Đang tải... (xem toàn văn)
Công nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid protptyping RP) được xem là giải pháp công nghệ mới, ra đời và phát triển vào những năm 1980, khi những thiết bị đầu tiên về tạo mẫu nhanh được đưa ra thị trường; đáp ứng nhu cầu cung cấp nhanh đến người tiêu dùng các sản phẩm mới. Đánh dấu cho sự phát triển đó là sáng chế của Charles Hull (năm 1984) về thiết bị tạo hình lập thể (Stereolithography Apparatus SLA), được công nhận sáng chế vào năm 1986, được thương mại hóa bởi công ty 3D System vào năm 1988. Đến nay, công nghệ tạo mẫu nhanh theo nguyên lý đắp dần vật liệu đang được xem là một trong những công nghệ cốt lõi có quan hệ quyết định với các công nghệ khác trong cuộc cách mạng công nghệ 4.0 nhờ phát huy tác dụng đáp ứng nhanh, đúng lúc nhu cầu của khách hàng tiêu thụ.
In 500 tờ A3 giây Couche 180; can mo mat SENSES MADEN EM SUNT Oi En) PSS IATA Th GIAO TRINH TẠO MÂU NHANH ị ISBN: 978-604-965-274-5 ng | | | | "HA xuất BẢN Đmer — |9 l7 l6 27£ Giá: 79.000đ (Đã có trợ giá) ĐW[ XUẤT BẢN HRI H0 DẦN THỦ 2020 Bién soan: TS NGUYEN VĂN GƯƠNG (hú hiên) PGS TS DANG VAN NGHIN GIAO TRINH TAO MAU NHANH Ge) Le NHA XUAT BAN DAI HOC CAN THO 2020 BIÊN MỤC TRƯỚC XUẤT BẢN THỰC HIỆN BỞI TRUNG TAM HOC LIEU TRUONG DAI HOC CAN THO Nguyễn, Văn Cương Giáo trình tạo mẫu nhanh / Nguyễn văn Cương (Chủ biên), Đặng Văn Nghìn.- Cần Thơ : Nxb Đại học Cần Thơ, 2020 170 tr : minh họa ; 24 cm Sách có danh mục tài liệu tham khảo ISBN: 9786049652745 1.Mechanical engineering L Nhan đề Kỹ thuật khí II Đặng, Văn Nghìn 671.2- DDC 23 C561 MEN 237651 Công nghệ tạo mẫu LỜI GIỚI THIỆU Nhằm góp phần làm phong phú nguồn tư liệu phục vụ nghiên cứu, học tập cho bạn đọc, sinh viên, học viên nghiên cứu sinh ngành Kỹ thuật khí Nhà xuất Đại học Cần Thơ ấn hành giới thiệu bạn đọc giáo trình “Tạo mẫu nhanh” TS Nguyễn Văn Cương PGS TS Đặng Văn Nghìn biên soạn Nội dụng lỏng, vật quan đến dung giáo trình giới thiệu tơng quan tạo mẫu nhanh; ứng tạo mâu nhanh, hệ thống tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu liệu bột vật liệu rắn Giáo trình tài liệu học tập có giá trị liên tạo mẫu nhanh Nhà xuất Đại học Cần Thơ chân thành cảm ơn tác giả đóng góp ý kiến quý thầy ‹ cô Hội đồng thâm định Trường Đại học Cần Thơ để giáo trình “Tạo mẫu nhanh” mắt bạn đọc Nhà xuất Đại học Cần Thơ trân trọng giới thiệu đến học viên, sinh viên, giảng viên bạn đọc giáo trình NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC CÀN THƠ LOI NOI DAU Công nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid protptyping- RP) xem giải pháp công nghệ mới, đời phát triển vào năm 1980, thiết bi tạo mẫu nhanh đưa thị trường: đáp ứng nhu cầu cung cấp nhanh đến người tiêu dùng sản phẩm Đánh dấu cho phát triển sáng chế Charles Hull (năm 1984) thiết bị tạo hình lập thể (Stereolithography Apparatus —- SLA), cơng nhận sáng chế vào năm 1986, thương mại hóa công ty 3D System vào năm I988 Đến nay, công nghệ tạo mẫu nhanh theo nguyên lý đắp dần vật liệu xem công nghệ cốt