Đồ án tốt nghiệp ứng dụng công nghệ thiết kế ngược và tạo mẫu nhanh thiết kế và tạo mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ

1 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU .3 BẢNG DANH MỤC VIẾT TẮT CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Phạm vi đề tài 1.4 Bố cục đồ án CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ NGƯỢC VÀ TẠO MẪU NHANH 2.1 Tổng quan ứng dụng công nghệ thiết kế ngược 2.1.1 Giới thiệu công nghệ thiết kế ngược .7 2.1.2 Ứng dụng công nghệ thiết kế ngược số lĩnh vực 2.2 Tổng quan ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh 13 2.2.1 Giới thiệu công nghệ tạo mẫu nhanh .13 2.2.2 Các phương pháp thiết bị công nghệ tạo mẫu nhanh 15 2.2.3 Ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh 16 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG CÔNG NGHỆ QUÉT 3D VÀ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH 21 3.1 Giới thiệu máy quét 3D Handy Exascan phần mềm kèm 21 3.1.1 Máy quét 3D Handy Exascan .21 3.1.2 Các phần mềm thu thập xử lý liệu quét 25 3.2 Quy trình quét mẫu bằng máy 3D Handy Exascan 41 3.2.1 Giai đoạn chuẩn bị .41 3.2.2 Giai đoạn dán điểm chuẩn 42 3.2.3 Giai đoạn thực thao tác quét mẫu .43 3.3.4 Giai đoạn chỉnh sửa liệu sau quét 44 3.3.5 Giai đoạn lưu file quét 44 3.3 Giới thiệu máy tạo mẫu nhanh Object Eden 250 phần mềm kèm 44 3.3.1 Máy in Eden 250 44 3.3.2 Các phần mềm ứng dụng máy in Eden 250 48 3.4 Quy trình vận hành tạo mẫu nhanh máy Object Eden 250 .72 3.4.1 Các bước chuẩn bị trước in máy Object Eden 250 .72 3.4.2 Các bước thực việc in đối tượng .72 CHƯƠNG 4: XỬ LÝ DỮ LIỆU SAU KHI QUÉT 74 4.1 Xử lý liệu đám mây điểm 74 4.2 Xử lý, xây dựng lại bề mặt lưới tam giác 75 4.3 Xây dựng mô hình CAD 81 4.4 Đánh giá kết .84 CHƯƠNG 5: TẠO MẪU SẢN PHẨM .86 5.1 Cơ sở liệu đầu vào cho trình tạo mẫu nhanh 86 5.2 Các phương án xếp đặt lựa chọn chế độ in 86 5.2.1 Các phương án xếp đặt .86 5.2.2 Lựa chọn phương án in 88 5.3 Tạo mẫu sản phẩm máy in Eden 250 89 5.3.1 Chuẩn bị thiết bị cần thiết 89 5.3.2 Thao tác chuẩn bị máy in Eden 250 90 5.3.3 Vận hành máy in Eden 250 91 KẾT LUẬN .94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật mà đặc biệt khoa học máy tính phát triển phần mềm thay đổi mặt đời sống xã hội Theo đời phương thức sản xuất có trợ giúp máy tính với phần mềm tích hợp liên kết.Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật thì đời sống người ngày nâng cao, kéo theo nhu cầu người ngày nhiều đòi hỏi chất lượng cao đồng thời thay đổi mẫu mã liên tục Do vòng đời sản phẩm thị trường ngày giảm Giải toán chất lượng, thời gian, giá cạnh tranh cấp thiết vì định tới thành công hay không sản phẩm Một sản phẩm trước đưa vào thực tế trải qua giai đoạn từ thiết kế, chế thử, kiểm tra sản xuất hàng loạt Các công đoạn làm cho ý tưởng thành sản phẩm đến với thị trường theo phương thức truyền thống thì nhiều thời gian, làm giảm tính cạnh tranh sản phẩm đặc biệt giai đoạn Công nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh đời giải tốn thực tiễn Đồ án “Ứng dụng cơng nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh thiết kế tạo mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ” tập trung vào nghiên cứu nắm bắt công nghệ thiết kế ngược, xử lý liệu phục vụ cho trình tạo mẫu nhanh Trong trình làm đồ án tốt nghiệp cố gắng hạn chế thời gian thiết bị nên đồ án khơng tránh thiết sót Tơi mong góp ý, bổ sung, đóng góp ý kiến thầy cô bạn đọc để đồ án hồn thiện hơn.Tơi xin trân thành cảm ơn thầy cô môn CNTB & HKVT - Khoa Hàng Không Vũ Trụ, thầy giáo TS Trần Đức Tăng, KS Đỗ Thanh Bình tận tình giúp đỡ, bảo, tạo điều kiện suốt thời gian qua để tơi hồn thành đồ án Hà Nội, ngày 23 tháng 11 năm 2012 Học viên thực Nguyễn Văn Tiến BẢNG DANH MỤC VIẾT TẮT CAD (Computer Aided Design): Thiết kế với trợ giúp máy tính CAM (Computer Aided Manufacturing): Sản xuất có trợ giúp củamáy tính XOR (RapidformXO Redesign): Phần mềm thiết kế ngược hãng Rapidform RE (Reverse engineering): Công nghệ thiết kế ngược hay Công nghệ tái tạo RP (Rapid Prototyping): Công nghệ tạo mẫu nhanh HQ (High quality): Chất lượng cao HS (High speed): Tốc độ cao FDM ( Fuse Deposition Modelling) LOM (Laminate Object Manufacturing) SLA (Stereo Lithography Aparatus) SLS (Selective Laser Sintering) STL (Standard Triangulation Language): Định dạng chuẩn bề mặt lưới CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Hiện nhu cầu sử dụng đồ gỗ mỹ nghệ ngồi nước ngày cao địi hỏi làng nghề, doanh nghiệp sản xuất kinh doanh hàng thủ công mỹ nghệ phải đổi phương pháp sản xuất để tăng suất giảm giá thành sản phẩm, bên cạnh phải liên tục cải tiến kiểu dáng mẫu mã thỏa mãn tốt nhu cầu khách hàng Do việc chế tạo đồ gỗ ứng dụng CAD/CAM/CNC khơng cịn làm thủ cơng trước Mẫu sản phẩm lấy từ thư viện số chương trình hỗ trợ cho việc khắc gỗ như: JDpaint,ArtCAM…Nhưng dù hạn chế lặp lại phải tạo mẫu bằng tay (do nghệ nhân làm) sưu tầm Chính vì công nghệ thiết kế ngược cần ứng dụng vào việc điêu khắc gỗ để giải khâu tạo mẫu, tạo mô hình CAD để đưa vào điêu khắc bằng máy Việc ứng dụng công nghệ công nghệ tái tạo rút ngắn thời gian, công sức tăng suất Bên cạnh việc ứng dụng cơng nghệ tạo mẫu nhanh vào trình sản xuất đồ gỗ mỹ nghệ giúp cho nhà sản xuất khách hàng quan sát nhanh chóng sản phẩm cuối trình thiết kế từ đưa nhận xét đánh giá mẫu sản phẩm để có thay đổi theo yêu cầu khách hàng Trên thực tế với định hướng giúp đỡ tận tình thầy giáo TS Trần Đức Tăng, KS Đỗ Thanh Bình thầy cô môn CNTB & HKVT chọn thực đề tài “Ứng dụng công nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh thiết kế tạo mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ” Vấn đề cần thiết có ý nghĩa thực tiễn cao giai đoạn 1.2 Mục đích đề tài Mục đích đồ án “Ứng dụng công nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh thiết kế tạo mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ” nhằm: - Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh - Nghiên cứu máy quét 3D Handyscan Exascan phần mềm kèm - Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Geomagic Studio