Đồ án tốt nghiệp thiết kế, chế tạo khuôn ép cánh máy bay mô hình sử dụng công nghệ tái tạo và CAD CAM CNC

Công nghệ tái tạo ra đời dựa trên nhu cầu sản xuất thực tế, khi người tacần chế tạo sản phẩm theo những mẫu có sẵn mà không có bản vẽ thiết kế tươngứng hoặc là có nhưng bị mất hay không

BẢN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 2

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU 5

1.1 Đặt vấn đề 5

1.2 Mục đích của đồ án 6

1.3 Phạm vi của đồ án 6

1.4 Bố cục của đồ án 6

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN 8

2.1 Giới thiệu về công nghệ tái tạo 8

2.2 Giới thiệu về CAD/CAM/CNC 15

2.3 Giới thiệu về khuôn và công nghệ ép xốp 20

CHƯƠNG III: TÁI TẠO MÁY BAY MÔ HÌNH SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ QUÉT 3D HANDY SCAN 34

3.1 Kỹ thuật và quy trình quét mẫu bằng thiết bị quét 3D Handy Scan 34

3.2 Xử lý dữ liệu quét bằng phần mềm Geomagic Studio12 45

3.3 Xây dựng lại mô hình máy bay bằng phần mềm Rapidform 52

CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP CÁNH MÁY BAY MÔ HÌNH 63

4.1 Giới thiệu về phần mềm Unigraphics NX 63

4.2 Hoàn thiện thiết kế cánh máy bay mô hình bằng phần mềm Unigraphics70 4.3 Thiết kế hai nửa khuôn bằng phần mềm Unigraphics 71

4.4 Hoàn thiện thiết kế bộ khuôn 76

CHƯƠNG V: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ, LẬP TRÌNH GIA CÔNG KHUÔN ÉP CÁNH MÁY BAY MÔ HÌNH 83

5.1 Lập quy trình công nghệ gia công lòng khuôn 83

5.2 Lập trình gia công lòng khuôn bằng phần mềm Unigraphics 99

5.3 Gia công lòng khuôn trên máy CNC 3 trục 112

KẾT LUẬN 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO 121

PHỤ LỤC 122

BẢN DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

- CAD: Computer Aided Design (Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính)

- CAE: Computer Aided Engineering (Phân tích kỹ thuật có sự trợ giúp củamáy tính)

- CAM: Computer Aided Manufacturing (Sản xuất có sự trợ giúp của máytính)

- CAPP: Computer Aided Process Planning (Chuẩn bị công nghệ có sự trợgiúp của máy tính)

- CNC: Computer Numerical Control (Điều khiển số bằng máy tính)

- EPS: Expanded Polystyrene

- RE: Reverse Engineering (Thiết kế ngược)

- RP: Rapid Prototyping (Tạo mẫu nhanh)

LỜI NÓI ĐẦU

Cơ – Điện tử là một kỹ thuật liên ngành sinh ra do sự tích hợp hữu cơgiữa kỹ thuật cơ khí, điện tử, khoa học máy tính và công nghệ thông tin, dùng đểchế tạo những sản phẩm thông minh Do vậy Cơ – Điện tử là ngành có vị tríquan trọng trong nền kinh tế, là cơ sở của quá trình công nghiệp hóa hiện đạihóa đất nước

Trong một khóa đào tạo kỹ sư Cơ – Điện tử, quá trình làm đề tài đồ án tốtnghiệp có ý nghĩa vô cùng quan trọng đối với một sinh viên chuyên ngành Cơ –Điện tử Đồ án tốt nghiệp giúp sinh viên có thể tổng hợp được các kiến thứcchung về cơ khí, về điện tử… đã tích lũy được từ các năm học trước Đồng thờihiểu sâu sắc hơn về sự tích hợp của hệ cơ điện tử Vận dụng những kiến thức đãđược học đi vào thực tế, vận dụng vào thực tiễn để tạo ra các sản phẩm thực.Không những thế trong quá trình làm đề tài đồ án tốt nghiệp còn giúp cho sinhviên rút ra được những kinh nghiệm, kỹ năng làm việc có kế hoạch… Đó làhành trang thiết thực cho mỗi sinh viên chuẩn bị rời ghế nhà trường

Hiện nay, nhu cầu về khuôn mẫu là vô cùng lớn không chỉ ở trong nước

mà trên toàn thế giới Do đó ngành khuôn mẫu trong nước phải không ngừng đổimới, cải tiến công nghệ, từng bước công nghiệp hóa hiện đại hóa đáp ứng nhucầu trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài Trước xu thế hội nhập toàn cầu, nhucầu sử dụng về sản phẩm là rất lớn, đòi hỏi ngành khuôn mẫu phải không ngừngphát triển, luôn luôn tạo ra những sản phẩm mới với sự đa dạng về mẫu mã,chủng loại để đáp ứng mọi nhu cầu của người tiêu dùng trên khắp các vùngmiền

Với những mục tiêu đó em đã chọn đề tài: “Thiết kế, chế tạo khuôn ép cánh máy bay mô hình sử dụng công nghệ tái tạo và CAD/CAM/CNC” với đối tượng thiết kế, chế tạo là “khuôn ép xốp” làm đồ án tốt nghiệp

Trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp, mặc dù hết sức cố gắng nhưng

do hạn chế về kiến thức và thiết bị nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót Em rất

mong nhận được sự góp ý, bổ sung, đóng góp ý kiến của thầy giáo và bạn đọc để

đồ án hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn các thầy trong khoa Hàngkhông vũ trụ cùng thầy giáo TS.Tăng Quốc Nam và thầy giáo KS.Phùng VănBình đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo, tạo điều kiện để em có thể hoàn thành đồ án

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 17 tháng 9 năm 2012

Học viên thực hiện

Hỏa Thiên Thanh

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU1.1 Đặt vấn đề

Trên thế giới, cuộc cách mạng về máy tính điện tử đã có tác động lớn vàonền sản xuất công nghiệp Đặc biệt, trong ngành cơ khí chế tạo hiện đại, côngnghệ thông tin đã được ứng dụng rộng rãi, để nhanh chóng chuyển đổi các quátrình sản xuất theo kiểu truyền thống sang sản xuất công nghệ cao, nhờ đó giaiđoạn thiết kế và chế tạo khuôn mẫu từng bước được tự động hóa