lõi có quan hệ định với công nghệ khác cách mạng công nghệ 4.0 nhờ phát huy tác dụng đáp ứng nhanh, lúc nhu cầu khách hàng tiêu thụ Giáo trình Tạo Mẫu Nhanh bao gồm chương, nhằm cung cấp kiến thức đến bạn đọc nội dung liên quan đến công nghệ tạo mẫu nhanh; cấu tạo - nguyên lý hoạt động, ứng dụng phương pháp tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu lỏng- bột- rắn phố biến -hiện nay; dạng liệu tạo mâu nhanh; ứng dụng tạo mẫu nhanh; kỹ thuật ngược tạo mẫu nhanh Các nội dung tác giả lựa chọn, sàng lọc, tổng hợp từ ấn phẩm, sách, tài liệu tham khảo nước, cơng trình nghiên cứu nhóm tác giả, sô liệu công bố website liên quan đến tạo mẫu nhanh công ty, doanh nghiệp nước Khi biên soạn, tác giả bám sát yêu cầu đặt lĩnh vực tạo mau nhanh ngành Kỹ thuật Cơ khí Quyền sách sử dụng đề làm tài liệu giảng đạy, học tập ngành kỹ thuật liên quan bậc Đại học, Cao học Trường Chúng xin chân thành cảm ơn nhà khoa học, quý đồng nghiệp đóng góp ý kiến để hoàn thiện nội dung tài liệu Đặc biệt, xin trân trọng cảm ơn nhà khoa học tác giả tài liệu tham khảo trích dẫn, nguồn tài liệu vơ bổ ích giúp chúng tơi hồn thành giáo trình Giáo trình chắn khơng tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận ý kiên đóng góp quý bạn đọc đê có thê hồn thiện lân tái sau NHĨM TÁC GIA Gia công tinh 1.8 PHAN LOAI HE THONG TAO MẪU NHANH 1.8.1 Hệ thống tạo mẫu nhanh với vật liệu lỏng 1.8.2 Hệ thống tạo mẫu nhanh với vật liệu rắn 1.8.3 Hệ thống tạo mẫu nhanh với vật liệu bột CÂU HỎI ƠN TẬP Chương HỆ THĨNG TẠO MẪU NHANH SỬ DỤNG VẬT LIỆU LỎNG 2.1 PHƯƠNG PHÁP TẠO HÌNH LẬP THÊ - SLA 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Đặc điểm 2.1.3 Quá trình chế tạo 2.1.4 Nguyên lý làm việc 2.1.5 Ứng dụng SLA = mm Gà C2 + C€ïY CA: CC: Œ ¬l ¬l Qœ œ — — — — — 1.7.5 HKwWNN mm C Chế tạo mẫu — 1.7.4 +®> Kiểm tra chuẩn bị — 1.7.3 ®> 1.7.1 Tạo mơ hình 3D 1.7.2 Chuyển đổi truyền liệu — 1.7 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CỦA TẠO MẪU NHANH Cứ 1.5 CAC UU DIEM CUA TẠO MẪU NHANH 1.6 CÁC QUÁ TRÌNH CHÉ TẠO MẪU CƠ BẢN — Các ứng dụng — 1.4.4 1.4.3 Vật liệu (Cứ Phương pháp tạo mẫu nhanh GŒœ 1.4.2 — Dữ liệu vào œ 1.4.1 ¬ 1.4 NGUYEN TAC CO BAN CUA TẠO MẪU NHANH œ 1.3.3 Thời kỳ thứ ba: tạo mẫu nhanh = 1.3.2 Thời kỳ thứ hai: tạo mẫu ảo œ 1.3.1 Thời kỳ đầu: tạo mẫu tay œ 1.3 BA GIAI DOAN PHAT TRIEN DAN DEN TAO MAU NHANH œ 1.2 LICH SU PHAT TRIEN CUA CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH œ Tạo mẫu nhanh gì? €6 1.1.2 + 1.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.1.1 Công nghệ tạo mẫu —= — — — NN Chương GIỚI THIỆU CHUNG — MUC LUC 24 25 2.2.1 Giới thiệu 25 2.2.2 Quá trình 25 2.2.3 Nguyên lý 28 2.2.4 Ứng dụng SGC 30 2.2.5 Ưu nhược điểm 31 2.3 PHƯƠNG PHÁP LƯU HÓA TẠO VẬT THÊ RĂN - SCS 32 2.3.1 Giới thiệu s2 2.3.2 Quá trình 33 2.3.3 Nguyên lý 34 2.3.4 Ứng dụng 34 2.3.5 Ưu nhược điểm 35 2.4 PHƯƠNG PHÁP TẠO MẪU BẰNG MÁY IN LASER TỬ NGOẠI - SOUP 35 2.4.1 Giới thiệu 35 2.4.2 Quá trình 36 37 2.4.3 Nguyên lý 37 2.4.4 Ứng dụng 38 2.4.5 Ưu nhược điểm 