vào thực tế - Sử dụng máy tạo mẫu nhanh Objet Eden 250 in mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ 1.3 Phạm vi đề tài Do điều kiện thời gian trang thiết bị đề tài tập trung nghiên cứu số thiết bị (máy quét 3D HandyScan hệ thống máy in Eden 250), phần mềm (Geomagic Studio, phần mềm Object studio, Vxelement, RapidForm XOR), ứng dụng phần mềm Geomagic Studio xử lý liệu quét tạo mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ máy in Object Eden 250 1.4 Bố cục đồ án Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan công nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh Chương 3: Hệ thống công nghệ quét 3D công nghệ tạo mẫu nhanh Chương 4: Xử lý liệu sau quét Chương 5: Tạo mẫu sản phẩm CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ NGƯỢC VÀ TẠO MẪU NHANH 2.1 Tổng quan ứng dụng công nghệ thiết kế ngược 2.1.1 Giới thiệu công nghệ thiết kế ngược a.Khái niệm Thiết kế ngược quy trình thiết kế lại mẫu, mô hình vật lý cho trước thơng qua số hóa bề mặt mẫu bằng thiết bị đo tọa độ, xây dựng mô hình thiết kế từ liệu số hóa Ưu điểm phương pháp thiết kế ngược cho phép thiết kế nhanh xác mẫu thiết kế có độ phức tạp hình học cao, mẫu dạng bề mặt tự (không xác định quy luật tạo hình) Phương pháp thiết kế ngược có ưu điểm mẫu thiết kế dạng bề mặt có quy luật tạo hình không xác định thông số thiết kế Chẳng hạn mẫu bề mặt xoắn cánh tuabin, bề mặt thủy động học, khí động học Trong thời gian gần nước có loại thiết bị tự động đo quét tọa độ 3D, kỹ thuật thiết kế ngược nghiên cứu áp dụng số nơi (doanh nghiệp, viện, trường…) Tuy nhiên việc ứng dụng có hiệu giải pháp kỹ thuật cịn nhiều vấn đề cần phải hồn thiện thêm Công nghệ thiết kế ngược (Reverse Engineering) thuật ngữ sử dụng phổ biến thời gian gần Tuy nhiên việc sử dụng RE phát triển sản phẩm vài thập kỷ trước RE trình nhân vật thể, phận sản phẩm hồn chỉnh có sẵn mà khơng có trợ giúp vẽ, tài liệu hay mơ hình máy tính Về chất thiết kế ngược trình chép sản phẩm sản xuất (nhờ khả chép hình ảnh vật thể thành liệu CAD 3D), thiết kế ngược liên quan đến việc quét hình (scanning), số hóa (digitizing) vật thể thành dạng điểm, đường bề mặt 3D Các nhà thiết kế chế tạo thường đánh giá sản phẩm mình đối thủ cạnh tranh trước đưa ý tưởng Ngày trình hệ thống hóa thành công nghệ riêng gọi công nghệ thiết kế ngược Đó đánh giá có hệ thống sản phẩm nhằm mục đích tái tạo lại hồn chỉnh có bổ sung thêm cải tiến phát triển Như thấy cơng nghệ thiết kế ngược trình tạo mô hình thiết kế từ sản phẩm có sẵn, nhằm thực phép phân tích kỹ thuật tái tạo lại sản phẩm dạng nguyên gốc hay biến thể Quá trình trái ngược với trình truyền thống lâu kiểu thiết kế thuận (Forward Engineering) từ ý tưởng đến sản phẩm thiết kế thiết kế ngược thì từ việc phân tích sản phẩm có Quá trình thiết kế thuận - ngược tổng hợp theo lộ trình sau: Thiết kế thuận: nhu cầu - ý tưởng thiết kế - tạo mẫu thử kiểm tra - sản phẩm Thiết kế ngược: sản phẩm - đo kiểm tra - tái thiết kế - tạo mẫu thử kiểm tra - sản phẩm Công nghệ thiết kế ngược theo