Công nghệ tái tạo ra đời dựa trên nhu cầu sản xuất thực tế, khi người tacần chế tạo sản phẩm theo những mẫu có sẵn mà không có bản vẽ thiết kế tươngứng hoặc là có nhưng bị mất hay không còn nguyên vẹn như: các chi tiết là đồ

cổ vật, những chi tiết đã ngừng sản xuất từ lâu, những chi tiết không rõ xuất xứ,những phù điêu, bộ phận cơ thể con người… Ngày nay người ta thường sử dụngmáy quét để số hoá chi tiết, sau đó sử dụng các phần mềm chuyên dụng để xử lý

dữ liệu số hoá, cuối cùng sẽ tạo ra được mô hình CAD 3D cho các chi tiết với độchính xác cao so với mẫu ban đầu

CAD/CAM/CNC đang là chủ đề nghiên cứu, ứng dụng rộng khắp vớinhiều thế mạnh nổi bật trong ngành công nghiệp ô tô, công nghiệp hàng không

vũ trụ… Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, những yêu cầu cấpbách về các loại khuôn để đáp ứng nhu cầu của thị trường về chủng loại, mẫu

mã sản phẩm ngày càng tăng Đa số các sản phẩm khuôn có những yêu cầu cao

về mặt công nghệ và kỹ thuật để sản xuất các linh kiện và thiết bị như máy giặt,

tủ lạnh, xe máy, ô tô…

Với việc ứng dụng CAD/CAM đã cho phép rút ngắn quy trình thiết kế,chế tạo khuôn, cho phép thay đổi mẫu mã, sản phẩm một cách nhanh chóng vàlinh hoạt, có thể sản xuất được những loại khuôn có độ phức tạp cao với tínhnăng tối ưu Hiện nay, nhu cầu về khuôn là vô cùng lớn không chỉ ở trong nước

mà trên toàn thế giới Do đó ngành khuôn trong nước phải không ngừng đổimới, cải tiến công nghệ, từng bước công nghiệp hóa hiện đại hóa đáp ứng nhu

cầu trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài Trước xu thế hội nhập toàn cầu, vớinhững yêu cầu ngày càng cao, đòi hỏi ngành khuôn mẫu phải không ngừng pháttriển để tạo ra những sản phẩm mới, với sự đa dạng về chủng loại và chất lượngngày càng cao đáp ứng mọi nhu cầu của người tiêu dùng trên khắp các vùngmiền với các nền văn hóa khác nhau.

Từ những yêu cầu thực tế em được giao thực hiện đồ án: “Thiết kế, chế tạo khuôn ép cánh máy bay mô hình sử dụng công nghệ tái tạo và CAD/CAM/CNC”

1.2 Mục đích của đồ án

Mục tiêu của đồ án bao gồm:

- Tìm hiểu tổng quan về công nghệ thiết kế ngược, CAD/CAM/CNC,khuôn ép xốp và công nghệ ép xốp

- Ứng dụng công nghệ quét 3D HandyScan và các phần mềm Geomagic,Rapidform để xây dựng lại mô hình máy bay

- Ứng dụng phần mềm Unigraphics để thiết kế và lập trình gia công khuôn

ép cánh máy bay mô hình

1.3 Phạm vi của đồ án

Trong khuôn khổ đồ án, tập trung giải quyết một số nội dung sau:

- Giới thiệu tổng quan về công nghệ thiết kế ngược, CAD/CAM/CNC,khuôn ép xốp và công nghệ ép xốp

- Xây dựng lại mô hình máy bay bằng phần mềm Geomagic, Rapidform

- Thiết kế và lập trình gia công khuôn ép cánh máy bay mô hình bằng phầnmềm Unigraphics

- Chế tạo khuôn ép cánh máy bay mô hình trên máy CNC

1.4 Bố cục của đồ án

Bản thuyết minh đồ án được chia thành 5 chương:

Chương 1: Giới thiệu.

Chương 2: Tổng quan

Chương 4: Thiết kế khuôn ép cánh máy bay mô hình.

Chương 5: Lập quy trình công nghệ, lập trình gia công khuôn ép cánh

máy bay mô hình

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN2.1 Giới thiệu về công nghệ tái tạo

2.1.1 Khái niệm

Trong lĩnh vực sản xuất, thông thường để chế tạo ra một sản phẩm, ngườithiết kế đưa ra những ý tưởng về sản phẩm đó, phác thảo sản phẩm, tiếp theo làquá trình tính toán thiết kế, chế thử, rồi kiểm nghiệm, hoàn thiện thiết kế để đưa

ra phương pháp tối ưu, cuối cùng mới là công đoạn sản xuất ra sản phẩm Đâychính là chu trình sản xuất truyền thống, là công nghệ thiết kế thuận Trong vàichục năm trở lại đây với sự phát triển vượt bậc về công nghệ, xuất hiện một dạngsản xuất theo một chu trình mới, đi ngược với sản xuất truyền thống, đó làphương pháp chế tạo ra sản phẩm theo hoặc dựa trên một sản phẩm có sẵn Quy

trình này được gọi là công nghệ thiết kế ngược (Reverse Engineering) hay công

nghệ tái tạo

Công nghệ tái tạo ra đời dựa trên nhu cầu sản xuất thực tế, khi người tacần chế tạo sản phẩm theo những mẫu có sẵn mà không có thiết kế tương ứnghoặc là có nhưng bị mất hay không còn nguyên vẹn như: các chi tiết là đồ cổvật, những chi tiết đã ngừng sản xuất từ lâu, những chi tiết không rõ xuất xứ,những phù điêu, bộ phận cơ thể con người… Để tạo được mẫu của những sảnphẩm này trước đây người ta cần phải đo đạc rồi vẽ phác lại hoặc là dựng sáp,thạch cao để in mẫu rất phức tạp Các phương pháp này thường cho độ chínhxác không cao, tốn nhiều thời gian và công sức, đặc biệt là với những chi tiếtphức tạp như là huy hiệu, logo, các khảo cổ vật Để khắc phục vấn đề này, ngàynay người ta sử dụng máy quét để số hoá hình dáng của chi tiết, sau đó sử dụngcác phần mềm chuyên dụng để xử lý dữ liệu số hoá, cuối cùng sẽ tạo ra được môhình CAD 3D cho các chi tiết với độ chính xác cao so với mẫu ban đầu

Trên một phạm vi rộng hơn, công nghệ tái tạo được định nghĩa là hoạtđộng bao gồm các bước phân tích để lấy các thông tin về một sản phẩm đã cósẵn (bao gồm thông tin về chức năng các bộ phận, đặc điểm về kết cấu hình học,

tiết hoặc phát triển thành sản phẩm mới, sử dụng các công cụ CAD/CAM/CAE

để tối ưu thiết kế, cuối cùng là áp dụng CAPP/RP/CNC để chế tạo sản phẩm.Công nghệ tái tạo đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hóa học,điện tử, xây dựng, cơ khí, y học, nghệ thuật…

Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, công nghệ tái tạo được định nghĩa là hoạtđộng tạo ra sản phẩm từ các mẫu sản phẩm cho trước mà không có bản vẽ thiết

kế hoặc có nhưng đã bị mất hay không rõ ràng Sản phẩm mới được tạo ra trên

cơ sở khôi phục nguyên vẹn hoặc phát triển lên từ chi tiết ban đầu đó

Hình 2.1 Hình ảnh quét mẫu chi tiết

Từ khi ra đời vào những năm 90 của thế kỷ trước, công nghệ tái tạo đãđược nghiên cứu, áp dụng trong nhiều lĩnh vực để phát triển nhanh sản phẩm,đặc biệt là thiết kế trong lĩnh vực mô hình hoá 3D từ mô hình đã có sẵn nhờ sựtrợ giúp của máy tính Công nghệ tái tạo ngày càng phát triển theo sự phát triểncủa công nghệ thông tin và các kỹ thuật chụp ảnh 3D Nó luôn được quan tâm

và cũng liên tục được cải tiến để đáp ứng nhu cầu của xã hội trên nhiều lĩnh vựcsản xuất Công nghệ tái tạo trở thành một bộ phận vô cùng quan trọng của sảnxuất hiện đại Hiện nay, đã có nhiều công ty của nhiều quốc gia ứng dụng hiệuquả và rất thành công công nghệ này Nhiều loại sản phẩm như xe máy, ôtô,

máy móc và hàng loạt đồ gia dụng, đồ chơi… đã được sao chép các mẫu có sẵntrên thị trường của các hãng nổi tiếng một cách nhanh chóng và chính xác.

2.1.2 Quy trình công nghệ tái tạo

Với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ hiện đại, quá trình sảnxuất ngày càng được chuyên môn hóa cao, việc chế tạo ra một loại sản phẩmđược chia tách thành nhiều công đoạn riêng biệt nhưng có quan hệ mật thiết vớinhau theo một tiêu chuẩn chung, thống nhất hợp thành quy trình sản xuất Tuy

có nhiều cải tiến mới song quy trình sản xuất hiện nay nhìn chung đều được biểuhiện bằng 2 sơ đồ (hình 2.2)

Trong quy trình thiết kế thuận, xuất phát từ ý tưởng thiết kế (của ngườithiết kế hoặc của khách hàng mô tả sản phẩm), người thiết kế phác thảo sơ bộsản phẩm bản vẽ CAD Bản vẽ phác thảo này sẽ được tính toán, phân tích, kiểmtra các thông số kỹ thuật, tính công nghệ (dữ liệu được chuyển từ CAD sangCAE) Sau đó mô hình sẽ được tối ưu hóa xuất ra bản vẽ thiết kế (bản vẽ CAD)hoàn chỉnh tiếp theo qua các bước chuẩn bị công nghệ, lập trình gia công(CAM), mô phỏng và chế tạo thử sản phẩm bằng phương pháp tạo mẫu nhanh(RP) hoặc trên các máy CNC Một sản phẩm chế thử này sẽ được đem đi kiểmtra thực tế xem có thỏa mãn các yêu cầu đặt ra hay không Nếu không đạt thì sẽquay về chỉnh sửa lại từ bản vẽ phác thảo Tiếp tục lặp lại quá trình trên tới khisản phẩm đạt yêu cầu thì mới đưa vài sản xuất đại trà

Trong quy trình thiết kế ngược lại làm ngược lại Xuất phát điểm từ mộtmẫu sản phẩm thực tế Sản phẩm này được số hóa và xử lý bằng các thiết bị vàphần mềm chuyên dụng để đưa ra mô hình CAD cụ thể Sau khi có được môhình CAD cho sản phẩm rồi thì các công đoạn tiếp theo cũng giống như chutrình sản xuất thuận qua các bước tính toán, phân tích, tối ưu hóa trên các phầnmềm CAE/CAM, chuẩn bị công nghệ (CAPP), gia công tạo mẫu nhanh hoặc lậptrình gia công trên các máy CNC hay các máy công cụ khác, kiểm tra thực tếcuối cùng mới đưa vào sản xuất đại trà

Hình 2.2 Quy trình thiết kế thuận và ngược

2.1.3 Đặc điểm công nghệ tái tạo

 Ưu điểm

- Kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng cách so sánh mô hình CAD với sản

phẩm, từ đó điều chỉnh mô hình hoặc các thông số công nghệ tạo ra sảnphẩm theo yêu cầu

- Mô hình CAD được sử dụng như là mô hình trung gian trong quá trình

thiết kế bằng cách tạo sản phẩm bằng tay trên đất sét, thạch cao, sáp…rồiquét hình để tạo mô hình CAD Từ mô hình CAD này người ta sẽ chỉnhsửa theo ý muốn

- Giảm bớt thời gian chế tạo dẫn tới năng suất cao.

- Chế tạo được theo nguyên mẫu mà không cần bản thiết kế.

 Nhược điểm

- Cần có công nghệ hiện đại là các máy quét hình.

2.1.4 Ứng dụng của công nghệ tái tạo trong một số lĩnh vực

 Trong lĩnh vực nghệ thuật

Hình 2.3 Công nghệ tái tạo tạo mô hình CAD cho tác phẩm nghệ thuật

Trong lĩnh vực này công nghệ tái tạo được thể hiện ở việc sao chép hoặcphân tích các đặc điểm trên hình ảnh của các nhà hội họa, điêu khắc Thôngthường với các chi tiết yêu cầu cao về tính thẩm mỹ, sản phẩm được mô hìnhhóa bởi các nhà kỹ thuật trên các chất liệu như đất sét, chất dẻo, gỗ… Tuy nhiêncác tác phẩm hay các kiệt tác nghệ thuật chỉ là kết quả của một vài nhà nghệthuật, nhà thiết kế nào đó, trong khi đó bất kể người yêu nghệ thuật nào cũngđều muốn có nó, cũng đều muốn thưởng thức chúng Nhu cầu thị trường đòi hỏimột lượng lớn sản phẩm, đặc biệt là sản phẩm của một số nhà thiết kế mà tácphẩm của họ được khẳng định trên thị trường Để đáp ứng được yêu cầu đó cần

có được bản vẽ CAD của sản phẩm mong muốn Điều này chỉ có thể thực hiệnđược bằng công nghệ tái tạo Với các thiết bị hiện đại và sự trợ giúp của máytính hoàn toàn có thể xây dựng được các dữ liệu CAD giống hệt mô hình thật docác nhà mỹ thuật, nhà điêu khắc tạo ra với độ chính xác cho phép