2.5 HỆ THĨNG TẠO HÌNH KHĨI CỦA CÔNG TY TELIN SEIKI 38 38 2.5.1 Giới thiệu 2.5.2 Quá trình 39 2.5.3 Nguyên lý 39 2.5.4 Ứng dụng 40 2.5.5 Ưu nhược điểm 42 42 2.6 HỆ THÓNG TẠO MẪU NHANH CỦA CÔNG TY MEIKO 2.6.1 Giới thiệu 42 2.6.2 Quá trình 43 2.6.3 Nguyên lý 44 44 2.6.4 Ứng dụng 2.6.5 Ưu nhược điểm 45 2.7 HỆ THĨNG TẠO MẪU NHANH BẰNG PHƯƠNG PHÁP LẠNH ĐƠNG 46 2.7.1 Giới thiệu 46 2.7.2 Quá trình 46 2.7.3 Khả ứng dụng 48 2.7.4 Ưu nhược điểm 50 CÂU HỎI ÔN TẬP 51 2.1.6 Ưu nhược điểm 2.2 PHUONG PHAP XU LY NEN TANG RAN - SGC ii Chuong HE THONG TAO MAU NHANH SU DUNG VAT LIEU RAN 3.1 PHƯƠNG PHÁP DÁN NHIÊU LỚP - LOM 3.1.1 Thiết bị 3.1.2 Quá trình 3.1.3 Câu tạo hệ thống LOM 3.1.4 Nguyên lý làm việc 3.1.5 Ưu nhược điểm 3.1.6 Ứng dụng LOM 3.2 PHƯƠNG 3.2.1 Giới 3.2.2 Sản 3.2.3 Đặc 3.2.4 Quá 3.2.5 PHÁP TAN CHẢY LẮNG ĐỌNG - FDM thiệu phẩm FDM điểm trình FDM trình FDM Nguyên lý hoạt động FDM 3.2.6 Ưu nhược điểm 3.2.7 Ứng dụng 3.3 PHUONG PHAP DAN EP TUNG LOP — PLT 3.3.1 Giới thiệu 3.3.2 Quá trình hoạt động 3.3.3 Nguyên lý 3.3.4 Ưu nhược điểm 3.3.5 Ứng dụng 3.4 PHƯƠNG PHÁP TẠO MẪU NHIÊU ĐẦU PHUN - MIM 3.4.1 Giới thiệu 3.4.2 Quá trình làm việc 3.4.3 Nguyên lý hoạt động 3.4.4 Đặc điểm kỹ thuật 3.4.5 Ưu nhược điểm 3.5 PHUONG PHAP CHE TAO VAT THE TUNG LGP (SSM) 3.5.1 Giới thiệu 3.5.2 Quá trình 3.5.3 Nguyên tắc 3.5.4 Ưu nhược điểm 3.6 Phuong phap ép dun tan chay - MEM 3.6.1 Giới thiệu 3.6.2 Quá trình 3.6.3 Nguyên lý làm việc 53 53 53 53 56 57 58 59 60 60 60 61 61 62 63 64 64 64 64 66 66 67 67 67 68 69 70 71 T2 72 72 73 73 74 74 74 75 iii Chương KỸ THUẬT NGƯỢC TRONG TẠO MẪU NHANH 7.1 GIỚI THIỆU VẺ KỸ THUẬT NGƯỢC Kỹ thuật ngược (Reverse Engineering - RE) trình chuyên đổi hình đạng hình học tiết thật (mẫu) có sẵn, thành mơ hình CAD 3D máy tính Từ đó, có thé dung dé gia công tái tạo, chỉnh sửa số đặc điểm thiết kế tiết theo ý muốn Kỹ thuật ngược đời dựa nhu cầu sản xuất thực tế, sản phẩm cần chế tạo theo mẫu có sẵn mà chưa (hoặc khơng) có mơ hình CAD 3D tương ứng như: chi tiết không rõ nguồn gốc, phù điêu, phận thể người, động vật Hay đơn giản chép lại kết sản phẩm có tên ti thị trường, nhằm để giảm chi phí chế tạo mẫu, để cải tiến sản phẩm theo hướng Đề tạo mẫu sản phẩm này, trước người ta phải đo đạc vẽ phác lại; dùng sáp, thạch cao để in tái tạo mẫu Các phương pháp truyền thống cho độ xác khơng cao, tốn nhiều thời gian công sức, đặc biệt không thê thực tiết phức tạp Ngày nay, máy quét ảnh chiều (scanner-3D) sử dụng để số hóa hình dáng chi tiết, sau phần mềm CAD/CAM chuyên dụng xử lý liệu số hóa, để tạo mơ hình CAD 3D tiết với độ xác cao Mơ hình CAD chỉnh sửa cần thiết để có sản phẩm tốt Kỹ thuật ngược hoạt động bao gồm bước: phân tích đặc điểm đê lấy thơng tin sản phẩm có sẵn như: chức phận, đặc điểm, kết cấu hình học, vật liệu, tính cơng nghệ, Sau tiến hành khơi phục lại mơ hình CAD cho tiết (vật mẫu) phát triển thành sản phâm mới; sử dụng công nghệ CAM/RP/CNC đê chê tạo sản phâm Kỹ thuật ngược ứng dụng nhiều lĩnh vực như: hóa học, điện tử, xây dựng, khí, y