hướng tự động hóa thường chia làm giai đoạn là: lấy mẫu (số hóa bề mặt) bằng thiết bị đo quét tọa độ; xử lý liệu xây dựng mô hình thiết kế phần mềm CAD; xuất kết quả.Giai đoạn lấy mẫu giai đoạn số hóa bề mặt mẫu bằng loại thiết bị đo quét tọa độ Các loại thiết bị đo quét tọa độ lựa chọn tùy theo hình dạng chi tiết, yêu cầu độ xác, vật liệu chi tiết, kích thước chi tiết Hai loại thiết bị đo quét tọa độ phổ biến thiết bị đo không tiếp xúc thiết bị đo tiếp xúc Điển hình loại máy máy quét laser máy đo tọa độ (Coordinate Measuring Machine - CMM) Trong giai đoạn thiết bị đo tọa độ thu nhận liệu hình học đối tượng dạng tọa độ điểm (x,y, z), sau tập hợp điểm bề mặt đối tượng mô tả “đám mây điểm” Tiếp theo giai đoạn xử lý liệu xây dựng mô hình, giai đoạn sử dụng phần mềm phần mềm tạo lưới (có khả tự động phủ lưới qua tất điểm liệu) phần mềm mơ hình hóa 3D (có khả mơ hình hóa đường cong, mặt cong NURBS, xây dựng mô hình thiết kế CAD từ mô hình lưới điểm thông qua tương tác người sử dụng với giao diện phần mềm) Sau giai đoạn xuất kết quả, mơ hình thiết kế tinh chỉnh, tối ưu bằng phương pháp phân tích CAE, hay chuyển sang công đoạn thiết kế khuôn cho sản phẩm cuối xuất liệu thiết kế dạng vẽ kỹ thuật Có thể sử dụng trực tiếp liệu thiết kế cho công đoạn sản xuất bằng cách chuyển mô hình CAD sang phần mềm CAM để lập trình gia công CNC, hay chuyển sang liệu STL cho trình tạo mẫu nhanh Ngoài việc phục vụ thiết kế chế tạo, quy trình thiết kế ngược sử dụng để kiểm tra, đánh giá độ xác sản phẩm gia cơng so với ngun mẫu b Lí ứng dụng cơng nghệ thiết kế ngược? - Cần phụ tùng thay mà nhà chế tạo không cung cấp - Cần chế tạo chi tiết mà khơng có tài liệu thiết kế gốc - Cần phục hồi, cải tiến chi tiết mà khơng có liệu CAD liệu không phù hợp - Cần kiểm tra chi tiết bằng cách so sánh với liệu CAD với chi tiết tiêu chuẩn - Xác định tình trạng mòn bề mặt bằng cách so sánh với liệu CAD với chi tiết tiêu chuẩn - Cần cải tiến, thiết kế bổ sung phần tử chi tiết có (ví dụ tăng cứng, thêm bề mặt) mà khơng có liệu CAD - Phân tích, đánh giá sản phẩm đối thủ cạnh tranh - Tạo đối tượng 3D mô hình vật thể để mô làm game - Tạo mô hình kiến trúc, tượng người, đối tượng nghệ thuật - Tạo phận thay thể 2.1.2 Ứng dụng công nghệ thiết kế ngược số lĩnh vực a Trong lĩnh vực nghệ thuật Trong lĩnh vực công nghệ thiết kế ngược thể việc chép phân tích đặc điểm hình ảnh nhà hội hoạ, điêu khắc Thông thường với chi tiết yêu cầu cao tính thẩm mỹ, sản phẩm mơ hình hoá nhà kỹ thuật chất liệu đất sét, chất dẻo, gỗ… Tuy 10 nhiên tác phẩm hay kiệt tác nghệ thuật kết vài nhà nghệ thuật, nhà thiết kế đó, người yêu nghệ thuật muốn có nó, muốn thưởng thức chúng Nhu cầu thị trường đòi hỏi lượng lớn theo nhiều phong cách, sản phẩm số nhà thiết kế mà tác phẩm họ khẳng định thị trường Để đáp ứng yêu cầu cần có vẽ CAD sản phẩm mong muốn Điều thực bằng cơng nghệ tái tạo Với thiết bị đại trợ giúp máy tính hồn tồn xây dựng liệu CAD giống hệt mô hình thật nhà mỹ thuật, nhà điêu khắc tạo với độ xác cho phép Hình 2.1 Ứng