Công nghệ tái tạo có vai trò rất lớn trong cải tiến mẫu mã sản phẩm Đôikhi yêu cầu về thời gian không cho phép chế tạo một mẫu mã mới từ khâu phácthảo thiết kế tới tính toán, tối ưu, chế thử kiểm tra kiểm nghiệm mới đưa vào sảnxuất vì quá trình trên tốn rất nhiều thời gian, công sức Do vậy cần phải biết kếthừa các mẫu sản phẩm đã được tối ưu, đạt các tiêu chuẩn đã được kiểm tra, trên

cơ sở đó thiết kế lại phù hợp với yêu cầu mới để có được một mẫu mã mới Nhưvậy sẽ giảm được thời gian thiết kế, rút ngắn thời gian đưa sản phẩm vào thịtrường tức là giảm thời gian của chu trình sản xuất Với nhu cầu của thị trườngthay đổi liên tục như hiện nay thì nhà sản xuất nào sớm đưa ra được mẫu mã mới

sẽ chiếm được thị phần và giành được lợi nhuận cao nhất

Công nghệ tái tạo còn được sử dụng khi cần thay thế một chi tiết, bộ phận

mà nhà sản xuất không còn cung cấp, do đó phải chế tạo lại chúng mà không hề

có bản vẽ thiết kế Hay khi muốn sản xuất theo mẫu mã mới tối ưu trên thị trường

mà nhà thiết kế ra chúng làm mất, làm hỏng, hoặc không muốn cung cấp tài liệuthiết kế

Trong ngành công nghiệp ôtô, công nghệ tái tạo là chiều khóa dẫn đến sựthành công của các hãng sản xuất xe hơi Để đáp ứng được thị hiếu của kháchhàng các doanh nghiệp sản xuất ôtô sử dụng nhiều phương pháp để vừa bảo đảmchất lượng vừa rút ngắn được thời gian sản xuất Trong một chiếc ôtô sử dụngrất nhiều những chi tiết có bề mặt phức tạp mà không thể đo, vẽ lại bằng cácdụng cụ thông thường Công nghệ tái tạo khắc phục những khó khăn đó giúpxây dựng lại mô hình CAD cho chi tiết đồng thời kiểm tra, đánh giá chất lượngsản phẩm

Hình 2.4 Ứng dụng RE trong ngành công nghiệp ô tô

Trong lĩnh vực thời trang, công nghệ tái tạo trợ giúp đắc lực cho các nhàthiết kế tạo các mẫu trang phục theo hình dáng kích thước con người Ví dụ tạo

ra được các mẫu giầy mới dựa trên những mẫu giầy đã có hoặc tạo ra nhữngmẫu giầy vừa khít với size (kích cỡ) của người dùng

Hình 2.5 Ứng dụng trong thời trang

 Trong khảo cổ học

Công nghệ tái tạo cho phép khôi phục hình dạng của các sinh vật thời tiền

sử dựa trên các hóa thạch cổ thu được trong đất, đá hay trong băng mà không hềlàm tổn hại hay phá hoại mẫu hóa thạch đó Công nghệ tái tạo còn cho phép

Hình 2.7 Ghép mảnh xương đầu nhân tạo

2.2 Giới thiệu về CAD/CAM/CNC

2.2.1 Lịch sử phát triển của CAD/CAM/CAE

CAD (Computer-Aided Design) – Thiết kế kỹ thuật có sự trợ giúp của máy tính CAD còn được định nghĩa là Computer-Aided Drafting – Công cụ trợ

giúp vẽ trên máy tính Khi mới ra đời, vào khoảng những năm 1960, CAD xuất

hiện với tư cách là công cụ vẽ (Drafting Tool) và được coi là cây bút chì điện tử.

Cho đến những năm 80 của thế kỷ trước, vẽ vẫn là chức năng cơ bản của cácphần mềm CAD Các công cụ vẽ không ngừng cải tiến, được bổ sung thêm cáctiện ích, khiến cho công việc vẽ được tiến hành nhanh chóng hơn, chính xác hơn

và giúp cho việc quản lý, trao đổi tài liệu thiết kế được dễ dàng hơn CAD đã trởthành một trợ thủ không thể thiếu của các nhà thiết kế Ngày nay CAD mang

nghĩa là “Computer-Aided Design” – thiết kế có sự trợ giúp của máy tính.

CAE (Computer-Aided Engineering) – Phân tích kỹ thuật có sự trợ giúp

của máy tính Có thể nói CAE chính là bước phát triển tiếp theo của CAD Theothời gian, CAD ngày càng được tích hợp thêm các chức năng mới Với các tínhnăng đồ họa đặc trưng của mình, CAD trở thành môi trường phát triển các công

cụ tính toán, phân tích, sản xuất (như các tính toán động học, động lực học cơcấu; tính toán khí động, nhiệt…) Nói cách khác, nhờ các chức năng này màCAE đã trở thành công cụ tuyệt vời không chỉ giành cho các nhà thiết kế mà cảcác nhà kinh doanh, quản lý, nghệ thuật, quân sự… Giới kỹ thuật ngày nay đã

quen với các thuật ngữ CAE (Computer-Aided Engineering).

CAM (Computer-Aided Manufacturing) – Sản xuất có sự trợ giúp của

máy tính Để tận dụng môi trường đồ họa hấp dẫn của CAD, hiện nay phần lớncác hệ CAD hiện đại đều có chức năng CAM và trở thành các hệ CAD/CAM.Chức năng CAM được hình thành trong CAD theo hướng các nhà sản xuất sẽ bổsung thêm chức năng CAM vào sản phẩm CAD của mình để tạo ra các phầnmềm CAD/CAM thống nhất như Pro/Engineer, Unigraphics NX, Cimatron,CATIA hoặc phát triển trên nền các phần mềm CAD của hãng khác để tạo ra các

tổ hợp CAD/CAM lại như EdgeCAM for Mechanical Desktop, EdgeCAM forInventor tốt hơn nhiều so với phần mềm EdgeCAM chính gốc của họ

Dù bằng cách này hay cách khác thì các chức năng CAM và CAE cũngđược phát triển trên nền CAD Nếu không phân biệt các chức năng CAD, CAM,CAE do hãng phần mềm nào tạo ra (đối với người dùng thì điều đó không quantrọng) thì có thể quan niệm rằng CAM và CAE là sự phát triển tiếp theo của

hợp thêm các chức năng CAM và CAE.