học, nghệ thuật Kỹ thuật ngược có thê giúp: - Giảm thời gian thiết kế, tăng thêm đặc tính ưu việt cho cơng trình thiệt kê - Tạo sản phẩm từ mẫu sản phẩm cho trước khơng có vẽ thiệt kê, vẽ bị mât hay không rõ ràng Sản phâm tạo sở khôi phục nguyên vẹn phát triên từ vật thê thật ban đâu 136 - Phat trién nhanh san pham, đặc biệt lĩnh vực thiết kế mơ hình 3D từ mơ hình có sẵn nhờ trợ giúp máy tính " Ree San phẩm thực Mơ hình CAD xây dựng lại Hình 7.1 @ P Sản phẩm sơn đề quét _ Quét mẫu thiết bị - Mơ hình hóa bề mặt Mơ hình sau qt Quy trình tái tạo mơ hình CAD sản phẩm sử dụng RE Ở Việt Nam, năm trở lại công nghệ thiết kế ngược áp dụng vào sản xuât, nhiên phân lớn chưa mang tính chuyên nghiệp 7.2 ƯU NHƯỢC DIEM CUA KY THUẬT NGƯỢC Ưu điểm > Kiểm tra chất lượng sản phâm cách so sánh mơ hình CAD với sản phẩm thật, từ điều chỉnh mơ hình thơng số cơng nghệ để tạo sản phâm đạt u câu > Mơ hình CAD sử dụng mơ hình trung gian q trình thiết kế, cách tạo thủ công sản phẩm vật liệu dẻo như: đất sét, thạch cao, rôi quét hình để tạo mơ hình CAD; từ mơ hình CAD này, có thê chỉnh sửa theo yêu câu > Giảm thời gian thiết kế chế tạo, nên suất cao > Chế tạo phục chế nguyên mẫu vật thể mà không cần vẽ thiệt kê 137 Nhược điểm > Cần trang bị công nghệ tương thích loại máy qt hình (scanner) > Giá thành đầu tư thiết bị dùng kỹ thuật ngược cao 7.3 QUY TRINH THIET KE NGUQC Ngày nay, quy trình chế tạo loại sản phẩm chia tách nhiều cơng đoạn riêng biệt, có quan hệ mật thiết với theo tiêu chuẩn chung, thông hợp thành tiêu chuẩn sản xuất Quy trình thiết kế thuận ngược biểu qua sơ đồ Hình 7.2 Ý tưởng thiết kế Sản phẩm thực tế Bản vẽ phát thảo Số hóa sản phẩm Tính tốn, phân tích Xử lí số liệu số hóa Tối ưu thiết kế, vẽ thiết kế (CAE CAD) Chuẩn bị gia công CAD/CAM/CAE/CAPP Chế tạo thử, mô CNC/CAM Chế tạo thử, mô Chế tạo thử, mô mm a Kiém tra Sản xuất đại trà Sản xuất đại trà lực Đến, Kỹ thuật thiết kế thuận thực tiên Kỹ thuật thiết kế ngược Hình 7.2 Quy trình thiết kế thuận quy trình thiết kế ngược 138 Quy trình thiết kế thuận: quy trình thiết kế xuất phát từ ý tưởng thiết kế, người thiết kế phát thảo sơ sản phẩm qua vẽ CAD Bản vẽ phát thảo tính tốn, phân tích, kiểm tra thơng số kỹ thuật, tính cơng nghệ Sau đó, mơ hình tối ưu hóa để có vẽ thiết kế hồn chỉnh Tiếp theo qua bước chuẩn bị công nghệ, lập trình gia cơng (CAM), mơ phóng chế tạo thử mẫu sản phẩm phương pháp tao mau nhanh máy công cụ, máy CNC Mẫu sản phẩm đem kiểm tra thực tế, xem xét có đáp ứng yêu cầu kỹ thuật đặt hay khơng Nếu khơng đạt, quay vệ sửa lại vẽ phát thảo Quá trình lặp lại mẫu sản phẩm đạt yêu câu; lúc mơ hình đưa vào sản xuất đại trà _ Quy trình thiết kế ngược: quy trình có điểm xuất phát mẫu sản phẩm thực tế Mẫu sản phâm quét hình, số hóa xử lí thiết bị qt 3D phần mềm chuyên dụng, để chuyển từ vật thể thực tế sang mơ hình CAD-3D cụ thé Sau có mơ hình CAD-3D vật thể, cơng đoạn quy trình thực giống quy trình thiết kế thuận Các bước thực như: xử lý, tính tốn phân tích, tối ưu hóa phần mềm; chuẩn bị cơng