dụng RE tạo mơ hình CAD cho tác phẩm nghệ thuật b Trong cơng nghiệp Cơng nghệ thiết kế ngược có vai trò lớn cải tiến mẫu mã sản phẩm Yêu cầu thời gian không cho phép chế tạo mẫu mã bắt đầu chu trình sản xuất từ khâu phác thảo thiết kế tới tính tốn, tối ưu, chế thử kiểm tra kiểm nghiệm đưa vào sản xuất vì trình tốn nhiều thời gian, công sức Do cần phải biết kế thừa mẫu sản phẩm tối ưu, đạt tiêu chuẩn kiểm tra sở thiết kế lại phù hợp với yêu cầu để có mẫu mã Như giảm thời gian thiết kế, rút ngắn thời gian đưa sản phẩm vào thị trường tức giảm thời gian chu trình sản xuất Với nhu cầu thị trường thay đổi liên tục thì nhà sản xuất 82 Hình 4.19 Tạo đường biên dạng Bước 2: Chỉnh sửa biên dạng Để chỉnh đường biên dạng nằm trung tâm khu vực cong chọn Edit Contours Kích chọn Curvature Map để quan sát rõ khu vực cong Hình 4.20 Chỉnh sửa đường biên dạng Sử dụng công cụ Draw để click kéo điểm nút (nếu cần) đến trung tâm khu vực cong Hình 4.21 Điều chỉnh điểm nút Bước 3: Chia mảnh bề mặt Chọn Construct Patches để chia phân vùng thành nhiều mảnh 83 Hình 4.22 Chia mảnh bề mặt Chọn Repair Patches để phát sửa đường viền (patch) bị lỗi Kích chọn Move Vertices để di chuyển đỉnh đường viền (patch) bị lỗi Dưới hình ảnh đường viền (patch) bị lỗi Hình 4.23 Patch bị lỗi Để đảm bảo chất lượng cho liệu bề mặt NUBRS phải tiến hành sửa đường viền (patch) bị lỗi Một đường viền (patch) đảm bảo đỉnh tạo thành hình chữ nhật Nguyên tắc để sữa lỗi ta dịch chuyển đỉnh đường viền (patch) cho đỉnh tạo thành tứ giác lồi Hình 4.24 Lỗi sau sửa 84 Bước 5: Chia lưới mảnh bề mặt Chọn Construct Grids chia lưới mảnh bề mặt Hình 4.25 Chia lưới mảnh bề mặt Bước 6: Tạo liệu bề mặt NURBS Chọn Fit Surface chấp nhận thiết lập mặc định Dữ liệu bề mặt NURBS biểu thị bằng màu xanh từ xuất file igs itp Hình 4.26 Dữ liệu bề mặt NURBS 4.4 Đánh giá kết Trong phần mềm Geomagic Studio tích hợp cơng cụ kiểm tra sai số liệu lưới tam giác liệu bề mặt NURBS Để kiểm tra dung sai bấm Tool Bar mục Exact Surfaces > Deviation 85 Hình 4.287 Đánh giá sai số Kết luận chương 4: Trong chương thực bước để xử lý liệu quét phục vụ cho trình tạo mẫu nhanh tạo mô hình CAD chi tiết 86 CHƯƠNG 5: TẠO MẪU SẢN PHẨM 5.1 Cơ sở liệu đầu vào cho trình tạo mẫu nhanh Do hạn chế mặt kinh phí nên thực in mẫu phần mẫu sản phẩm đồ gỗ, nhiên quan sát đánh giá toàn hiệu mà trình xử lý liệu bề mặt STL đem lại cho công nghệ tạo mẫu nhanh Hình 5.1 Dữ liệu STL cho qua trình tạo mẫu nhanh 5.2 Các phương án xếp đặt lựa chọn chế độ in 5.2.1 Các phương án xếp đặt Với kích thước khay in thực tế máy Eden 250 250x250x200 mm chi tiết hồn tồn in giảm tỉ lệ chi tiết Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, độ xác tính kinh tế cần quan tâm đến cách xếp đặt chi tiết khay xây dựng viêc lựa chọn phương án chế độ in a) Phương án 1: Đặt mơ hình chi tiết theo phương nằm ngang Để đảm bảo chất lượng chi tiết tốt đạt độ xác cao chọn chế độ in High Quality Trong thẻ Properties > Opitons chọn Glossy để tăng độ bóng bề mặt chi tiết 87 Hình 5.2 Đặt mơ hình