2.2.2 Vai trò, mối quan hệ CAD/CAM/CAE trong thiết kế và sản xuất

Hiện nay, sản xuất ngày càng được chuyên môn hóa, tức là chế tạo sảnphẩm được tách ra thành các công đoạn riêng biệt nhưng có quan hệ chặt chẽvới nhau tạo thành một quy trình sản xuất

Hình 2.8 Các bước của quá trình thiết kế và khả năng trợ giúp của máy tính

Trong quy trình thiết kế, từ nhu cầu của trị trường mà nhà thiết kế có các

ý tưởng (ý tưởng này cũng là của khách hàng đặt) mà người thiết kế sẽ thiết kế

sơ bộ, tức là phác thảo ra chi tiết trên bản vẽ nháp (bản vẽ CAD) Bản vẽ phácthảo sẽ được tính toán, phân tích kiểm tra các thông số kỹ thuật (dữ liệu chuyển

từ phần mềm CAD sang CAE) Sau đó mô hình được tối ưu hóa, lập trình giacông CAM đến công đoạn gia công thử Giai đoạn này có thể thực hiện trên cáccông cụ điều khiển số hoặc các máy tạo mẫu nhanh Kết quả gia công thử nếu

sản phẩm đạt yêu cầu sẽ được đưa vào sản xuất với số lượng nhất định, còn nếukhông đạt yêu cầu thì sẽ quay về chỉnh sửa từ công đoạn bản vẽ phác thảo vàquy trình tiếp tục cho đến khi đạt yêu cầu.

2.2.3 CNC (Computer Numerical Control)

Chiếc máy NC đầu tiên được phát triển cuối thập niên 40 đầu thập niên 50

ở phòng thí nghiệm Servomechanism của MIT Tuy nhiên phải khoảng giữathập kỷ 60, máy NC mới được sản xuất và sử dụng trong công nghiệp Các bộđiều khiển số đầu tiên dùng đèn điện tử nên tốc độ xử lý chậm, cồng kềnh vàtiêu tốn nhiều năng lượng Việc sử dụng chúng cũng khó khăn vì chương trìnhđược chứa trong băng và bìa đục lỗ, khó hiểu và không sửa chữa được Giao tiếpgiữa người và máy rất khó khăn vì không có màn hình, bàn phím Sau khi cáclinh kiện bán dẫn được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thì máy NC gọnhơn, tốc độ xử lý cao hơn, tiêu tốn ít năng lượng hơn… Các băng đục lỗ sau nàyđược thay bằng băng hoặc đĩa từ nhưng nói chung tính năng sử dụng của cácmáy NC vẫn chưa được cải thiện là bao cho đến khi máy tính được ứng dụngvào Với sự xuất hiện của máy tính đã làm nên cuộc cách mạng trong kỹ thuậtđiều khiển số máy công cụ Công nghệ máy tính đã cho phép tạo ra các bộ điềukhiển khả trình, có thể thực hiện nhiều chức năng điều khiển sản xuất khác nhautrong các hệ thống Các bộ điều khiển số trên máy công cụ được tích hợp máytính tạo nên thuật ngữ CNC và được sử dụng từ đầu thập kỷ 70 Ngày nay tất cảcác bộ điều khiển NC đều sử dụng máy tính nên thuật ngữ CNC đã thay thếthuật ngữ NC thông thường

Việc gia tăng tự động hóa trong quá trình sản xuất với máy CNC tạo nên

sự phát triển đáng kể về độ chính xác và chất lượng Kỹ thuật tự động hóa củaCNC giảm thiểu các sai sót và giúp người thao tác có thời gian cho các côngviệc khác Ngoài ra, nó còn cho phép linh hoạt trong các thao tác sản phẩm vàthời gian cần thiết cho thay đổi máy móc để sản xuất các linh kiện khác CNCthực sự đã tạo ra cuộc cách mạng trong ngành công nghiệp cơ khí chế tạo, cácsản phẩm được chế tạo ra ngày càng chính xác hơn Với sự phát triển không

đời ngày càng nhiều loại máy CNC từ máy phay, máy tiện cho đến máy xung,máy cắt dây… Với mỗi loại máy lại phân ra nhiều chủng loại máy khác nhaunhư máy phay CNC 3 trục, 5 trục, 6 trục, máy tiện CNC từ 2 trục đến 4 trục,máy cắt dây CNC 2 trục đến 4 trục.

Hiện nay, CAD/CAM là một phương pháp tạo ra chương trình điều khiểncho máy CNC hiệu quả nhất, đặc biệt khi gia công các sản phẩm phức tạp vềhình dáng hình học và phức tạp về công nghệ

Thông thường đi kèm với các máy CNC (thậm chí cả hệ thống sản xuất tựđộng) là một hệ thống CAD/CAM đi kèm

Sản phẩm được thiết kế và tính toán phân tích trên module CAD, sau đóCAM lựa chọn dao cụ (Tooling), tính toán đường chạy dao (Toolpath) và thông

số công nghệ (Feedrate)… sinh ra chương trình NC hoàn chỉnh và kết nối vớiCNC

 Lợi ích của CNC trong chế tạo khuôn mẫu

Máy công cụ CNC là bước phát triển lớn trong lĩnh vực tự động hóangành chế tạo máy, nó tạo ra những khả năng đặc biệt và có những ưu điểmvượt trội so với máy công cụ vạn năng thông thường Máy cho phép cắt với tốc

độ cao, chính xác, linh hoạt, giảm thời gian phụ tới mức tối đa do tính năng tựđộng, vì vậy máy CNC đạt năng xuất rất cao Chính vì vậy nó giữ một vai trò vôcùng quan trọng trong sản xuất công nghiệp

Trước đây, khuôn mẫu phức tạp thường được chia thành những phần nhỏ,đơn giản rồi được ghép nối lại với nhau thành chi tiết hoàn chỉnh bằng phươngpháp hàn, tán Việc gia công này không đảm bảo độ chính xác cao, chi phí tốnkém Sau này nhờ công nghệ chép hình có thể gia công được những chi tiết phứctạp hơn Tuy vậy, việc gia công này vẫn còn nhiều nhược điểm như năng xuấtthấp và khó đảm bảo độ chính xác cao Vì vậy, việc áp dụng điều khiển số vàomáy công cụ là một bước tiến nhảy vọt về công nghệ gia công Nó đảm bảo độchính xác cao, có thể gia công được các chi tiết phức tạp