nghệ gia công tạo mâu nhanh, gia công máy CNC hay máy công cụ khác; kiểm tra thực tiễn sản phẩm cuối trước đưa vào sản xuất đại trà 714 QUY TRÌNH MƠ THUẬT NGƯỢC HÌNH HĨA SẢN PHẨM BẰNG KỸ Q trình mơ hình hóa mẫu sản phẩm có săn, tạo mơ hình CAD cụ thể vật mẫu giai đoạn quan trọng, có vai trị trọng tâm kỹ thuật ngược Qui trình mơ hình hóa sản phẩm cụ thể chia làm giai đoạn 7.4.1 Giai đoạn số hóa sán phẩm Sự khác biệt chủ yếu thiết kế thuận thiết kế ngược giai đoạn số hóa sản phẩm Số hóa sản phẩm tức phương thức thu thập liệu hình học ban đầu sản phẩm (Raw Geometric Data) Để số hóa sản phẩm, máy quét hình (scanner) sử dụng để quét hình dạng vật thẻ Dựa theo cách thức quét hình, thiết bị quét hình phân đạng chủ yếu: máy quét tiếp xúc (may toa dé Coordinate Measuring Machine - CMM), máy quét không tiếp xúc laser (Laser Scanner) Việc số hóa bề mặt ba chiều tiết để có mơ hình CAD-3D thực theo hai phương pháp: phương pháp đo tiếp xúc, phương pháp không đo tiếp xúc a Phương pháp đo tiếp xúc Là phương pháp mà q trình đo, có sử dụng đầu đo tiếp xúc trực tiếp lên bề mặt vật thể cần đo Khi đầu đo trượt tiếp xúc bề mặt 139 tiết theo quỹ đạo lưới điểm xác định trước, tọa độ (vị trí) điểm mà đâu dị qua liên tục ghi lại Cơng cụ chủ yêu sử dụng phương pháp máy đo tọa độ chiêu (CMM) Các máy CMM sử dụng đầu đo (đầu do) tiếp xúc với bề mặt cần đo, để xác định vị trí điểm tiếp xúc với tọa độ (x, y, Z) Tập hợp điểm tạo thành lưới điểm, vẽ tạo nên hình dáng vật thê cân đo Có hai dạng máy đo tọa độ CMM thông dụng: - Máy đo tay: đầu đo dẫn động tay - Máy đo CNC: đầu đo điều khiển tự động chương trình số Hình 7.4 Một số dạng đầu đo CMM 140 v Uu diém phuong phdp tiép xtc: o Do nguyén tac timg diém đối tượng nên độ xác cao, hoạt động máy theo ngun tác hành trình nên máy có độ xác đên phan van (+ pm) o Tinh tu déng héa cao: có thé tự động trình o Két qua đo cho tập tin có nhiều định dạng tiêu chuẩn như: IGS, Step, STL, thich hop phân mêm thiệt kê 3D o_ Dễ xử lý kết đo: Kết đo tập hợp đường cong thuận lợi tạo mặt phân mêm thiêt kê 3D o_ Đầu đo đa dạng phù hợp với đối tượng đo v Nhược điểm phương pháp äo tiếp xúc _ © đâu đo Han chế đo rãnh hẹp, cạnh sắc có kích thước nhỏ bán kính _ o Tốc độ đo khơng cao: Chỉ từ 10 đến 1000 diém/phut, chậm nhiêu so với công nghệ quét băng tia laser Đề khắc phục, người ta chế tạo máy đo không tiếp xúc, đùng laser tia X, siêu âm, ảnh video b Phương pháp đo không tiếp xúc Phương pháp đo không tiếp xúc phương pháp dùng tia laser, tia quang học khác đề đo chụp ảnh bê mặt vật cân đo Sau liệu xử lí hồn chỉnh nhờ phân mêm xử lí ảnh chun dùng Thiết bị số hóa loại máy quét laser máy quét ánh sáng trắng Máy quét quét vật từ gần tới xa, đến 35 mét máy quét laser Các máy quét laser: sử đụng chùm tia laser phát từ máy, chiếu vào vật thé; sé phan xạ trở lại phận cảm biến thu Tập hợp tia phản xạ giúp tạo dựng nên ảnh vật thể Hình dạng tồn vật thể ghi lại dịch chuyển (hay quay) vật thể chum tia laser (hoặc quét chùm laser ngang qua vật thê) Phương