chi tiết theo phương nằm ngang Phương án hạn chế tối đa lượng vật liệu hỗ trợ Kết tính tốn từ phần mềm sau: - Chế độ HQ + Vật liêu Model: 162g + Vật liệu Support: 63g + Thời gian in: 5h00’ Bài toán kinh tế: tính theo giá thành + Giá vật liệu Model: 12.000 đ/g + Giá vật liệu support: 10.000 đ/g + Giá máy: 100.000 đ/h => Giá thành sau chế tạo: 12000x162 + 10000x63 + 100000x5=3.074.000 đ - Chế độ High Speed: + Vật liệu Model: 158g + Vật liệu Support: 59g + Thời gian in: 2h59’ => Giá thành sau chế tạo: 2.786.000 đ 88 b) Phương án 2: Đặt chi tiết theo phương thẳng đứng Phương án đặt thẳng đứng chi tiết khay xây dựng, cần tiêu tốn nhiều vật liệu hỗ trợ Kích thước theo trục z lớn đặt nghiêng chi tiết kéo dài thời gian in Hình 5.3 Đặt chi tiết theo phương thẳng đứng Kết tính tốn từ phần mềm sau: + Vật liêu Model: 189g + Vật liệu Support: 123g + Thời gian in: 10h0’ => Giá thành sau chế tạo: 12000x189 + 10000x123 + 100000x10= 3.598.000 đ - Chế độ High Speed + Vật liêu Model: 170g + Vật liệu Support: 115g + Thời gian in: 7h18’ => Giá thành sau chế tạo: 3.261.000 đ 5.2.2 Lựa chọn phương án in Qua tính tốn, phân tích sở phần mềm Objet Studio đề phương án in mơ hình Các tiêu chí lựa chọn gồm : Chất lượng, mức tiêu hao vật liệu, thời gian 89 Kết tổng hợp cho bảng 5.1 Bảng tổng hợp phương án in Bảng 5.1 Chế độ Vật liệu mô Vật liệu hỗ Thời gian hình trợ (100000đ/giờ Tổng ) giá in Phương án in (12000đ/g) (10000đ/g) Thành Thành Số Số tiền tiền HQ HS lượng lượng (triệu (triệu (g) (g) đồng) đồng) x máy (h) Thành thành tiền (triệu (triệu đồng) đồng) 162 x Giờ x x 1.944 63 0.63 0.5 3.074 158 189 170 1.896 2.268 2.040 59 123 115 0.59 1.230 1.150 10 7,3 0.3 2.786 4.498 0.73 3.920 + Lựa chọn theo tiêu chí chất lượng: Phương án in chế độ HQ, đặt chi tiết theo phương nằm ngang tiêu tốn vật liệu hỗ trợ đem lại chất lượng bề mặt độ xác cao + Lựa chọn theo mức tiêu hao vật liệu: Phương án với chế độ in HS tiêu tốn vật liệu phương án có giá thành thấp + Lựa chọn theo tiêu chí thời gian: Phương án với chế độ in HS có thời gian in Kết luận: Với yêu cầu mô hình chi tiết khơng địi hỏi có độ xác cao, chất lượng bề mặt tốt, phương án với lựa chọn chế độ in HS lựa chọn tốt Phương án đảm bảo lượng tiêu hao vật liệu thời gian in ngắn đảm bảo yêu cầu tính kinh tế 5.3 Tạo mẫu sản phẩm máy in Eden 250 5.3.1 Chuẩn bị thiết bị cần thiết Để thực chế tạo mô hình máy in Eden 250 cần kiểm tra, chuẩn bị đầy đủ đối tượng sau: 90 - Nguồn điện: trước vận hành máy cần tìm hiểu thông tin nguồn điện cung cấp cho máy, cần phải đảm bảo tính ổn định, liên tục suốt thời gian máy hoạt động, không gây gián đoạn cho trình chế tạo sản phẩm, nên dùng nguồn điện dự phịng (UPS) - Điều kiện mơi trường làm việc cho máy: cần kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm theo yêu cầu nhà sản xuất trình bày chương - Dữ liệu đầu vào: liệu có định dạng file *.STL, phần mềm Objet studio sử dụng liệu làm đầu vào cho trình chế tạo - Hóa chất isopropanol ethanol: hóa chất dùng để vệ sinh cho máy trước sau trình