2.3 Giới thiệu về khuôn và công nghệ ép xốp

2.3.1 Giới thiệu về khuôn

a Khái niệm

Khuôn mẫu là một dụng cụ để định hình một sản phẩm dựa trên cácphương pháp gia công cụ thể như: rèn, dập, đúc, cán… được thiết kế sao cho cóthể sử dụng với một số lượng chu trình yêu cầu

Kích thước và kết cấu của khuôn phụ thuộc vào kích thước và hình dángcủa sản phẩm Số lượng sản phẩm yêu cầu cũng là một yếu tố rất quan trọng.Những yêu cầu bổ sung này có ảnh hưởng rất lớn đến khuôn và giá thành củasản phẩm

 Khuôn cho sản phẩm nhựa

Hầu hết các công việc cơ bản đều do con người trực tiếp thực hiện:

- Thu thập thông tin sản phẩm

- Phác họa ý tưởng – phân tích, lựa chọn ý tưởng phù hợp

- Thiết kế tổng thể, sau đó thiết kế cho sản phẩm

- Chế tạo thử: bằng vật liệu đơn giản hoặc vật liệu thực

- Thiết kế chế tạo khuôn (mặt phân khuôn, lòng khuôn, các dụng cụ khác)

- Chế tạo thử: phân tích và đánh giá mẫu, sửa chữa thiết kế Thiết kế đượcsửa chữa lại đưa vào quá trình chế tạo thử… Quá trình như vậy nhằm chếtạo ra sản phẩm phù hợp nhất với yêu cầu của chi tiết

- Chế tạo thật phục vụ cho gia công sản phẩm, chi tiết thật

Đặc điểm:

- Hầu hết các giai đoạn đều do con người trực tiếp thực hiện

- Quá trình thiết kế, chế thử kéo dài, khó đạt được phương án thiết kế tối

ưu, phải sử dụng nhiều thiết bị, năng suất thấp

- Độ chính xác thiết kế và chế tạo thấp, khó đạt độ chính xác cao

b Công nghệ gia công trên CNC

Quá trình thiết kế, chế tạo với công nghệ cao thực chất là dùng máy tính

để trợ giúp con người trong hầu hết các bước (giai đoạn) quan trọng của quátrình thiết kế, chế tạo sản phẩm

Với việc sử dụng các công cụ trợ giúp máy tính cùng các phần mềmchuyên dụng như CAD/CAM/CNC, khắc phục được các nhược điểm của quátrình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống, hỗ trợ ngườithiết kế rất lớn trong thiết kế, chế tạo khuôn mẫu cũng như chi tiết sản phẩm,giúp tiết kiệm thời gian, năng lượng, đảm bảo năng suất cao

Ưu điểm của công nghệ gia công trên CNC là:

- Nâng cao năng suất

- Độ chính xác và độ chính xác lặp lại cao

- Hạ giá thành sản xuất

- Giảm giá thành điều hành sản xuất

c Các phần mềm dùng trong thiết kế khuôn

Một số phần mềm CAD/CAM phổ biến dùng trong cơ khí chế tạo và sảnxuất công nghiệp:

- AUTOCAD: dùng cho thiết kế cơ khí, xây dựng, kiến trúc, điện tử

- SOLIDWORK: mạnh trong thiết kế và tính toán cơ khí chế tạo

- CIMATRON: tích hợp liên hoàn CAD/CAM/CNC cho cơ khí chế tạo

- MASTERCAM: tích hợp liên hoàn CAD/CAM/CNC cho thiết kế cơ khíchế tạo

- DENFORD: giải pháp CAD/CAM/CNC trọn gói

- PRO/ENGINEER: phần mềm CAD/CAM/CAE tích hợp, cùng với chứcnăng trợ giúp thiết kế, phân tích kỹ thuật.

- CATIA: phần mềm chuyên thiết kế sản phẩm, mô hình 3D tích hợp CAD/CAM/CAE

- UNIGRAPHICS: phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE, rất mạnh trongthiết kế, tính toán chế tạo cơ khí trong đó có thiết kế khuôn mẫu

d Quá trình thiết kế khuôn ép xốp

Quá trình thiết kế khuôn ép xốp định hình bao gồm các bước sau:

- Bước 1: Thiết kế chi tiết

- Bước 2: Tìm hiểu số liệu về máy ép xốp: cần chú ý các thông số về kích

thước bệ khuôn tối đa và tối thiểu, khoảng mở khuôn lớn nhất và nhỏnhất, kích thước đầu phun nước, khí nén, áp suất hơi nước…

- Bước 3: Tính toán độ co ngót của vật liệu (Shrinkage), phân tích CAE.

Trong thực tế khi làm nguội sản phẩm sẽ phát sinh sự co ngót dẫn đến sailệch kích thước của sản phẩm ở nhiệt độ thường gọi là sự co ngót

Công thức tính hệ số co ngót:

-D M D

 Trong đó: D – kích thước của khuôn

M – kích thước của sản phẩm ở nhiệt độ thường

- Bước 4: Tính toán lựa chọn mặt phân khuôn (Patching surface)

- Bước 5: Thiết kế lõi khuôn và lòng khuôn (Core và Cavity)

- Bước 6: Tạo bộ khuôn hoàn chỉnh: Thiết kế kênh dẫn (Runner), các tấm

khuôn (Mold Plate), hệ thống định vị, hệ thống đẩy (Injection), hệ thốnglàm nguội (Cooling)

- Bước 7: Lập trình gia công lòng khuôn và lõi khuôn.

- Bước 8: Tổng hợp, lập bản vẽ thiết kế.

2.3.2 Công nghệ ép xốp

a Giới thiệu về xốp

(EPS), dạng hạt có chứa chất khí Bentan (C5H12) dễ cháy.