pháp có độ xác phương pháp tiệp xúc, song nhanh đầy đủ Dữ liệu thu lưới điểm, mà tập hợp khối đám mây ánh điểm Đám mây điểm chuyển sang lưới tam giác dùng đề xây dựng bề mặt tiết 141 Kinh diéu khién ngn sáng Hình 7.5 Thiết bị mơ hình số hóa sản phẩm từ máy quét laser v Uu điểm phương pháp đo khơng tiếp xúc o_ Thời gian lây mẫu nhanh, lấy mẫu vật thể có kích thước lớn ¬Có thể lay mau Các vật thể làm vật liệu mềm như: chất dẻo, xôp, sáp hay vật thê bị biên dạng mà không làm biên dạng hay phá hủy mâu cân đo Nhược điểm phương pháp ảo khơng tiếp xúc ©_ Độ xác khơng cao phương pháp đo tiếp xúc, bị nhiễu nguồn sáng, bị che bới vật thể khác q trình qt Mỗi phương pháp có ưu, nhược điểm riêng nên dùng trường hợp cụ thể Cũng kết hợp hai phương pháp để đạt hiệu cao nhất: số hóa máy qt khơng tiếp xúc, sau kiểm tra sai số sản phẩm máy đo tọa độ tiếp xúc 7.4.2 Giai đoạn xử lý liệu số hóa Giai đoạn bao gồm bước: - Bước I: Chỉnh sửa lưới liệu, đám mây điểm - Bước 2: Đơn giản hóa lưới tam giác cách giảm số lượng tam giác, tơi ưu hóa vị trí đỉnh cách kêt nôi cạnh môi tam giác lưới; cho đặc điêm hình học khơng thay đôi - Bước 3: Chia nhỏ lưới cắt bỏ phần thừa đề tạo bề mặt theo ý muốn 142 Hình 7.6 Xử lý liệu số hóa 7.4.3 Thiết kế lại sản phẩm dựa sớ liệu số hóa Trên sở liệu số hóa xử lý, mơ hình sản phẩm dạng khối dạng mặt tái dựng lại, phần mềm chuyên dụng thiết kế ngược Kết cuối nhận mơ hình sản phẩm hồn chính, có bề mặt trơn bóng, đầy đủ chức mong muốn Mơ hình chuyền sang dang tập tin CAD dạng tương thích cho trình chế tao nhu: IGES, DXF, STL 7.4.4 Chế tạo mẫu, gia công tiết Từ liệu mô hình CAD thu được, sản phẩm chế tạo cơng nghệ phù hợp Có thể dùng công nghệ tạo mẫu nhanh để tạo mẫu sản phẩm; chế tạo mẫu q trình g1a cơng máy ƠNC 7.5 CAC UNG DỤNG CỦA KỸ THUẬT NGƯỢC Kỹ thuật ngược ứng dụng phổ biến nhiều lĩnh vực khác nhau; giúp cho nhà thiệt kê tơn thời gian cơng sức nhât, đê có sản phâm ưng ý nhât theo yêu câu khách hàng Đơng thời, có thê 143 dùng để tái tạo nên sản phẩm mà khơng cịn sản xuất, khơng cịn vẽ, khơng cịn hơ sơ, thay phải thiệt kê từ ban đâu vé Trong lĩnh vực nghệ thuật: Kỹ thuật ngược dùng cho chép phân tích đặc điểm, nét vẽ kiệt tác hội họa, điêu khắc Thông thường với chi tiết yêu cầu cao tính thâm mỹ, sản phẩm mơ hình hóa nhà thiết kế mẫu (stylist) chất liệu đất sét, chất dẻo, gỗ Tuy nhiên, tác phẩm hay kiệt tác nghệ thuật kết vài nhà nghệ thuật, nhà thiết kế đó, mn có, muốn thưởng thức chúng Đề đáp ứng nhu cầu cần có mơ hình CAD sản phẩm; việc có kỹ thuật ngược Với thiết bị đại với trợ giúp máy tính, người ta xây dựng đữ liệu CAD giống hệt mơ hình thật nhà mỹ thuật tạo với dung sai nhỏ Hình 7.7 Ứng dụng RE tạo mơ hình CAD cho tác phâm nghệ thuật v Trong thiết kế phát triển sản phẩm: Kỹ thuật ngược có vai trị lớn cải tiến thiết kế, phát triển sản phẩm Yêu cầu thời gian không cho phép chế tạo sản phẩm chu trình sản xuất: từ khâu phát thảo thiết kế; tới tính tốn, tối ưu, chế thử kiểm tra- kiểm nghiệm đưa vào sản xuất; q trình tốn nhiều