làm việc - Găng tay: bảo vệ an toàn cho người vận hành, bảo vệ cho thiết bị kim loại máy không tiếp xúc với mồ hôi tay gây gỉ - Khăn lau Object cung cấp: loại khăn làm từ vải đặc biệt, mục đích khơng sợi vải nhỏ xước bám vào chi tiết máy - Gương quan sát nhà sản xuất cung cấp: giúp cho người vận hành thao tác dễ dàng vị trí khó quan sát - Bộ bay lấy chi tiết sau chế tạo nhà sản xuất cung cấp: có lớp chống dính đặc biệt giúp cho tháo dỡ sản phẩm dễ dàng - Một tờ giấy khổ A4: mục đích in thử (pattern test) để kiểm tra đầu in - Hộp vật liệu hỗ trợ vật liệu mô hình: cần kiểm tra tình trạng vật liệu khối lượng, trạng thái, hạn sử dụng 5.3.2 Thao tác chuẩn bị máy in Eden 250 - Khởi động máy in Eden 250, phần mềm Eden250 máy trạm Qua phần mềm kiểm tra thông số trạng thái máy in như: tình trạng vật liệu, tình trạng thùng chất thải, nhiệt độ máy Thông số vật liệu thời điểm kiểm tra: vật liệu hỗ trợ FullCure705 640g; vật liệu mô hình VeroBlue 140g Chọn vật liệu chế tạo chi tiết Veroblue, khối lượng vật liệu đầy đủ nên không cần thay mới, sãn sàng in mô hình 91 - Lau đầu in lăn: sử dụng chức Head cleaning để thực hiên thao tác lau đầu in Các bước thực lau đầu in tiến hành chương - Lau gạt vật liệu: sử dụng chức Wiper cleaning để làm gạt vật liệu Trong lau kiểm tra tình trạng gạt vật liệu tốt, lưỡi đều, không cần thay - Sau vệ sinh gạt vật liệu, tiến hành vệ sinh khay đựng mơ hình bằng khăn hóa chất - Kiểm tra chất lượng đầu in: Sử dụng tờ giấy khổ A4 chuẩn bị trước, tiến hành kiểm tra chất lượng đầu in trình bày chương Kết kiểm tra cho thấy chất lượng đầu in tốt Máy in sẵn sàng để in mẫu sản phẩm 5.3.3 Vận hành máy in Eden 250 Các bước vận hành để in mô hình: - Trên giao diện phần mềm Eden250 chuyển chế độ máy sang Online Hình 5.4 Chuẩn bị in mơ hình phần mềm Objet studio - Khởi động phần mềm Objet studio máy chủ, nạp liêu dạng file *.STL chuẩn bị sẵn cho phần mềm, nhập phương án tối ưu (hình 5.4), chọn chế độ high quality, chọn chế độ Glossy, vật liệu Veroblue - Lưu tập tin dạng file *.OTF, gửi tập tin đến phần mềm Job manager để thực in 92 - Quá trình in mô hình bắt đầu, cần theo dõi hoạt động máy chờ đợi để lấy sản phẩm 5.3.4 Lấy sản phẩm máy in thực quy trình tắt máy Khi máy báo trình in kết thúc, cần lấy chi tiết khỏi khay đựng mô hình Sử dụng bay chuẩn bị sẵn từ trước xúc chi tiết mang ngoài, thao tác phải thật cẩn thận để tránh làm nứt, vỡ chi tiết Sau tháo dỡ tất chi tiết xong, cần làm vệ sinh khay đựng mô hình, dùng bay cạo tất vật liệu hỗ trợ bám lại khay, sử dụng khăn thấm dung dịch tẩy rửa để lau Sau vệ sinh máy xong thực quy trình tắt máy chương Ngắt tất nguồn điện với máy trình tắt máy hoàn thành 5.3.5 Làm hoàn thiện sản phẩm Mẫu chi tiết sau in xong cần phải loại bỏ phần vật liệu hỗ trợ Dùng phương pháp hậu xử lí bằng tay để loại bỏ hết lớp vật liệu hỗ trợ Quá trình đòi hỏi cần phải thao tác cẩn thận để tránh làm hỏng chi tiết Khi tất vật liệu hỗ trợ loại bỏ thu chi tiết hoàn chỉnh Hình 5.5 Mẫu chi tiết sau loại bỏ hết vật liệu hỗ trợ Kết luận chương 5: 93 Trong chương thực hành tạo mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ: Tạo lập liệu đầu vào cho q trình tạo mẫu nhanh, tính tốn chất lượng tạo mẫu, tính kinh tế thao tác để in sản phẩm máy in Eden 250 94 KẾT LUẬN Sau thời gian thực đồ án, hướng dẫn tận tình thầy môn CNTB & HKVT đặc biệt thầy TS.Trần Đức Tăng thầy KS.