Mốp xốp – nhựa EPS là sản phẩm phục vụ trong nhiều lĩnh vực khácnhau, có tính chất nhẹ, cách âm, cách nhiệt, chống nóng, giảm ồn, độ bền va đậpcao

Expanded Polystyrene (EPS) là một loại nhựa cứng có lỗ hổng dạng tổong được tìm thấy trong nhiều hình dạng và các ứng dụng khác nhau Nó đượcdùng làm hộp thực phẩm, đóng gói đồ điện và làm tấm cách nhiệt trong xâydựng

EPS được chiết xuất từ dầu thô như trong sơ đồ hình 2.10

Hình 2.10 Nguồn gốc của EPS (trích trang 2 [6])

b Quá trình sản xuất sản phẩm xốp

Việc chuyển đổi của EPS thành sản phẩm được thực hiện qua ba giai đoạnnhư hình 2.11:

Hình 2.11 Quá trình sản xuất xốp (trích trang 3[6])

Giai đoạn 1: Giai đoạn kích nở trước

Các nguyên liệu thô được làm nóng trong các máy chuyển dụng (pre –expanders machine) với hơi nước ở nhiệt độ từ 80-100°C Tỷ trọng của nguyênliệu này giảm từ 630kg/m3 đến khoảng 10 - 35kg/m3 Ở giai đoạn kích nở trướcnày, hạt nguyên liệu thô chuyển biến thành hạt nhựa rỗ có các khoang nhỏ kíngiữ không khí bên trong

Giai đoạn 2: Giai đoạn ủ trung gian và ổn định

Khi làm mát, các vùng chân không bên trong cấu trúc hạt xốp vừa kích nở

sẽ được bù bởi sự khuếch tán không khí Quá trình này gọi là quá trình ủ trunggian của vật liệu trong buồng ủ (Silo) Các hạt xốp được sấy khô ở cùng một

khả năng giãn nở - rất quan trọng trong giai đoạn biến đổi tiếp theo.

Giai đoạn 3: Giãn nở và đúc trong khuôn

Trong giai đoạn này, các hạt xốp sau khi ủ sẽ được đổ vào khuôn và nó bịhơi nước ở nhiệt độ cao làm cho nở ra, kết dính với nhau Bằng cách này có thểđúc được các khối xốp rất lớn trong khuôn (block molding) sau đó được cắtthành các hình dạng cần thiết như bảng, tấm, khối trụ… hoặc đúc được các sảnphẩm có hình dạng phức tạp (shape molding)

Sản phẩm Mốp xốp – nhựa EPS định hình từ hạt được kích nở nên trongthể tích 1m3 chứa từ 3.000.000 đến 6.000.000 hạt nhỏ kết dính dạng tổ ong kínmạch, trong mỗi tế bào hạt nhỏ sau khi nở chứa bên trong 98% là không khí, làsản phẩm có ưu điểm về tính năng bảo ôn, cách âm, cách nhiệt

Hình 2.12 Hình ảnh của hạt xốp

Để sản xuất ra một sản phẩm xốp cần phải thực hiện theo các giai đoạntrên, trong mỗi giai đoạn cần phải có các thiết bị đặc thù:

1 Máy kích nở hạt EPS nguyên sinh

Máy thực hiện toàn bộ chu trình sản xuất tự động: nhận nguyên liệu, kích

nở hạt, sấy khô, sàng và vận chuyển tới Silo

Hình 2.13 Hệ thống kích nở hạt EPS nguyên sinh

2 Tháp ủ chứa hạt sau kích nở (Silo tower)

Hình 2.14 Tháp Silo

3 Máy đúc xốp

Máy thông qua hệ thống PLC và màn hình cảm ứng để kiểm soát mởkhuôn, đóng khuôn, cung cấp nguyên liệu, giữ nhiệt độ, làm mát chân không, vàđẩy sản phẩm ra Máy thông qua hệ thống chân không công suất lớn và thiết bịngưng tụ để cải thiện tốc độ đúc và giảm độ ẩm Máy chân không hỗ trợ rất hiệuquả để làm cho khối có mật độ hạt xốp cao và dày Lòng khuôn được phủ mộtlớp Teflon đảm bảo dễ dàng tách và đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn

Hệ thống nghiền xốp thành các hạt nhỏ, sau đó thông qua máy hút và sàng

để loại bỏ các bụi bẩn Sau khi sàng lọc, vật liệu tái chế được trộn với nguyênliệu tinh khiết theo tỷ lệ nhất định và được sử dụng trong cả hai loại đúc: khuônkhối lớn và khuôn tạo hình Cách sử dụng vật liệu tái chế làm giảm chi phí sảnxuất và tăng lợi nhuận cho người sản xuất, bảo vệ môi trường

Xốp còn được sử dụng để đóng gói các sản phẩm dược, linh kiện điện tử,điện lạnh, hàng tiêu dùng, đồ chơi và nông sản.

Xốp có thể được thiết kế để phù hợp trong dây chuyền sản xuất tự động,trong đó bao gồm bao bì của sản phẩm Hệ thống bao bì EPS thường là lựa chọntốt nhất vì tính linh hoạt, chi phí và hiệu quả Nó rất dễ dàng cho công nhân xử

lý vì không có các cạnh sắc hoặc vấu thừa

trái cây, kem…được tươi, ngon, bảo vệ thực phẩm tránh bị vỡ, dập trong quátrình vận chuyển An toàn thực phẩm là rất quan trọng, một sản phẩm được bảo

vệ hoặc cách nhiệt kém có thể dẫn đến tình trạng không đạt tiêu chuẩn vệ sinh

an toàn thực phẩm Điều này có thể là một nguy cơ nghiêm trọng cho sức khỏengười tiêu dùng hoặc gây lãng phí cho nhà cung cấp thực phẩm Đây là một lợiích sinh thái quan trọng của xốp Tính năng của nó giúp bảo tồn thực phẩm,giảm lãng phí thực phẩm và đảm bảo an toàn thực phẩm

Hình 2.17 Xốp dùng đóng gói thực phẩm

 Ứng dụng trong xây dựng

Xốp được sử dụng trong nhiều khía cạnh của ngành xây dựng bao gồmcác cấu trúc lớn như đường giao thông, cầu, đường sắt, tòa nhà cao tầng hoặccăn nhà nhỏ Các đặc tính của xốp làm cho nó trở nên lý tưởng để sử dụng nhưmột chất liệu nhẹ, chất cách điện, vật trang trí Chúng ta có thể truy cập vào bất

kỳ trang web xây dựng nào đều có thể tìm thấy sản phẩm được làm từ EPS

Một số tính năng quan trọng cho các ứng dụng:

- Độ bền cơ học

Đây là một đặc tính rất tốt của xốp nên nó được lựa chọn để cách nhiệtcho các mái nhà chịu lực, hầm đường bộ, công trình giao thông và nhiềuthứ khác

Hình 2.18 Ứng dụng xốp trong xây dựng

Do tính chất nhẹ, dễ định hình và độ bền cơ học thích hợp nên xốp có ứngdụng rộng rãi như chế tác trong nghệ thuật, dựng mô hình…