thời gian, cơng sức Do vậy, kỹ thuật ngược giúp cho nhà thiết kế biết kế thừa mẫu sản phẩm tối ưu, đạt tiêu chuẩn kiểm tra Trên sở đó, thiết kế lại cho phù hợp với yêu cầu mới, để có mẫu mã mới; giảm thời gian thiết kế, rút ngắn thời gian đưa sản phâm vào thị trường (chu trình sản xuất) Với nhu cầu thị trường thay đổi liên tục ngày nay, công ty sớm đưa mẫu mã chiếm thị phần giành lợi nhuận cao Do vậy, kỹ thuật ngược trở thành vai trò quan trọng phát triển sản phẩm, chiến lược phát triển tập đồn, cơng ty tương lai 144 Kỹ thuật ngược sử dụng: - Khi cần thiết kế tiết, phận mà nhà sản xuất khơng cịn cung câp, cân phải chê tạo lại chúng khơng có vẽ thiệt kê - Khi muốn sản xuất theo mẫu mã mới, tối ưu thị trường, mà nhà thiết kế chúng làm mắt, làm hỏng, không muốn cung cấp tài liệu thiết kế; đặc biệt, với hình đạng sản phẩm phức tạp, khó miêu tả - Khi đánh giá, phân tích sản phẩm cơng ty đối thủ cạnh tranh v Trong khảo cỗ học: Kỹ thuật ngược cho phép khơi phục hình dạng nhân vật, đồ vật, động vật thời tiền sử, dựa hóa thạch cổ thu đất, đá hay băng: mà không làm tổn hại hay phá hoại mẫu hóa thạch Kỹ thuật ngược cịn cho phép dựng lại mẫu tượng cổ, khôi phục lại cơng trình kiến trúc, nghệ thuật bị tàn phá lịch sử phục vụ cho công tác trưng bày, bảo tàng triển lãm v Trong y học: Kỹ thuật ngược có ý nghĩa vai trò lớn y học Kỹ thuật cho phép nhà nghiên cứu, nhà chun mơn có thé tao phận thể phù hợp, thay ho bệnh nhân thời gian ngăn Giúp cho phát triển y học lĩnh vực giải phẫu, thay cho khuyết tật xương, phận bị tốn thương, bị hư hại tai nạn bam sinh vé: xương, khớp, hàm, mảnh phận khác sọ não, chân, tay nhiều v Trong lĩnh vực giải trí- thời trang: Kỹ thuật ngược ứng dụng rộng rãi lĩnh vực giải trí, mơ thiết kế nhân vật trò chơi game 3D; tạo môi trường giao diện ảnh game, phim ảnh Mô lĩnh vực phim ảnh, hay mơ q trình khác theo u cầu cụ thé Kỹ thuật ngược trợ giúp đắc lực cho nhà thiết kế, tạo trang phục thời trang theo mẫu mã thời trang đáp ứng theo hình đáng người Ngoài ứng dụng trên, kỹ thuật ngược áp dụng nhiều vài lĩnh vực khác Nhìn chung, cần thiết kế đưa mơ hình CAD áp dụng kỹ thuật ngược Xu hướng sản xuất đại hướng đến tiêu chí rút ngăn thời gian để chế tạo sản phẩm (JIT- Just-In- Time) Với ưu điểm thời gian, độ xác, kỹ thuật thiết kế ngược công cụ thiết kế chủ đạo sản xuất 145 CAU HOI ON TAP aA oe PS Pf 146 Trình bày khái niệm (định nghĩa) kỹ thuật ngược? Những ưu điểm - nhược điểm kỹ thuật ngược Trình bày quy trình thiết kế ngược? So sánh phân tích khác thiết kế thuận thiết kế ngược? Trình bày quy trình mơ hình hóa sản phẩm kỹ thuật thiết kế ngược? Phương pháp nguyên lý quét hình (đo) tiếp xúc không tiếp xúc? Cho biết ý nghĩa ứng dụng kỹ thuật ngược? TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Khoa học Công nghệ, 2003 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh The workshop on rapid prototyping research and application Chua C.K., Leong K.F and Lim C.S, 2003 Rapid prototyping: Principle and Applications 2nd Edition, World