Đỗ Thanh Bình Tuy gặp nhiều khó khăn song em hoàn thành thời gian quy định Đối chiếu kết đạt yêu cầu đề tài, em đánh giá chung kết đạt sau: Đã hoàn thành nhiệm vụ đặt là: Tìm hiểu nắm bắt công nghệ thiết kế ngược công nghệ tạo mẫu nhanh, công cụ thiết bị sử dụng công nghệ thiết kế ngược công nghệ tạo mẫu nhanh Áp dụng công cụ thiết bị vào trình tạo mẫu sản phẩm Đồ án thực đầy đủ nội dung giao Bao gồm: - Tìm hiểu công nghệ thiết kế ngược tiến hành khai thác sử dụng máy quét 3D HandyScan phần mềm xử lý kèm - Tìm hiểu công nghệ tạo mẫu nhanh, phương pháp thiết bị công nghệ tạo mẫu nhanh ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh - Tìm hiểu sử dụng công nghệ tạo mẫu nhanh Objet Eden 250 Khai thác phần mềm kèm, nắm vững nguyên lý làm việc quy trình vận hành tạo mẫu nhanh máy Objet Eden 250 - Thực hành tạo mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ: Tạo lập liệu đầu vào cho q trình tạo mẫu nhanh, tính tốn chất lượng tạo mẫu tính kinh tế - Kiểm tra đánh giá kết tạo mẫu sản phẩm Hạn chế đồ án Mặc dù cố gắng tìm hiểu nghiên cứu, song lĩnh vực kiến thức chuyên môn chưa sâu nên trình xử lý liệu sau quét cịn chưa xác Q trình thực đồ án bước đầu vận hành, khai thác sử dụng thiết bị, chưa có khả bảo dưỡng sửa chữa khắc phục cố phức tạp sử dụng máy 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS Đào Văn Hiệp, Bài giảng Công nghệ phi truyền thống, Học viện Kỹ thuật Quân 2011 [2] Vinesh Raja , Kiran J.Fernandes - Reverse Engineering An Industrial Perspective, Springer 2008 [3] ThS Nguyễn Thế Long, ThS Trương Hồng Quang, Công nghệ Scan 3D ứng dụng, Báo cáo khoa học Đại học giao thông vận tải 2008 [4] Tài liệu kèm máy Exascan Eden 250 + Eden 250 3-D Printer System + Eden 3D Printing Systems [5] Geomagic Studio Support Video Learning Center (Internet) [6] Rapidform Technical Support Tutorials (Internet) [7] Reverse Engineering (Internet) ... tranh sản phẩm đặc biệt giai đoạn Công nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh đời giải toán thực tiễn Đồ án ? ?Ứng dụng công nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh thiết kế tạo mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ? ??... tài ? ?Ứng dụng công nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh thiết kế tạo mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ? ?? Vấn đề cần thiết có ý nghĩa thực tiễn cao giai đoạn 1.2 Mục đích đề tài Mục đích đồ án ? ?Ứng dụng. .. tài Mục đích đồ án ? ?Ứng dụng cơng nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh thiết kế tạo mẫu sản phẩm đồ gỗ mỹ nghệ? ?? nhằm: - Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược tạo mẫu nhanh - Nghiên cứu máy quét 3D Handyscan