Hình 2.19 Xốp dùng trong nghệ thuật

Hình 2.20 Máy bay mô hình làm bằng xốp

Kết luận chương II

Thông qua chương II, em đã nắm được những nét cơ bản về công nghệ táitạo, lịch sử, công nghệ và ứng dụng của CAD/CAM/CNC Đồng thời hiểu đượcquá trình thiết kế khuôn ép xốp, nguồn gốc của xốp và công nghệ ép xốp Trongchương III em sẽ trình bày cụ thể hơn về công nghệ tái tạo thông qua các bướcthu thập và xử lý dữ liệu của chi tiết máy bay mô hình

CHƯƠNG III: TÁI TẠO MÁY BAY MÔ HÌNH SỬ DỤNG

CÔNG NGHỆ QUÉT 3D HANDY SCAN3.1 Kỹ thuật và quy trình quét mẫu bằng thiết bị quét 3D Handy Scan

3.1.1 Thiết bị quét 3D HandyScan

Handyscan 3D là công cụ đắc lực trong công nghệ tạo mẫu nhanh, là thiết

bị số hoá dữ liệu bề mặt có độ chính xác cao Handyscan 3D cung cấp dữ liệu đo

ba chiều, thay vì đo một điểm, toàn bộ phần hình học của chi tiết được quét.Chúng tạo thành đám mây điểm hoặc lưới đa giác, mô tả bề mặt của đối tượngmột cách chính xác

Handyscan 3D là máy quét bằng lazer gồm 8 đèn led, 3 camera với độphân giải cao (hình 3.1) Máy quét Handyscan dựa trên phép đo tam giác bằngviệc sử dụng lắp đặt camera nổi Những chiếc camera này có thể tương tác vớinhau thông qua các đầu cảm biến Nó có thể tính toán tự động độ phân giải chomỗi camera dựa trên phép chuyển đổi quang học

Hình 3.1 Máy quét lazer 3D Handyscan

Handyscan là máy quét lazer hơn hẳn so với máy quét thông thường vềcông nghệ cũng như tiện ích của nó Handyscan 3D xuất hiện trên toàn thế giới

và đang được nhiều nước sử dụng Nó được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như:

Hình 3.2 Sơ đồ nguyên lí phương pháp đo tam giác.

Nguyên lí đo tam giác: Dựa vào quan hệ hình học giữa: nguồn laser – đối

tượng – camera tạo thành một tam giác Nguồn laser phát ra tia laser tới vật thể,tia laser phản xạ trở lại Tia phản xạ qua thấu kính hội tụ được cảm biến ảnh

CCD (charge-coupled device) thu lại Căn cứ vào quan hệ hình học và sử dụng

công cụ toán học, phần mềm lập trình kết nối thiết bị đo với máy tính sẽ tínhtoán được khoảng cách vật, phạm vi đo của thiết bị và liên tục ghi lại tọa độ cácđiểm trên vật cần đo

Máy sử dụng 3 Camera để bảo đảm mọi tia phản xạ từ bề mặt vật mẫuđều được 1 trong 3 Camera thu được ảnh (vì mỗi một Camera chỉ có khả năngquan sát được một vùng không gian nhất định và nếu tia phản xạ đi ra ngoàivùng đó thì sẽ không thu được ảnh hay không lấy được dữ liệu bề mặt)

Trong quá trình quét người sử dụng giữ nút Start/Stop để thực hiện quátrình thu thập dữ liệu Mặt trên của máy có 2 nút bấm và các đèn hiển thị Mộtnút bấm cho phép thiết lập chế độ quét có độ phân giải cao Một nút bấm giúpngười sử dụng quan sát được vùng nào của bề mặt đối tượng đang được tia laserchiếu tới (hình 3.3)

Hình 3.3 Mặt trên của máy Exascan

- Kết nối thiết bị với máy tính

Để thực hiện việc quét cần kết nối máy quét Exascan với máy tính đượcminh họa như hình 3.4

Hình 4.4 Kết nối Handyscan với máy tính

- Thông số kỹ thuật của máy EXASCAN:

Độ phân giải 0,004 in (0,1 mm)

- Hiệu chuẩn máy quét (Calibration)

Máy quét 3D Exascan là một dụng cụ đo lường có độ chính xác cao, hiệuchuẩn là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và tính chính xác của kết quả Saumột thời gian làm việc của máy hoặc do quá trình vận chuyển máy làm cho hệthống bên trong của máy làm việc không còn độ chính xác cao, lúc đó ta cần phảihiệu chuẩn lại máy Cũng giống như đối với bất kỳ dụng cụ đo lường tiêu chuẩn,hiệu chuẩn được thực hiện bằng cách sử dụng một tham chiếu Khi máy được dichuyển từ vị trí này sang vị trí khác hay từ nơi này đến nơi khác, vì những thayđổi trong môi trường làm cho cảm biến bị ảnh hưởng dẫn đến hiệu chuẩn có thể bịảnh hưởng Những ảnh hưởng này chủ yếu là do biến đổi nhiệt độ hoặc áp lực vàkết quả làm cho nó bị thay đổi so với các thông số ban đầu được thiết lập trongmáy Các tấm kính trong máy quét được sử dụng để bù đắp các thay đổi này.Phần mềm sẽ tối ưu hóa hiệu chuẩn để các thông số có thể trở lại với các thiết lậpban đầu

Quy trình hiệu chuẩn bao gồm việc đưa máy quét vào các vị trí được đánhdấu bởi những hình màu xanh lá cây còn vị trí hiện tại của máy quét được thểhiện là hình màu xám

Khi hiệu chuẩn cần có 10 vị trí vuông góc với tấm hiệu chuẩn và 4 vị trícần thiết ở các vị trí khác nhau Tùy thuộc vào kết quả của so sánh giữa hìnhmàu xanh và hình màu xám, vị trí hiệu chuẩn có thể được chấp nhận hoặc từchối Nếu được chấp nhận cả 14 vị trí thì máy đã sẵn sàng để quét

Hình 4.5 Quá trình hiệu chuẩn máy quét

3.1.2 Phần mềm Vxelements

Creaform INC là công ty cung cấp dòng máy Handyscan 3D cùng vớiphần mềm bản quyền Vxelements TM Đây là phần mềm độc quyền cho máyHandyscan 3D Phần mềm này tự động cung cấp dữ liệu bề mặt thực 3D với độchích xác cao Vxelements rất dễ sử dụng, cung cấp những tính năng mạnh mẽ,trực tiếp xuất ra định dạng STL, tái tạo bề mặt, tối ưu hoá các thuật toán, cảithiện khả năng tương thích

Khi mở Vxelements, người sử dụng đầu tiên nhìn thấy giao diện chínhđược hiển thị ở trên Nó được chia thành 5 phần chính: