tạo trước hoặc được chế tạo cùng với chi tiết Tuỳ theo phươngpháp, sau mỗi lớp bàn đỡ được hạ xuống hoặc nâng lên để gia công lớp tiếp theo.Các chuyển động của bàn đỡ và dụng cụ đều được lập trình và điều khiển bằng máytính

2.2.5 Loại bỏ vật liệu thừa, hoàn thiện và làm sạch vật thể chế tạo

Loại bỏ vật liệu thừa: Sau khi kết thúc quá trình chế tạo, vật liệu thừa (bột thừa

trong phương pháp thiêu kết, nhựa lỏng thừa, các lớp vật liệu đã được cắt bỏ trongphương pháp LOM …) được lấy đi khỏi vùng gia công Vật thể sau khi chế tạođược lấy ra khỏi vùng gia công và được làm sạch bằng các phương pháp như phunkhí, rửa, sửa và làm sạch bằng phương pháp cơ khí

Xử lý sau chế tạo: Trong một số công nghệ tạo mẫu nhanh, vật thể sau chế tạo mới chỉ được thiêu kết hay polyme hoá một phần nên chưa đạt được các chỉ tiêu cao nhất về các tính chất cơ lý hoá… nên cần phải có các bước xử lý tiếp theo tuỳ theo phương pháp chế tạo Vật thể sau khi được tạo hình có thể được thiêu kết hoàn thiện hoặc nhúng vào nhựa hay cao su để tiến hành polyme hoá hay lưu hoá để đạt yêu

cầu đặt ra

Hoàn thiện chi tiết: Tuỳ theo mục đích sử dụng, có thể dùng nhiều mức hoàn thiện chi tiết nhằm mô hình hoá quan sát và mô hình hoá khái niệm, chỉ cần loại bỏ các chân đỡ là được Để linh hoạt và tối ưu hơn có nhiều phương pháp hoàn thiện như

bằng tay, phun các hạt có kích thước nhỏ, hay biện pháp tích hợp cả hai phươngpháp trên Các chi tiết cũng có thể được đánh bóng, sơn hay phủ kim loại

2.3 Các công nghệ tạo mẫu nhanh

2.3.1 Các công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu ở dạng lỏng

a Hoá rắn polime lỏng cảm quang

- Phương pháp này được xây dựng dựa trên hiện tượng một số loại polime lỏng bịhoá rắn dưới tác động của bức xạ điện từ: VD: như tia tử ngoại, tia laze…

- Chi tiết có thể được xây dựng bằng cách hoá rắn từng điểm hoặc hoá rắn toàn bộlớp

- Phương pháp này được áp dụng khá phổ biến

b Hoá rắn vật liệu nóng chảy

- Đây là phương pháp dựa trên việc làm chảy và hoá rắn lại vật liệu chế tạo chi tiết