Scientific Publishing Co Pte Ltd Famieson, R and Hacker, H., 1994 Direct slicing of CAD models for rapid prototyping Rapid Prototyping Journal, ISATA94, Aachen, Germany Frank W Liou, 2008 Rapid Prototyping and Engineering Applications: toolbox for prototype development CRC Press - Taylor & Francis Group I Gibson, 2002 Software solution Engineering Publishing Limited, UK for rapid prototyping a Professional Tan Gison, David W.Rosen, Brent Stucker, 2009 Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing Springer Publishing Jacobs, P.F., 1992 Rapid Manufacturing Engineers Prototyping and Kenneth G Cooper, 2001 Rapid Prototyping application Marcel Dekker, Inc , New York Manufacturing Technology: Society selection of and Leong, K.F., Chua, C.K., and Ng Y.M A study of stereolithography file errors and repair Part - Generic solutions International Journal of Advanced Manufacturing Technologies, accepted for publication 10 Leong, K.F., Chua, C.K., and Ng Y.M A study of stereolithography file errors and repair Part - Special cases International Journal of Advanced Manufacturing Technologies, accepted for publication 11 Nguyén Van Cuong, 2001 Co sé ly thuyét khả ứng dụng công nghệ tạo mẫu nhanh, Luận văn Thạc sĩ, ĐH Quốc Gia TPHCM, 104 trang 12 Serope Kalpakjian, Steven R Schmid, 2014 Manufacturing: Engineering and Technology Pearson Education South Asia Pte Ltd., Seventh Edition 13 Smith-Moritz, Geoff, 1994 Rapid Prototyping Report: Rapid Prototyping and Manufacturing 4(12): 14 Swaelens, B and Kruth, J.P., 1993 Medical applications of rapid prototyping techniques Proceedings of the Fourth International Conference on Rapid Prototyping, pp 107-120 15 Vancraen, W., Swawlwns, B., and Pauwels, Johan, 1994 Contour interfacing in rapid prototyping — Tools that make it work Proceedings of the Third European Conference on Rapid Prototyping and Manufacturing, pp 25-33 147 16 Vinesh Raja, Kiran J Fernandes, 2008 Reverse Engineering — an Industrial Perspective Springer — Verlag London Ltd 17 Ung dụng in 3D ngành công nghiệp chế tạo ô tô Tạp chí tự động hóa Website: https://automation.net.vn/ 18 148 Tạp chí A.3D.M cơng nghé in 3D Website: https://www.a3dm-magazine.fr/ GIAO TRINH TAO MAU NHANH Bién soan: TS NGUYEN VAN CUONG (Chủ biên) PGS TS BANG VAN NGHIN Đối tác liên kết xuất bản: TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÀN THƠ Chịu trách nhiệm xuất bán Giám đốc TRẤN THANH ĐIỆN Chịu trách nhiệm nội dung Tổng biên tập NGUYÊN THANH PHƯƠNG Biên tập Trình bày bìa =TRÂN LÊ HẠNH NGUYÊN DO VAN THO Biên tập kỹ thuật _ ĐẶNG THANH LIÊM Đọc sửa bảnin NGUYÊN VĂN CƯƠNG ĐĂNG VĂN NGHÌN NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC CẢN THƠ In 500 bản, khổ 16 x 24 cm, Xưởng in - Nhà xuất Đại học Cần Tho Địa chỉ: Khu II, Đại học Cần Thơ, Đường 3/2, Q Ninh Kiều, TP Cần Thơ Số xác nhận đăng ký xuất bản: 124-2020/CXBIPH/1-01/DHCT ISBN: 978-604-965-274-5 Quyết định xuất số: 75/QĐ-NXB ĐHCT, cấp ngày 18.9.2020 In xong nộp lưu chiểu quý năm 2020