Lu i c a lu
T ng quan v công ngh thi t k c
1.1.1 Công ngh thi t k c là gì
Kỹ thuật là quá trình thiết kế, sản xuất và lắp ráp các sản phẩm và hàng hóa Có hai loại thiết kế trong kỹ thuật: thiết kế cơ bản (FE) và thiết kế cải tiến (RE) Thiết kế cơ bản là quá trình truyền thông tin từ thiết kế đến thực hiện, sử dụng tài liệu công nghệ và chất liệu để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh Tuy nhiên, trong một số trường hợp, việc thiết kế có thể gặp khó khăn khi chỉ dựa vào thông tin chi tiết, mà không có bất kỳ tài liệu kỹ thuật nào Để đạt được hiệu quả tối ưu trong thiết kế, cần có cách sao chép linh hoạt và điều chỉnh phù hợp với quy trình và yêu cầu cụ thể.
c cng m t cách chính xác nh t Quá trình sao chép hình d ng, kích
c c a m t chi tit, b ph n mà không có b n v k thut, tài li u liên quan ho c
y mô hình CAD hình h c t c b ng cách quét, s hóa b m t các chi ti t hay s n ph m hi n có Các nhà nghiên c u trên th gi
n v s n xu t m t ph n d a trên mô hình nguyên b n ho c v t lý mà không s d ng b n v k thu
y hình h c m i t m t ph n s n xu t b ng cách s hóa và si m t mô hình CAD hi [2] T t c n là gi ng nhau
Công ngh thit k c hic s d ng r ng rãi trong nhi u ng d ng
trong s n xu t công nghi p, thi t k và ph c ch trang s c, ph c ch các mô
ch s c n b o t n và trong y t Ví d t k u dáng ô tô, nhà ki thi t k s ng c a h b ng cách s d t sét, th ch cao,
14 g , cao su ho c x n ph i có b n v mông và m u
c phê duy t s ti n hành l y mô hình CAD c a s n ph thit k chi ti t, chnh s a nh n u c n và l p h Lúc này, v i mô hình m u th t s ti n hành s hóa mô hình b uét 3D, l y t b ng
Quá trình thiết kế sản phẩm ngày càng trở nên quan trọng trong việc phát triển sản phẩm Một lý do khác cho sự phát triển của các sản phẩm là nhằm rút ngắn thời gian và chu kỳ phát triển sản phẩm Trong môi trường cạnh tranh hiện nay, các nhà sản xuất không ngừng tìm kiếm những cách thức hiệu quả để giảm thời gian ra mắt sản phẩm mới Phát triển sản phẩm nhanh chóng là yếu tố then chốt để duy trì lợi thế cạnh tranh.
Sự phát triển của công nghệ và kỹ thuật hiện đại đã làm thay đổi cách thức sản xuất và thiết kế sản phẩm Các nhà sản xuất đang tìm kiếm giải pháp để rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất Ví dụ, việc áp dụng công nghệ CAD/CAM cho phép tạo ra các mô hình và sản phẩm một cách nhanh chóng và chính xác Nhờ vào công nghệ tự động hóa và gia công CNC, quy trình sản xuất trở nên nhanh chóng và hiệu quả hơn, giúp các doanh nghiệp đáp ứng nhu cầu thị trường một cách linh hoạt.
Hình 1.1 Quá trình chuy n v t th có th t thành b n v (d li u s )
1.1.2 m c a vi c ng d ng công ngh thi t k c
Công ngh thi t k c có th c ng d tái t o l i m t s n ph m
i mang l i hi u qu kinh t cao hoc có giá tr v n b o t n Trong
n xu t công nghi p, thi t k ch t o thay th các b ph n b h ng mà không có tài li u k thu c các
15 b n thi k , các tài li u liên quan t t ng g c a các c m chi ti t giúp gi m chi c phí mua m i, ho c t o thêm ph duy trì s n ph m trong m t th khi chi ti ng n a[1]
Công ngh thit k c ng d ng r t ph bi c
thun m m, hóa h n, y h c[1].Chúng có m t s m sau mà chúng ta nên s d ng thi t k c[2]:
- Nhà s n xu u không còn t n t v n c n s n ph m
Ví d tùng mc yêu c ng nhi
- Nhà sn xuu c a m t sn ph m không còn s n xu t sn pha.
- Tài liu thit k c a s n ph m g m t hoc thiu thông tin
- T o ra d li t i, s n xu t l i m t chi ti t mà không có d li u CAD hoc d u li
- Kim tra và ki m soát ch ng b ng cách so sánh ph n ch t o v i mô hình CAD hoc so sánh i m t tiêu chu v n
- Phân tích và so sánh c a s n ph m gi i th c nh tranh
- Tìm ra cách làm m ci thia sn phm.
- T o ra mô hình 3D t ng, mô hình có s n; ph c ch tác ph kh t o l i, phóng to, thu nh c; ch hoc ch t o l i
- Xây d ng kho d u trong h i h a góp ph n vào vi c b o t n các giá tr li hóa truy n th ng
- Thit k các m u qu n áo, giày dép phù h p v i tng cá nhân
- T o ra các b phn gi trong nha khoa hay ph u thu t, thi t k các b ph th, ph c v quá trình ph u thu t o trong y h c
V i r t nhi u ng d ng th c t , công ngh thi t k thành m t trong nh ng chìa khóa quan tr ng trong vi c phát tri n các ngành khoa h c khác nhau Nó có
16 th coi là mc ngo t trong vi t, chng hóa s n ph m công nghi p
1.1.3 ng dng ca công ngh thi t k c
Công nghệ thi công hiện đại là một phương pháp tiên tiến giúp tối ưu hóa quy trình xây dựng và cải thiện hiệu suất Các ứng dụng chính của công nghệ này bao gồm việc sử dụng robot, trí tuệ nhân tạo và các thiết bị tự động hóa để nâng cao chất lượng và tiết kiệm thời gian Hàng ngàn dự án xây dựng đã được cải tiến nhờ vào việc áp dụng công nghệ thi công, mang lại hiệu quả kinh tế và môi trường bền vững.
ng c nhu c u th ng v i tr giá hàng t USD[1] Vi c phát minh ra công ngh k thu t s là ti n n cho s phát tri n c a nó Công ngh thit k
Công nghệ RE đang trở thành ưu tiên và phổ biến trong các ngành công nghiệp hàng không và ô tô Với sự phát triển của nó, ứng dụng của RE ngày càng mở rộng, đặc biệt trong lĩnh vực y tế, nơi công nghệ này mang lại nhiều lợi ích cho việc nâng cao hiệu quả và chất lượng dịch vụ.
c khai thác và cho nh ng hi u qu rõ r t[1] t s ng d ng
1.1.3.1 ng dng trong s n xu t công nghi p
Công ngh thit k c có liên quan n vi c sao chép thi t k u cho mnh tranh Tuy nhiên, trong th gi i s n xu t, khái ni m v thi t k c
Công nghệ CAD, CAE và CAM đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển sản phẩm, giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế và sản xuất Những công cụ này cho phép tạo ra các sản phẩm với độ chính xác cao, cải thiện hiệu suất và giảm thiểu thời gian sản xuất Sự kết hợp giữa thiết kế máy tính và phân tích kỹ thuật không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn tạo ra những đổi mới trong ngành công nghiệp Việc áp dụng công nghệ này giúp doanh nghiệp cạnh tranh hơn trên thị trường toàn cầu.
n m m phân tích k t c u, nhi ng hng l c h c, dòng ch t l ng, cht khí Ph n m m CAM s t o tsao cho có ch t
t cao nh t Ngày nay, k thu c áp d ng trong vi c t o b
17 m t các b phng hình h c ph c t
1.1.3.2 ng dng trong hàng không và hàng h i
Cách ti p c n công ngh thi t k c s d ng b i Boeing và các công
t o ra hàng ngàn ph tùng t vi c chuy i d li u k th ng d ng k thuc là chìa khóa cho
c a s n xu Ngành công nghi hi n
i s d ng k thuc vì nhng lý do chính sau:
- khc phc các trngi d u li
- gi i quy t các v phát sinh t s khác bi t gi a mô hình chính CAD và công c th c t ho c ph c xây d ng
- xác nh n ch ng và hi u su t b ng ki m tra h máy tính và phân tích tr k thut.
Mt ng d ng khác trong hàng h là viu trúc hình d ng c a m t thân tàu hoàn ch nh và các b ph n c u này là m t nhi m v ng xuyên
Here is the rewritten article in Vietnamese, complying with SEO rules:"Trong việc thực hiện thay đổi các bộ phận nhân tạo, công nghệ thiêt bị y tế đóng vai trò quan trọng Áp dụng hình thức quét cắt lớp giúp phân tích phần tử hữu hạn trong khoang và xây dựng chính xác các bộ phận Điều này cho phép tùy chỉnh phù hợp nhất với từng bệnh nhân Các yêu cầu cho khoang thu thập dữ liệu trong y học và thiết bị y tế là sự phù hợp vô cùng quan trọng."
m sinh lý c a t bào s i và s liên h gi a chúng Các k
18 nhà khoa hi làm th c l p và d ng l i các b ph có th c các b ph n bên trong và các y u t sinh h c ph hitái to các chc ca các b ph n này[1]
Thit k c , các k c tiên ph i l a ch n các v t li u
c s d ng và thi t b y t chuyên dùng c n có, ng hình h c c a b ph n c n ph c s hóa chính xác và l a ch t o nó K thu t
c s d ng trong m t s c y t nha khoa, máy tr u g i nhân t o, chân tay gi , khôi ph c và ch nh hình, các v v tim, ph ki n h tr
Trong lĩnh vực y tế, các thiết bị như máy chụp CT, máy chụp cộng hưởng từ, máy quét 3D và máy tính có khả năng xây dựng mô hình đã đóng vai trò quan trọng Những thiết bị này có thể được tùy chỉnh cho từng bệnh nhân, giúp nâng cao hiệu quả trong việc chẩn đoán và điều trị Sự phát triển của các công nghệ y tế hiện đại đang góp phần vào sự tiến bộ trong thiết kế và ứng dụng trong ngành y, mang lại lợi ích cho cả bác sĩ và bệnh nhân.
làm cho máy tr thính không dây nh u qu v i chi phí th ng d ng c a k thu chu g i, hông, hoc ct sng khi cc d [1]
Công ngh thit k c c s d tái t o l i các b ph n ngay
c và ngay sau tai n n trong ngành hàng không, ô tô và các ngành v n t i khác Các
t k th i trang; trong ngành công nghi p hóa ch t; ki n trúc và k thut dân d thu c ng d ng công ngh này[1].
Công ngh thi t k c trong k thu
c s d ng trong nghiên c u và phát tri n y h c g i là MRE
Việc xây dựng mô hình 3D từ dữ liệu của bệnh nhân giúp phát triển các cấu trúc giải phẫu liên quan, từ đó cải thiện chất lượng sản phẩm y học Mô hình này không chỉ hỗ trợ nghiên cứu mà còn ứng dụng trong thực tiễn, góp phần nâng cao hiệu quả điều trị và chăm sóc sức khỏe.
19 xác yêu c u c a MRE ph thuc vào các ng d ng riêng bi t Ví d i v v c yêu c u không cao b ng RE trong công nghi p, sai s có th cho phép t
i v i d ng c ph u thu t và c t s u g chính xác yêu c u r t cao [4]
M c tiêu cu i cùng cho t t c c d u 3D c li i
ng t các quá trình khác nhau trong y h: Hình nh ch p X-quang, hình nh chp c t l p vi tính, hình nh ch p c ng t , d li u quét 3D Có 2 lo i d li u
c s d ng ph bi n xây d ng mô hình 3D ph c v thit k nh sa, nghiên c u và phát tri n s n ph m là [4]:
ng cng B m ng có hình tam giác, t giác, ho c
i Lo i d li n nh t mô t hình h c c ng, vì v y nó t hi n trong h u h t các h th h a máy tính Tuy nhiên, nó không mô t c chính xác hình d ng hình h c
B m u ra ch y u c a quá trình RE mà chúng ta c n ph i thu
c trong các ng d ng yêu c có chính xác cao NURBS là d ng nh
chính xác c a ng cong và b m t t c s d ng cho các lý do sau [4]:
- t d ng toán h c ph bi n cho c 2 tiêu chu n v phân tích hình d ng
nh và hình d ng t do
- Cung c p tính linh ho thi t k nhi u các tr ng thái khác nhau c a hình d ng
- Gim tiêu t n b nh hình d ng
- Có th ng h p lý, nhanh b i s ng nh và thu t toán chính xác
- i phép c ng tuy i lu t ph i c nh
- T ng quát hóa c ng cong không h u t B spline và b m ng cong không h t và h u t Bezier
V c th n hi th n ng thái hi tr c a chu i d li xây d ng l i mô hình hình h c 3D c ng khi nghiên c u và phát tri n MRE n[4]:
- n 3: Phân tích và x lý d u li
- n 4: Nghiên c u và phát tri n ng d
1.2.1 n 1 u vào c a MRE u vào c a MRE là r t quan tr i v i d li nghiên c u và ng d ng trong y h c u này không ch ph thuc vào vi s d ng công ngh và c
p d li u mà còn ph i x lý và phân tích d li u khi n yêu c u v chính xác t c xây d ng [4]
Hình 1.3 S ng qua li gic c a MRE
Mô hình giải phẫu trong nghiên cứu MRE đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập và phân tích các dữ liệu liên quan đến nha khoa Nó giúp cải thiện hiệu quả trong việc chẩn đoán và điều trị bệnh nhân, đồng thời tối ưu hóa quy trình nghiên cứu trong lĩnh vực y học, khoa học thần kinh và các lĩnh vực liên quan khác Bằng cách trình bày các ứng dụng cụ thể, mô hình này hỗ trợ việc hiểu rõ hơn về mối liên hệ giữa các phương pháp điều trị và kết quả lâm sàng, từ đó nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe.
22 h c u vào MRE có th là b nh nhân ho ng v m u y hlà c
c l y t c thông tin vcá hình h c c ng c n nghiên c u và chúng c ghi li s d ng cho vi c nghiên c u và phát tri n các ng d ng khác trong y h c [4]
B ng 1.1 D ng d u tùy vào các ng d ng c a MRE li
Vic thu nh n d li c c ti p xúc và không ti p xúc
Máy quét laser không tiếp xúc sử dụng công nghệ giao thoa ánh sáng để chiếu sáng bề mặt vật thể Thiết bị này phát ra các chùm sáng laser có độ chính xác cao, giúp thu thập dữ liệu chi tiết về bề mặt So với các phương pháp truyền thống, máy quét laser mang lại hiệu quả vượt trội trong việc thu thập thông tin và phân tích bề mặt vật liệu.
m sáng Máy quét mi n ph ng cho hi u qu i máy quét
m, và r t thích h ng l n T t c u s d ng m t k thu t
c g quang h nh v trí c m trong không gian 3D M t chùm tia laser tr c ti c phát ra t m t máy nh
m t kho ng m t góc gi a chùm tia v i v t quét
H ng c a máy nh s thu ánh sáng ph n x t v t th T v trí c th m
c th y b i c m bi c tính toán ph m vi và góc gi a laser và
Sử dụng laser trong gia công chi tiết máy mang lại nhiều lợi ích Trong quá trình này, các tọa độ (x, y, z) có thể được điều chỉnh chính xác với độ chính xác lên tới 0.1mm Mặc dù công nghệ này không bị giới hạn, nhưng nó có thể gặp sai sót do sự phân tán ánh sáng từ bề mặt vật liệu Những vật liệu có bề mặt bóng loáng có thể làm méo ánh sáng laser, gây ảnh hưởng đến độ chính xác trong quá trình gia công Do đó, việc kiểm soát ánh sáng và bề mặt vật liệu là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Laser s hóa ho ng t t nh t v i màu tr ng ho i
Trong y tế và công nghiệp, việc sử dụng các công nghệ tiên tiến như AI và CT giúp cải thiện quy trình chẩn đoán và điều trị Những công nghệ này không chỉ tăng cường độ chính xác mà còn giảm thiểu thời gian chờ đợi cho bệnh nhân Sự phát triển này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ y tế và hiệu suất làm việc trong ngành công nghiệp.
Công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, đặc biệt trong lĩnh vực tự động hóa với sự xuất hiện của các thiết bị như cánh tay robot, máy CMM và máy CNC Những thiết bị này không chỉ tăng cường khả năng sản xuất mà còn cải thiện độ chính xác trong quá trình gia công Việc sử dụng cảm biến để thu thập thông tin từ môi trường, như ánh sáng và âm thanh, giúp nâng cao hiệu quả quan sát và điều khiển quy trình sản xuất Bên cạnh đó, việc ứng dụng công nghệ hình ảnh cho phép tính toán và phân tích dữ liệu một cách chính xác, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất Tuy nhiên, cần lưu ý rằng sự phát triển này phải được quản lý chặt chẽ để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong sản xuất.
Tuy nhiên, do sự phát triển của các ứng dụng trong y học, các cấu trúc kiến trúc bên trong đã có những hình thức phức tạp và đa dạng hơn Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu và phát triển các công nghệ sinh học, cũng như trong việc xử lý dữ liệu MRE một cách hiệu quả.
i v i ng d ng mà yêu c chính xác cao, ti p xúc l i
c s d ng B ng 3 th hi m c a ti p xúc và không ti p xúc Ph c thu c vào ng d ng s d ng cu i cùng và yêu c chính xác, công ngh thu th p d li u thích h p s c l a ch n [4]
Quá trình thu thp d li u ra c a MRE có th theo 2 lo i:
Quá trình xử lý dữ liệu MRE liên quan đến việc nghiên cứu và phát triển các ứng dụng trong y học, đặc biệt khi sử dụng ánh sáng laser và ánh sáng cận hồng ngoại Việc thu thập dữ liệu MRE được thực hiện thông qua các công nghệ tiên tiến, cho phép tạo ra hình ảnh 2D chất lượng cao Công nghệ này không chỉ cải thiện độ chính xác trong chẩn đoán mà còn mở ra nhiều cơ hội mới trong việc nghiên cứu và điều trị bệnh.
1.2.3 n 3 Phân tích và x lý d u li
D a trên 2 lo i d liu ra c a quá trình thu th p d u, bao g li
m và d ng m t c t 2D S d ng các cách x lý d li u khác nhau và các công c a các c u trúc gi i ph u ho i
ng quan tâm cho vi c nghiên c u và phát tri n ng d ng y h c th hi n trong hình 2 [4]:
1.2.3.1 u vào dm u vào d i ph n m bc toàn b hình d ng hình h c ho c m t khu v c quan tâm trên ng Do
n thi k t h p, s p x p ho c liên k m t nhi u l n quét v i
t s l i nhnh có th s y ra khi quét d li m có th t các vùng không mong mu n ho c ch u này là do
c quét nhi u l n khi quét các hình d ng ph c t lit vi c r t quan tr c này, có 2 cách lm ph bi n
d dàng làm vi c và làm cho d li u có c u trúc t i cùng, d li u
m t t i tam giác 3D ho c các mô hình
c t ki m soát ho c chuy ng yêu c u t ng d ng s d ng cu i cùng[4]
i v i d li u d c t máy quét laser hoa
c n i suy thành các d ng b m t khác nhau ch ng h mt b c hai, b m t Bézier, b m t B-yêu c u d liu
u vào là d m c áp d ng cho hình nh y t , d lia vùng c n nghiên c u (ROI) s c trích xu t
x Hình dlý ng xây d ng l i b ng cách s d s m t
28 nhi u i gian và s không th tránh kh i hi n ng b c thang ho c hi th
Ngoài ra, tham s hóa là m t quá trình b t bu c có th l v trí c a các
m trong mm và giá tr c c a b m t xây d ng l i i v i các mô hình phc tchính xác mô hình sau khôi phc có th p [14] th
i v i máy ch p c t l p ( ) ho CT c máy ch p c ng t ( MRI), các hình
nh d ng DICOM Tuy nhiên, v i các ng d ng s d ng h thng ch p nh micro CT s cho ra các d ng d lic PNG,
Hệ thống micro CT có khả năng tạo ra hình ảnh với độ phân giải lên tới vài micron Các công cụ và phần mềm hiện đại cho phép tái tạo mô hình 3D từ các hình ảnh 2D, mang lại những hiểu biết sâu sắc cho nghiên cứu Việc chuyển đổi hình ảnh từ các lát cắt 2D sang mô hình 3D giúp nâng cao khả năng phân tích và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học.
- Khoanh vùng khu vc quan tâm (ROI)
Các k thu t khác nhau c s d n và nh ROI c a i
Nguyên cứu, là công việc cần thiết cho quá trình xây dựng mô hình 3D Các thông số kỹ thuật được ghi nhận trên giá trị xám có thể giúp xác định các thành phần y sinh trong vật chất tái tạo Giá trị Hounsfield (HU) là chỉ số quan trọng trong việc đo lường các thành phần này Giá trị HU giúp xác định độ tương phản và tính chất của các mô hình y sinh trong nghiên cứu.
th trong các nghiên c u v y h c, ví d i v HU n m trong kho ng 100-500 HU D a vào giá tr này mà có th l c ra ph n quan tâm
Nội dung chính của bài viết đề cập đến việc xác định giá trị của các hình ảnh trong môi trường số, với sự quan tâm đến giá trị pixel và cách mà những giá trị này ảnh hưởng đến việc định giá hình ảnh Sự phát triển công nghệ đã tạo ra những thay đổi lớn trong cách mà giá trị hình ảnh được xác định và giao dịch Các yếu tố như giá trị thị trường và nhu cầu tiêu dùng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc xác định giá trị của hình ảnh.
29 l c ra ng riêng bi m d a vào giá tr t i h n c a
m u này r t có l i cho vi c tách c u trúc gi i ph u [4]
u ra c a quá trình n hình nh (ROI) i tam giác 3D,
ng vi n 2D c a ROI ho c các c u trúc gi i ph v ng h p d liu vào d ng m, các mô hình d ng i tam giác 3D s c t hóa ho c chuy i thành các mô hình 3D d ng ng yêu c u v
chính xác c a mô hình nghiên c u[4]
1.2.4 n 4 Ch t o mô hình thay th
n này là b c cu i cùng c a quy trình ng d ng công ngh thi t k
Quá trình chế tạo mô hình 3D trong không gian 3 chiều là một bước quan trọng, thay thế cho các bản vẽ 2D truyền thống Mô hình 3D sau khi xử lý sẽ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ nghiên cứu khoa học đến giáo dục Việc sử dụng mô hình 3D tam giác giúp cải thiện độ chính xác và tính trực quan, tạo điều kiện thuận lợi cho việc truyền đạt thông tin và ý tưởng.
ch t o b ng cách s d ng các ph n m m h tr gia công CAM, ho c các
Hiện nay, có rất nhiều công nghệ tiên tiến trong gia công CNC, giúp tạo ra các mô hình nhanh chóng và chính xác Quy trình chế tạo bao gồm các bước quan trọng như lựa chọn vật liệu phù hợp, chuẩn bị sản phẩm và sử dụng máy CNC để gia công Để đạt được hiệu quả cao, cần chú trọng đến việc chọn lựa vật liệu và quy trình sản xuất, từ đó đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng.
- L a ch n v t li u V t li : c l a ch n ph i phù h p v i các c áp d ng, các tính ch c l a ch n d a trên các tham s , thông s k thu c mô ph ng ki m nghi m Ngoài ra, khi l a ch n v t li u
n ph i xem xét t i tính công ngh c a nó
- Ch t o s n ph m Mô hình có th : c ch t o b
o m n c ch t o mô hình s d ng trong y t o mc ng d ng ph bi n nh t v t tri gian ch t o nhanh, ti t ki m chi
30 phí, có th ch t o nh ng khu v c ph c t p Tuy nhiên, trong m t s ng hp yêu c u v t li u thay th không th d
n thay th v c s d ng và mang l i hi u qu [10]
Việc ứng dụng công nghệ quét 3D trong y tế đang trở thành xu hướng quan trọng, đặc biệt trong việc tạo ra các mô hình 3D từ hình ảnh chụp CT và MRI Công nghệ này cho phép phân tích chính xác các mô hình giải phẫu, giúp cải thiện quy trình chẩn đoán và điều trị Kết quả từ việc quét 3D cho thấy sự khác biệt rõ rệt về độ chính xác so với các phương pháp truyền thống, đồng thời cung cấp hình ảnh sắc nét hơn cho các bác sĩ Việc so sánh giữa các mô hình 3D và các bức ảnh chụp từ máy quét cho thấy sự tiến bộ vượt bậc trong khả năng phát hiện và phân tích các bệnh lý Sự phát triển này không chỉ nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe mà còn mở ra hướng đi mới cho nghiên cứu và ứng dụng trong y học.
T i dùng s d t lu n v mô hình Tuy nhiên, các
c s d ng v ng h p b mt l n và không quá phc tp
Trên th gi i hi n nay ng d ng công ngh thi t k c trong y h c Các ng d ng này c ti n hành t nh Hình 1.4 hi n các th
ng d m c y mô và mô ph ng, ch t o d ng c ph u thu mô ph ng t,
o ph u thu t, khoa h c th l c, ch nh hình, tái t o mô k thu ng n g n v các ng d ng MRE c th hi n trong hình 1.4 [4]
Hình 1.4 - Các loi ng d ng MRE
Hình 1.4 (1-3): Xây d ng mô hình 3D CAD c u i v i vi c thu th p d liu b p xúc, s d ng máy quét 3D Các mô hình 3D
c s d ng làm tài li u tham kh o cho vi c nghiên c u, thi t k và ch t o các lo i o hi m
Hình 1.4 (4): Xây d ng l i mô hình 3D NURBS c u g i t d u li chp ct l p CT và chp cng t phân tích và mô phc
Hình 1.4 (5): Xây d ng mô hình 3D NURBS c a tai t d u li m thu th p c b ng cách quét laser v tai Các mô hình này c s d nghiên c u, thit k và s n xu t các thit b thính tr
Hình 1.4 (6): D ng l i mô hình 3D m nh vá c a h p s b khuy t t t t các hình
nh CT c a b nh nhân và c y mô s não i tái t o s D li u 3D c a h p s b khuy t t c s d thi t k các ph n c y ghép phù h p v i hình d ng ch khuy t t n khuy c t o m u b ng công ngh t o m u nhanh, ho c
ch t o khuôn ch t o ra ph n khuy t b ng v t li u sinh h c
Hình 1.4 (7): Xây d ng l i mô hình 3D c a tim i t hình nh CT Mô hình
c s d ng cho nghiên c phát tri n c a nguyên m u nhân t o tim cho vi o y khoa
Hình 1.4 (8-9) minh họa quá trình xây dựng các mô hình 3D của khu vực chân và bàn chân, sử dụng dữ liệu quét tia laser từ các mô hình thực tế và hình ảnh chụp CT Các mô hình này đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các thiết bị hỗ trợ cá nhân, nhằm cải thiện chức năng và sự thoải mái cho người sử dụng Thiết bị hỗ trợ này có thể bao gồm các sản phẩm như giày dép, đệm và các thiết bị chỉnh hình khác, phục vụ cho nhu cầu chăm sóc sức khỏe và cải thiện chất lượng cuộc sống.
Hình 1.4 (10): Thit k hình d ng m i c a gh xe v i ph n h trth , t hóa t o ch c th nghi m d a trên các mô hình 3 D c i
T ng quan
Quá trình chuyển đổi các bộ phận thay thế trong y tế yêu cầu sử dụng lý thuyết hình học để biến đổi CT thành các mô hình 3D Các mô hình này có thể được sử dụng để tạo ra các mô hình bám sát với các đặc điểm khác nhau Hiện nay, định dạng phổ biến nhất cho việc sử dụng các mô hình 3D trong y tế là định dạng *.STL Mặc dù định dạng này được sử dụng rộng rãi, lý thuyết hình học vẫn có thể áp dụng để chuyển đổi các mô hình phức tạp khác Các phần mềm thiết kế CAD hiện có trên thị trường cũng hỗ trợ quy trình chuyển đổi này, nhưng yêu cầu định dạng *.STL Việc chuyển đổi các tập dữ liệu DICOM thành các mô hình 3D là nguồn dữ liệu chính trong y tế, đóng vai trò quan trọng trong quy trình chuyển đổi này.
n hình nh CT [6] n hình nh là vi c phân vùng hình nh thành các khu v c quan tâm (ROI ng v i c u trúc gi i ph u Hi n nay, có r t nhi
n hình nh khác nhau có s n cho c u Tuy nhiên, v
p các mô hình b m t 3D chính xác nh t [6] Vì va lu c tái t o mô hình 3D c a m ng chân i b ng cách s d ng các hình nh y t
c t ch p Hình CT nh CT c a m c l y t b d u trong li kho d lic s d ng làm ngu n nghiên c c ch p t m t b nh nhân th c t vi c u tiên ca
n hình nh CT hi c s d Vi c th hai là s d ng các ph n m nh s a và nâng cao chch ng b m t
Các công c c s d ng
Có r t nhi u s n ph n CAD có th cung c p kh chuyi mng th c sang mô hình 3D ho c mô hình kh i có th h quá trình tr RE
nh d ng t p làm vi c c a CAD là *. DXF, STEP, * *.IGES, *.nh d ng khác Các s n ph c thi t k h tr t o ra các mô hình k thu t s t mô hình v t lý b ng cách chuy m t
Quá trình thiết kế hiện đại sử dụng nhiều công cụ để thực hiện thao tác hình dạng, với tâm điểm chính là chuyển đổi dữ liệu từ mô hình thô thành thiết bị hoàn thiện Những công cụ này cho phép người dùng tạo ra các hình dạng phức tạp thông qua việc sử dụng NURBS, giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế Việc kết hợp các mô hình vật lý vào quy trình thiết kế kỹ thuật số là rất quan trọng, nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả trong thiết kế sản phẩm.
Hai nhà cung c p ph n m m n i ti ng v c thi t k Paraform và Raindrop's Geomagic Studio Hai hãng này u cho ra nh ng s n ph m ph n m m k thuu
- Reverse Engineering 2 (RE2) t c cc bi làm vi c v i CATIA RE2 cung c p m t h ng 3D m nh m c bi t thích nghi v th i
m l n có th n vài tri u cho các b ph
Quick Surface Reconstruction 2 (QSR2) là công cụ hiệu quả giúp phục hồi nhanh chóng và dễ dàng các bề mặt 3D, cung cấp nhiều tùy chọn tùy thuộc vào loại hình và phù hợp với hình dạng đa dạng như hình tròn, hình vuông và các bề mặt phức tạp Công cụ này phân tích các thuộc tính bề mặt, cho phép người dùng dễ dàng tạo ra bề mặt thích hợp QSR2 bao gồm các công cụ kiểm tra chất lượng độc lập, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình phục hồi bề mặt.
- CopyCAD là m t gói t Công ty DelCam nh m t o ra các b m t d u s li s d ng trong m t lo t các ng d ng phát tri n s n ph m
Nó tu ki n cho quá trình t o ra các b m t v cong cao
T t c các s n ph u có ch gi i quy t vi c nh p d liu
c s hóa, ch nh s a u, c t ngang, t ng nét và ki m tra ch ng v i cht qu trong th i gian th c Các gói ph n m m có th t ng bù bán kính
Trong quá trình thu thập dữ liệu, việc xác định các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian tính toán là rất quan trọng Cuối cùng, chuyển đổi hình dạng mong muốn thành một mô hình 3D là bước cần thiết để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh trong CAD.
3D Slicer là ng d ng CAD ngu n m c thi t k v lý hình nh y h c và hình nh hóa các d u nh 3D, phân tích hình li c nh
3D Slicer là một công cụ mạnh mẽ giúp người dùng truy cập nhanh chóng vào nhiều module quản trị khác nhau Nó cung cấp khả năng hiển thị thông tin một cách trực quan trên màn hình, cho phép người dùng dễ dàng thực hiện các thao tác và phân tích dữ liệu Với tính năng tích hợp nhiều tiện ích, 3D Slicer hỗ trợ người dùng trong việc xử lý và quản lý thông tin hiệu quả hơn.
i, ch nh s a hình lý màu s c cho hình nh Sonic DICOM
n ích có kh n th file DICOM h tr cho ngành y t m c a Sonic DICOM chính là kh nh s a, xoá các t p tin này d phóng to, thu nh , di chuy n file.
V i 3D Slicer, có th u ch nh th tích c a d u nh trong t ng c nh qua li ch i giao di n hình nh bao g m c a s , các m ng
3D Slicer là công cụ hữu ích cho việc phân tích và chỉnh màu cho hình ảnh y tế Bằng cách sử dụng các mô hình VTK và các bề mặt FreeSurfer trong module Models, người dùng có thể tùy chỉnh hiển thị và tạo ra các mô hình màu sắc sống động Điều này giúp cải thiện khả năng quan sát và phân tích dữ liệu hình ảnh, từ đó hỗ trợ hiệu quả trong quá trình chẩn đoán và điều trị.
Ngoài ra, AutoCAD Drawing Viewer còn là một trình xem CAD chuyên nghiệp, cho phép người dùng xem và làm việc với các file CAD một cách thuận tiện Đặc biệt, công cụ này còn hỗ trợ người dùng chuyển đổi các file CAD sang nhiều định dạng khác nhau, giúp người dùng dễ dàng chia sẻ và hợp tác trong công việc.
nh d ng khác nhau trên h th ng
- X lý hình nh DICOM và c ho ghi nhi c nh d ng khác
- X lý hình nh y h c và hình nh hóa d u nh 3D li
- Hình a hình nh Voxel th t xu t kh i
- Phân tích và tr c quan hóa d u hình nh khu li ch tán tensor
- Theo dõi các thit b cho các th t ng d n b ng hình nh
- c biên d s d ng trên nhi u n n t n toán, bao gm Windows, Linux và Mac OS X
Phn m m thi t k 3d Blender là m t ph n m m t o m u 3D chuyên nghi t o r a các các mô hình in 3D Nó có m t s
- D ng hình: B sung tùy ch n n hi n th m i Mesh Bisect là công c m c i thi n các công c Bridge, Edgenet fill, Grid fill và Symmetrize B sung công c nh sch ng cong và m ng
Kết quả hình tròn được cải tiến thông qua việc phân bổ mẫu dữ liệu bằng các thuật toán sampling mới, bao gồm bump mapping và texture blurring Công nghệ sky render được sử dụng để tạo hình ảnh một cách chính xác Ngoài ra, các node blackbody, vector transform và HSV mới cũng được bổ sung để nâng cao chất lượng hình ảnh.
i tên trình tích h p không ti p di n thành trình tích h p Branched Path và h tr k t xu t GPU.
- Theo dõi chuy m các ph
c s d i các bi n qu ng khác trong hình
Tuy nhiên trong lun mc x d ng ch y làm m n b m c khi x lý tinh bng ph n m m chuyên d ng khác
Geomagic Studio là phần mềm hàng đầu trong lĩnh vực thiết kế 3D, cho phép chuyển đổi dữ liệu quét 3D thành mô hình CAD chính xác Phần mềm này hỗ trợ quá trình thiết kế sản phẩm, giúp tạo mẫu nhanh chóng và thực hiện các phân tích liên quan Với tính năng thông minh, tự động và linh hoạt, Geomagic Studio mang lại hiệu suất tối ưu và khả năng xử lý dữ liệu quét 3D chất lượng cao.
Geomagic Studio là một phần mềm quan trọng trong quy trình sản xuất, cung cấp khả năng chỉnh sửa và xử lý dữ liệu 3D chính xác Phần mềm này hỗ trợ các ứng dụng trong ngành công nghiệp thông minh và giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất Ngoài ra, Geomagic Studio còn tích hợp các công cụ tiên tiến để nâng cao hiệu quả làm việc và quản lý dữ liệu 3D.
i dùng t o ra các mô hình ch ng cao nh t v i th
và gi m gi làm vi c t i v i k thuc, thi t k s n ph m, t o m u nhanh, phân tích và xu file CAD t Phn m m Geomagic Studio cung c p các tính
- Ti gian s n xu t: Geomagic Studio ho u l n so vi phn m m CAD c n, ngay c v ng ph c t p
- H cho mtr t lot các thit b máy quét tiêu chu n
- Geomagic có th ho ng d ng t h ph n m m nhanh tr hoc to m u CAD
- T o d u 3D ch li ng cao t h u h t m i ngu n
- hi u qu trong thi t k , ch t o và s a ch a quy trình b ng cách ki m t ra nhanh chóng và chính xác Thi t k l i các b ph ng hi n có trong 3D
- Truy cng d n nhanh nh n CAD t d li
Mt s ng d ng c a nó trong x lý mô hình 3D:
- Chnh si b m t, nâng cao chng b m t
Khôi ph c mô hình gi i ph ng chân i t d u ch p CT li
D liu vào là d u ch p c t l p vi tính (CT) ph n ng chân c a m t b nh li nhân [5] D u này có d ng d u tiêu chu n DICOM DICOM là tiêu chu li li x
, in n và thu/nh n hình nh trong y t
DICOM cung cấp thông tin kĩ thuật chi tiết cho phép kết nối giữa nhiều sản phẩm của nhà cung cấp Tiêu chuẩn này mô tả cách thức truyền tải hình ảnh y tế và thông tin liên quan, bao gồm cả bên viện và ngoài bệnh viện (ví dụ: teleradiology, telemedicine) Các giao diện DICOM hỗ trợ kết nối với các loại thiết bị hình ảnh y khoa khác nhau, đảm bảo tính tương thích và hiệu quả trong việc chia sẻ dữ liệu.
- Thit b thu nh Ví d : ch p c t l p vi tính, ch p c ng t , ch p X- quang, siêu âm và máy quét h t nhân;
- Thit b x lý hình nh và máy tr m hin th hình nh;
- Các thit b u ra b n sao c ng Ví d : phim trong su t và máy in gi y.
2.3.2 S d ng 3D Slicer khôi ph n hình d ng 3D
Phn m m 3D Slicer s t giao di n chia ra làm các mi nh
Hình 2.2 Giao dii dùng ca ph n m m 3D - Slicer
có các tùy chi dùng v vi c t i d li u Có 2 d ng d li u hay
ng d li u DICOM (Load DICOM Data) và d ng d li u ch x lý h thng r t linh ho t, có th nhìn hình chi u
Bài viết này đề cập đến bốn hình chiếu phổ biến trong việc giảng dạy, bao gồm hình chiếu băng, hình chiếu cánh, hình chiếu trục và hình chiếu phối cảnh Mỗi hình chiếu có những đặc điểm riêng, giúp người học dễ dàng tiếp cận và hiểu biết về các đối tượng Việc lựa chọn hình chiếu phù hợp là rất quan trọng để tối ưu hóa quá trình học tập và truyền đạt thông tin hiệu quả Trong quá trình giảng dạy, các hình chiếu này có thể được trình bày trên màn hình để hỗ trợ việc học.
thu n ti n cho vi c ch n l c các mi n x : lý
Hình 2.3 Các modul c a phn mm 3D-Slicer
DICOM là định dạng tệp tin phổ biến trong lĩnh vực y tế, thường chứa các hình ảnh y khoa như CT scan Để tải dữ liệu DICOM, người dùng cần truy cập vào thư mục chứa các tệp có đuôi *.dcm Sau khi xác định được tệp tin cần thiết, hãy sử dụng chức năng Load để nạp dữ liệu vào hệ thống Việc này cho phép người dùng xem và phân tích các hình ảnh y khoa một cách hiệu quả.
Hình 2.4 T i dng d u cli a bnh nhân lên ph n m m
Hình 2.5 Hình nh CT c a b ph n
Hình c load lên có th i c a s xem, có các ch m t hình chi u hoc c 4 hình chi u:
Hình 2.6 Tùy ch nh c a s theo dõi hình nh
Khi l a ch n xong c a x hi n th , chuy n sang ch hi n th 3D c a hình nh b ng l a chn Volume Rendering và kích hohình 2.8:
Hình 2.7 Modul hi n hình nh 3D c th ng
Hình 2.8 Kích ho t hin th hình nh Hình nh 3D hi n lên trên c a s hình chi u tr nh này bao g m m t khu v c ch p nguyên b n c a b phn da, th
46 khu vực nổi bật trong việc lựa chọn các thành phần cần thiết cho thiết kế Trong quá trình này, việc xác định các yếu tố chính là rất quan trọng để đảm bảo sự hài hòa và hiệu quả Ngoài ra, trong phần Preset này vẫn còn rất nhiều các lựa chọn khác Tuy nhiên, lựa chọn này tùy thuộc vào từng mục tiêu và yêu cầu cụ thể của dự án.
Hình 2.10 Chn ch d ng CT-bone
B i vì CT không th phân bi c thành php mi th c ghi l i trong m t hình n tách riêng các ph vc gn hình n b ng b i nhi u y u t khác nhau, ch ng h ng hình c ch
ng chung cho mng ha, vi c phân
c s d i dùng phân tích hình nh và áp d
n thích h p cho nó, hình c ch nh s a theo cách th công[14] Trong lu này, s d nh s a b ng tay B i vì m c
a lu o l c tách ra kh i d li u hình
nh CT i ch hay v trí các lát c l c hình nét nh t b t trong ph n Shift và quan sát hình nh 3D hi n ra
n khi các m t c nh t thì d ng l i (Hình 2.11 và Hình 2.12)
Hình 2.12 u ch hình nh c a c rõ nh t
Để xử lý dữ liệu hiệu quả, bạn cần sử dụng công cụ Crop để điều chỉnh kích thước hình ảnh Sau khi nhấn nút Apply, hình ảnh sẽ được hiển thị với các thay đổi đã thực hiện, cho phép bạn xem trước kết quả Hình chiếu băng và hình chiếu cắt sẽ được phóng to để dễ dàng quan sát và chỉnh sửa hơn.
Do có sự liên kết sinh học giữa các thành phần, việc chỉnh sửa mô hình là cần thiết Trong quá trình này, chúng ta cần xác định các loại bề mặt và các thành phần liên kết, không còn cách nào khác ngoài việc chỉnh sửa bằng tay Việc chỉnh sửa này giúp đảm bảo rằng mô hình chính xác và phù hợp với thực tế, đồng thời sử dụng phần mềm 3D Slicer để tối ưu hóa quá trình phân đoạn.
Hình 2.17 Ch nh sch a Editor
Các màu sắc đang được kiểm tra trên các hình chiếu bề mặt để đảm bảo tính chính xác Việc kiểm tra này bao gồm việc xác định màu sắc của các lát cắt trên các hình chiếu và các vị trí cụ thể Mỗi lát cắt sẽ được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo rằng màu sắc được thể hiện đúng theo yêu cầu thiết kế.
thu n l i cho vi c ch nh s a và tránh các nh m l n gi a phng tinh và các ph n khác màu tr c) ci màu
ng l a ch n trong Default Tool (Hình 2.19) i các hình chi u có th
t gi ki m tra màu vàng trên các m t c t s i: a) b)
Hình 2.19 S d ng b l ng a) a chL n màu hi n th - S 2; b) Nh p ch s ng
Hình 2.19 cho th y m t trong nh ng hình nh m t c t ngang c
Nội dung này chứa thông tin về việc xử lý các phần mềm liên quan đến hình ảnh Bài viết đề cập đến cách trích xuất các pixel (hay còn gọi là voxels) có giá trị cụ thể từ các bức ảnh, nhằm mục đích phân tích và xử lý dữ liệu hình ảnh Các giá trị pixel trong những hình ảnh này sẽ được sử dụng để cải thiện chất lượng và độ chính xác của các ứng dụng liên quan.
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát triển một mô hình học sâu phù hợp với các đặc điểm hình ảnh Mô hình này sử dụng các pixel có giá trị cao để trích xuất thông tin, giúp cải thiện độ chính xác trong việc phân tích hình ảnh Kết quả cho thấy rằng việc áp dụng các phương pháp này có thể mang lại hiệu quả vượt trội trong các ứng dụng thực tiễn.
c nh p vào ô Threshold Paint (Hình 2.19.b) ng biên c a mi
Sau khi lắp đặt, các thành phần chính trong hình ảnh sẽ được xác định Tuy nhiên, một số yếu tố khác hoặc phần mô tả có thể có mặt trong hình ảnh Một bức ảnh thành phần có thể được sử dụng để tách biệt các yếu tố trong hình ảnh, giúp xác định các thành phần chính và phụ Các yếu tố này có thể được kết nối cùng giá trị Tuy nhiên, khi chúng ta xem xét các yếu tố trong hình ảnh, sự chú ý đến chi tiết là rất quan trọng.
nh kém, ranh gi i gi nên c n thi làm rõ ranh gi i b ng tay Lúc này s d ng công c PaintEffected (Hình 2.20) và công c nh sch a
- Công c PaintEffected có tác d ng t o ra mi n l y m u b ng cách bôi lên các khu v c thu c ph n l a ch n Vi c này th c hi ng i trên c 3 hình chith u và thc hi n t i t ng mt ci m t c t b t gi a
- Công c EraseLabel có tác d ng xóa b ph n l a ch n khi mi n l a ch
- u su t thao tác có th l n c a Paint và Erase b ng thanh Radious
c s d ng 2 công c này trong quá trình khôi ph c mô hình là không th tránh kh i Theo các nghiên c u trên th gi i, vi n b ng tay có th
Here is the rewritten paragraph:"Độ chính xác của kỹ thuật CT đạt từ 0,1-0,2mm tùy vào chất lượng của máy CT Xử lý dữ liệu bằng tay là một nhiệm vụ đòi hỏi nhiều thời gian và công sức Các nghiên cứu cho thấy rằng với độ chính xác 10 lần, kỹ thuật này có thể giảm thiểu sai số đến 0,2 mm, quá trình chỉnh sửa bằng tay này có thể giúp tăng tốc độ và độ chính xác của kết quả Kết quả cho thấy rằng kỹ thuật này giúp tách các phần không cần thiết và mô hình hóa chính xác hơn."
Hình 2.20 Ch nh s a mi n l y m u ch
Hình 2.20, Hình 2.21 và Hình 2.22 minh họa sự khác biệt giữa các mặt cắt khác nhau Dựa vào mẫu hình, ba hình chi tiết này được chọn để phù hợp và chuẩn xác Mỗi mặt cắt cần được thực hiện chính xác, có thể cần làm hai hoặc ba lần để đạt được kết quả tốt nhất cho mỗi mặt cắt.
Sau khi l a ch c mi n c n tách (lo i b ph n không c n thi t) ra kh i mô hình t ng th , s d ng c ng c tách riêng ph n l a ch n ng Volume Rendering (Hình 2.24) thì mi n l y m u s
c hi n th n s o sát c ti p theo
Việc chỉnh sửa các lỗi sai trong các lát cắt của máy chụp là rất quan trọng để tạo ra mô hình 3D chính xác Điều này giúp cải thiện độ chính xác và độ tin cậy của mô hình Hiện nay, có nhiều công cụ chỉnh sửa bề mặt phù hợp để xử lý các lỗi này, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.
57 chnh s a b m t 3D ph c t p là ph n m m Blender và ph n m m Geomagic Studio
Sau khi hình c t o ra, kh i r c xây d ng l i c n làm m n hình nh, ch nh s a, n i suy i hình tam giác[14] c này c th c hi n qua 2 ph n m m:
- Chnh s a thô b ng ph n m m Blender
- Chnh s a tinh b ng ph n m m Geomagic Studio
Hình 2.25 Giao di i dùng ca phn m m Blender Dùng công c load d li u vào (Hình 2.26 Hình 2.27; Hình 2.28 ; ):
c load lên giao di n, ti n hành s d ng công c t b m t c a m u S d ng công c Modify v i bi ng chi c c lê bên phía trái c a
a ch n Add Modify và ch n công c Smooth (Hình 2.29 và Hình 2.30):
Để thiết lập tham số cho quá trình, người dùng cần nhập thông số vào ô Repeat là 100 Khi tăng giá trị tham số, cần lưu ý rằng nếu giá trị quá cao, sẽ dẫn đến việc máy không hoạt động hiệu quả Điều này có thể gây ra những vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị Do đó, việc điều chỉnh các giá trị tham số một cách hợp lý là rất quan trọng để đảm bảo máy móc hoạt động ổn định và hiệu quả.
Hình 2.32 Mô hình sau ch nh s a m n Sau khi lc b m t m u, c n thi u l i d ng file *.stl b ng
c ch nh s n trong c quá trình x lý hình c này s t nhanh và khá chu n cho các mô hình ph c t p t o
2.3.4 S d ng ph n m hoàn thi n mô hình và nâng cao chng b m t
C a s giao di n c a ph n m n hành import file *.stl
Hình 2.35 Giao di i dùng ca Geomagic Studio 2012
Công ngh t o m u nhanh
Công nghệ in 3D (RP) là một phương pháp sản xuất vật lý từ dữ liệu hình ảnh và các mô hình thiết kế trên máy tính (CAD), cho phép tạo ra các thực thể vật lý ba chiều chính xác cao Ngày nay, kỹ thuật RP ngày càng phổ biến trong các lĩnh vực như y tế, kiến trúc và chế tạo nhờ khả năng sản xuất các sản phẩm chính xác, nhẹ và có thể tùy chỉnh Theo báo cáo của Wohler 2015, thị trường toàn cầu cho công nghệ in 3D đã đạt 4,1 tỷ USD với tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai.
ng d ng y t là m t trong nh c phát trin nhanh nh t Thu t ng c bin nhi u nh c n k thu t
M t lo t các công ngh c s d ng trong RP, bao g m vi c t o và c t m t mô hình máy tính o theo sau b i quá trình ch t o t ng l ng bao gc[7]:
- c 1: M c t o ra hoc ch p t m t th c th v t lý b ng m thut s
- c 3: T p d ng *. c c t k thu t s thành các m t c t ngang, còn
- c 4: B máy RP t o ra m t l p nguyên m u t i m t th máy chc gi n l p ti p theo và ti p t n khi toàn b mô
- c 5: Gc "hu x lý", ch ng h ng và x lý b m t, có th c áp dng tùy thuc vào kthut và mn xu t.
3.1.1 Công ngh Stereo Lithography Apparatus (SLA)
Coi là k thu, có hai loại chính trong quá trình ưu tiên: bottom-up và top-down Các nguyên tắc của công nghệ này được thể hiện qua hình ảnh (Hình 1 và 2) Trong đó, polymer là chất quang học được sử dụng trong kỹ thuật SLA, sử dụng tia laser và tia cực tím để tạo ra sản phẩm.
Chi u x các v khu vực polymer hóa trên b m t v t li, tiếp theo là c ng c các khu vực khác, trong khi khu vực ngo được bảo quản v n còn l ng Sau khi hóa c ng m, bàn nâng sẽ chuyển sang lớp tiếp theo và l xây dựng s tái t o b ng nh a l ng m i B ng cách l p l i quá trình này, v t th 3D sẽ ch và tháo ra để r a s ch.
m chính c phân gic cao, chính xác c a nó cú th t ti 20 àm, cho phộp SLA t o ra cỏc c u trỳc ph c ti
3.1.2 Thiêu k t laser ch n lc (Selective Laser Sintering - SLS)
Thiêu k t laser ch n l c t h ng d a trên laser v i v t li th u
i d ng b t Các nguyên t n c a công ngh 3.2) SLS s d ng
làm nóng các h t b t g n v m nóng ch y c a chúng, thiêu k t v t li c ti p t o thành m t mô hình rtr y Cùng v i các máy tr m di chuy n xu ng theo l p, b t m c lan truy n trên i
ng thiêu k t v i m p l n khi mô hình 3D hoàn t t [7]
SLS không liên kết với cấu trúc thiêu kết nào, giúp đơn giản hóa việc xử lý hư hỏng Ngoài ra, các nguồn vật liệu như polycaprolactone (PCL) và axit poly-lactic (PLA) có thể được sử dụng để xây dựng thông qua kỹ thuật này.
c a vi c thiêu k t laser ch n l c và nóng ch
A, ngo i tr m t thi t b c s d làm nóng b m nóng ch y c a nó, t o thành m t c c Tuy nhiên, hai cái
c ch thích h x lý m t kim lo
Trong quá trình ứng dụng công nghệ SLS (Selective Laser Sintering), việc kiểm soát các yếu tố như nhiệt độ và áp suất là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm Quá trình này có thể gây ra phản ứng không mong muốn, ảnh hưởng đến cấu trúc của vật liệu Để đạt được hiệu suất tối ưu, cần chú ý đến việc điều chỉnh các thông số kỹ thuật và sử dụng các loại vật liệu phù hợp Việc nghiên cứu và cải tiến quy trình SLS sẽ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu các khuyết tật có thể xảy ra trong quá trình sản xuất.
c áp d ng r ng rãi trong ph u thu t ch nh hình [7]
Trong quá trình in phun aerosol, gi t m c ch t l c thay th b ng m t lung aerosol t p trung M t h thng treo h n h c phun thành các gi t aerosol
ng kính 1-c v n chuy u l ng thông qua khí mang N2 Trong ch u chu n c a v b c khí, m t lu ng
ng tr c t c phun lên l p n t o ra c u trúc 3D [7]
V t li u có th c s d in phun aerosol bao g m g m s , kim lo i và polyme d ng r n ho c h a, vì in phun aerosol là m t quá trình nhi t
th p, nó là m t l a ch n t t trong y h p c a các gi t không gây h i cho t bào
3.1.4 Mô hình hoá s l ng hp nh t
Mô hình in 3D Fused Deposition Modeling (FDM) là công nghệ in 3D hàng đầu, sử dụng nhựa polymer nóng chảy Đây là một quy trình hoàn thiện với khả năng ứng dụng rộng rãi, chi phí thấp và tốc độ nhanh chóng Vật liệu nhựa nhiệt dẻo được sử dụng làm nguyên liệu chính trong công nghệ này.
74 liu, và dùng m t tr c p li y dây tóc thành ch t l ng, ti p
t li u h p nh u khi n b ng máy tính Do nhi t
i th p, các s i h p nh c c ng c và l ng t ng l hoàn thành mô hình 3D Ki m soát nhi u c n thi t
chính xác mong mu n C u trúc c nh bng kính vòi phun, t l ng, không gian gi a các s i trong cùng m t l dày l p và góc lng [7]
FDM (Fused Deposition Modeling) là một công nghệ in 3D cho phép tạo ra các cấu trúc phức tạp từ vật liệu composite và nano, bao gồm collagen, gelatin, PLGA và PCL Công nghệ này sử dụng dung môi hòa tan để tạo ra các mẫu in chính xác, giúp cải thiện chất lượng và tính năng của sản phẩm FDM cho phép sản xuất các cấu trúc có độ bền cao và tính năng sinh học tốt, phù hợp cho nhiều ứng dụng trong y học và kỹ thuật Việc nghiên cứu và phát triển các vật liệu mới trong FDM sẽ mở ra nhiều cơ hội cho việc chế tạo các sản phẩm tiên tiến và hiệu quả hơn.
(0 °, 60 °, 90 °, ho c 120 °) ho t mô hình n m nghiêng v c c theo mng
- Vt liu nh a nhi t do thu hp ph m vi v t liu có th
- Thi gian xây d ng c i dài
- Các quá trình gia nhi t c n tr vi c k t h p các phân t sinh h c vào các giàn giáo
- M t b m t nh n, không có l i cho s bám dính c a t bào, c n ph i s i hoc ph l p thêm
- R thi t l p s y quá trình neovascularization và s phát tri n c a t bào
Trong công nghệ in 3D (3DP), nguyên liệu chính được sử dụng là nhựa nhiệt dẻo, được xử lý bằng công nghệ in phun kết dính lên bề mặt Quá trình này bao gồm việc sử dụng tia laser CO2 để tạo ra các lớp vật liệu mỏng, giúp hình thành mô hình 3D Sau khi hoàn thành, mô hình sẽ trải qua chu trình làm khô chất kết dính để đảm bảo độ bền và tính chính xác của sản phẩm Các máy trạm hợp tác trong quá trình này giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu suất làm việc.
c lo i b , và toàn b ph n c ng thêm M n,
ch m c a b dày l p, th tích gi bão hòa c a ch t k t dính có th n chng c a s n ph m cu i cùng [7]
Không gi thu t FDM, 3DP không yêu c u c u trúc h ph Tuy tr
Các cấu trúc xếp chồng trong kỹ thuật in 3D sử dụng nhiều loại vật liệu sinh học như kim loại, polymer và vật liệu composite, cho phép tạo ra các sản phẩm với tính năng vượt trội Quá trình in 3D có thể được điều chỉnh để thêm các yếu tố sinh học, giúp cải thiện tính chất của sản phẩm Tuy nhiên, các sản phẩm in 3D cần được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo chất lượng và tính ổn định trong môi trường sử dụng.
n thêm quá trình thiêu k t nhi c c u trúc phù h p
Tái t o l i mô hình b ng công ngh t o m u nhanh
Hi t o m u nhanh c ng d ng r ng rãi tùy vào
c áp d ng và yêu c u v chính xác b m t và ch ng b m Trong t
PLA (axit polylactic) là một loại nhựa sinh học được sản xuất từ các nguyên liệu tái tạo như ngô, mía và khoai tây Nhựa PLA có khả năng phân hủy sinh học, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và sử dụng hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên Sản phẩm này đang ngày càng được ưa chuộng trong các ứng dụng đóng gói và sản xuất đồ dùng hàng ngày, nhờ vào tính năng thân thiện với môi trường và khả năng tái chế.
u này t o gi i pháp thân thi n v ng nhc in n 3D
Kt qu t o mch c th hi n trong hình 3 b) a) Hình 3.5 K t qu in 3D m u
M t h n ch c a các công ngh t o m u nhanh là u ng b mt chi tin bóng mà nhc thang
Hình 3.6 Hi u ng b c thang khi in 3D
X lý b m t hay còn g c h u x lý cu
ng hóa h c ho i b m t bên ngoài c a s n ph s n ph nhám b m t th bóng cao và hoàn thi n s n ph m.
- Dùng gi y mài, gi y ráp k t h p b : u tiên có th s d ng các lo i gi y ráp m n Th t có th dung các loi gi y ráp t 240- 600-800-1000-y ráp, có th
gi m b i và có th d dàng thao tác t i các v trí khó Tuy nhiên,
Việc phát hiện các vật liệu còn lại trong môi trường có thể gặp khó khăn, vì vậy cần sử dụng các loại bột chuyên dụng để hỗ trợ quá trình này Khi sử dụng bột, cần đảm bảo làm khô bề mặt để các vật liệu dễ dàng bám dính và được xử lý hiệu quả Bột làm bóng cũng có tác dụng làm khô, giúp tăng cường khả năng phát hiện Sau khi bề mặt đã khô, có thể thêm một lớp bột khác để bảo vệ và cải thiện độ bám dính.
i v i nh a PLA: Dùng dung d ch Tetrahydrofura (THF): là dung môi h u
c s d ng ch y u trong công tác làm s ch khô. lí: Ch c n nhúng m u in vào dung d m u khô thoáng
Here is the rewritten article in Vietnamese, complying with SEO rules:Nhà sản xuất ABS sử dụng aceton làm dung môi hòa tan Do đó, chúng ta có thể dùng dung dịch này để làm sạch bề mặt mịn màng và bóng loáng Ngoài ra, aceton còn có tác dụng gỡ bỏ lớp sơn cũ, lớp keo và các chất bẩn khác trên bề mặt Tuy nhiên, cần lưu ý rằng aceton có thể gây hại cho nhà sản xuất ABS nên sản phẩm phải được thử nghiệm kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn Khi sử dụng aceton, cần phải tuân thủ pháp luật về phun aceton và phải có biện pháp phòng ngừa để tránh gây hại cho người và môi trường.
Dùng máy công c i v i các mô hình b ng các v t li u có tính ch t
lý bn ph gia công l i b m Tuy nhiên, v i công ngh in 3D hi t
Máy in 3D có thể được sử dụng trực tiếp mà không cần phải qua xử lý trên máy CNC Điều này cho phép tiết kiệm thời gian và công sức trong quá trình sản xuất Máy CNC có khả năng sử dụng các vật liệu chất lượng cao mà không yêu cầu phải in 3D, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất Việc lựa chọn vật liệu phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả và độ chính xác trong các sản phẩm cuối cùng.
Hình 3.7 K t qu sau khi x lý b m t m u
3.2.3.So sánh kt qu chính xác
M u thí nghi c in 3D và x lý b m t s c scan 3D l ki m
Hình 3.8 K t qu scan 3D mô hình
K t qu scan này s c so sánh vc xây d ng ph n 2.2.4
K t qu mô hình xây d ng ph c m ra b ng ph n m m ki m tra k t qu
Hình 3.9 Mô hình l y t ph n 2.2.4 (M trong ph n m m xlý kt qu scan 3D)
so sánh k t qu , 2 mô hình có th c t link v i nhau sai s gi a các b m t là nh nh t (Hình 3.10) 2 mô hình v i nhau sao cho hình d ng ca nó phù hp v i nhau (Hình 3.11) C th
Hình 3.10 2 mô hình t link vi nhau
Hình 3.11 Hai mô hình link v i nhau ng h p t t
K t qu trên cho th y, mi n sai s hình 3.10 không t n sai s hình 3.11 Nhìn t ng th theo 2 b ng bên c nh cho th y v ng h p t link vi
ng h p link b ng d ng cho k t qu không sai khác nhau nhi u Vì v y có th nói ph n m m x lý d u cho ra k t qu li ng h p t ng h p t
Kt qu so sánh c t i m th t s các hình nh và b ng bi u
Hình 3.12 K qu so sánh khu v c 1
Kết quả so sánh trong hình 3.12 cho thấy sai số cho phép là ±0,2mm Hai mẫu cho thấy sai số khá lớn, nằm trong khoảng từ 0,26mm đến 0,6mm, với sự phân bố rõ ràng Sai số này chủ yếu tập trung ở các khu vực cụ thể, cho thấy sự cần thiết phải điều chỉnh để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
các khu v c có s chuy n ti p b m t l n và m t cong ph c t p Nguyên nhân có th do v p lý và vi c x lý b m
Hình 3.13 K t qu so sánh khu v c 2
Kết quả so sánh cho thấy độ sai số cho phép là ±0,2mm, trong khi kết quả thực tế cho sai số là khoảng 0,23mm Sai số này tập trung chủ yếu ở các khu vực có sự chuyển tiếp bề mặt và một công phức tạp Nguyên nhân có thể do các yếu tố liên quan đến quy trình sản xuất và thiết kế.
Hình 3.14 K t qu so sánh khu v c 3
Kết quả so sánh tại 7 m trong miền góc nhìn 3 cho thấy sai số cho phép là ±0,2mm Sai số thực tế được ghi nhận trong khoảng 0,25-0,45mm, với sự phân bố chủ yếu ở các khu vực có góc nghiêng của bề mặt gia công Nguyên nhân chính dẫn đến sai số này là do sự không đồng nhất trong quá trình gia công, làm cho khoảng cách giữa các lớp nhựa khi chất tạo ra sự khác biệt về độ chính xác.
D a vào các k t qu trên nh n th y mô hình sau khi tái t o có sai s so v i mô hình l y t d u Sai s sinh ra do m li CT t s nguyên nhân sau:
Trong quá trình thiết kế mẫu ứng dụng công nghệ CAD, việc lấy mẫu từ chi tiết sản phẩm có sẵn và sử dụng lại mẫu trên phần mềm CAD có thể gây ra sai sót hình học Nguyên nhân chủ yếu là do sử dụng các dữ liệu quét trên máy quét hoặc dữ liệu chụp từ các thiết bị khác nhau Do đó, sai sót trong công nghệ CAD có thể xảy ra ngay từ khi còn trong quá trình thiết kế, dẫn đến việc mẫu thiết kế không chính xác Vì vậy, việc xử lý dữ liệu khi tạo mẫu là rất quan trọng để giảm thiểu sai sót hình học.
i thi t k ph i s a tr c ti p mô hình CAD c mt m u g n gi ng m u th t Kt qu s t o c m u v i sai s trong ph m vi cho phép
Sai số khi chuyển đổi định dạng STL: Định dạng *.stl là định dạng phổ biến để lưu trữ mô hình 3D, được xây dựng từ các mặt phẳng tam giác Sai số phụ thuộc vào số lượng và kích thước của các tam giác trong mô hình Định dạng *.stl là kiểu dữ liệu chứa thông tin về các mặt phẳng tam giác một cách liên kết, giúp tạo ra hình ảnh của một đối tượng 3D.
ng h p v t m u có b m t cong thì ki u nh d ng này s khi n cho b m t v t m n m t cong hoàn h o vì các t p
*.stl dùng các thành ph n d ng 2 chi u t nhám b m t
chính xác hình h c c a v t m u trong to m u nhanh
Hình 3.15 Sai s khi chuy n sang *.stl
Khi thông số càng nhỏ, sai số giá trị của tập tin *.stl và bề mặt mẫu càng nhạy Vì vậy, việc khắc phục sai số này bằng cách sử dụng các mô hình hình tam giác là cần thiết Từ đó, giá trị chính xác của mẫu được đảm bảo, giúp giảm thiểu sai số trong tập tin *.stl Tập quá trình này yêu cầu thời gian và phức tạp hóa quy trình tạo mẫu.
- Sai s do nguyên lý c u vào c a quá trình c nh d ng
*u ra c a quá trình là mô hình các d i ph ng x p ch ng lên nhau, x p x
87 v i mô hình g do b n ch t công ngh gây nên Hình v sau minh h a c v hi u ng t o b c theo nguyên lý c t lát c a RP B m t m u th
c nh ng th i gây nên sai s hình h c Kh c ph c hi n
Bài viết này trình bày cách tạo ra các lớp có chiều dày nhất định, được xác định dựa vào nhiều yếu tố như tính chất vật lý và hóa học Nếu giảm chiều dày của lớp, thời gian chế tạo trên thiết bị sẽ tăng lên, ảnh hưởng đến mô hình vật liệu Các lớp được cắt thành các lát mỏng, giúp dễ dàng xử lý và nghiên cứu trong không gian nhỏ.
- Các l p c t lát v i chi o ra các l p b
gi m sai s , c n gi c c u ng b nh và chi phí th i gian c kh c ph c, các nhà nghiên c t s
t lát t ng ph c l p vc c t lát khác nhau cho phù h p
t lát thích nghi tr c ti u tiên, các
n y b ng các l hoàn thành quá trình ch t o chi ti t
Hình 3.16 t lát thích nghi trc tip
- Sai s trong quá trình ch t o:
Do s co ngót c a v t li n: Các công ngh RP hi n
Vật liệu trong công nghệ RP được chia thành 3 nhóm chính Nhóm vật liệu dẻo cho phép tạo ra các sản phẩm chính xác cao với độ chính xác lên đến ±0,01 mm, mặc dù công nghệ này yêu cầu vật liệu khá phức tạp Nhóm vật liệu cứng thường là vật liệu tổng hợp, có chiều dày các lớp đồng nhất, giúp tạo ra các chi tiết bền và chất lượng Cuối cùng, nhóm vật liệu đặc biệt có tính chất riêng biệt, đáp ứng nhu cầu đa dạng trong sản xuất.
p có chi u dày nh u dày t m v t li u.V t li u d ng b t:
chính xác c a v t m u s d ng v t li u d ng b t ch u ng b ht ca bu này không th t chính xác cao.
: Hóa c ng v t li u b i tia laser là c n thi t o nên s liên k t gi a các l p t o hình, tuy nhiên s gây sai s v trí v c cho hình d ng t o m u
Biên dạng tô hình được hình thành khi chùm tia laser quét trên bề mặt vật liệu tô hình Một cạnh ngang biên dạng tô hình được gọi là biên giới của nó Biên dạng tô hình phụ thuộc vào vật liệu tô hình và chùm tia laser Quá trình tô hình diễn ra thông qua việc sắp xếp các khối vật liệu hình khối hợp nhất Do biên dạng tô hình thường có sự biến đổi liên tục, các góc biên dạng cần được thiết kế một cách chính xác để đảm bảo rằng biên dạng tô hình hoàn chỉnh và đồng nhất.
Loi sai s n t o hình biên d ng cong
Sai s u khi n: V lý thuy t, l p t o hình ph i có b c xác lng biên ph i c n có v nh Th c t , b dày l p t o
chính xác hình h ra trên là nh ng y u t nh
n hình V i m i công ngh RP c th , sai s hình h c c a v t m u
89 còn ph thuc vào nhi u y u t khác v i nh a công ngh t li u, ngu ng c tính v thit b c a m i công ngh c coi là sai s trong quá trình ch t o
Trong quá trình xử lý băng tải, mẫu sau khi chặt trên thiết bị RP phải được xử lý hoàn thiện để đảm bảo chính xác hình dạng của mẫu Các kỹ thuật xử lý tùy theo công nghệ tạo mẫu nhanh, bao gồm nhiều phương pháp khác nhau.
Làm s ch v t li u th a còn bám trên m c này lng v t liu nhing v t li u th a, làm gi c m u, n
Hóa c ng ho c thiêu k t sau ch t o gây nên nh ng bi i hóa lý trong v t m u s gây ra sai s cho m u
Các hình v và b ng biểu trên thể hiện sai số tại các khu vực khác nhau trên bề mặt chi tiết Kết quả cho thấy tại các phần có vị trí không thích hợp, quá trình tạo mẫu nhanh có sai số lớn hơn 0.5mm Tuy nhiên, mức phân bậc giá trị dung sai này rất nhỏ, chỉ trong khoảng 0.02-0.06 mm Với giá trị này, có thể sử dụng trong một số ứng dụng cụ thể.
u thí nghi m, m o tay ngh u tr N ng h p yêu c u
c có th áp d o m u nhanh khác
i vi c ch n lo i v t li u thích h ABS, Acrylic, Polyphenylsulfone, Polycarbonate và Nylon
90 o m ng d ng nhi u trong y h c b i tính linh
c ho t, có th t o các b ph n ph c t p m t cách nhanh chóng, ti t ki m chi phí Tuy ch nhiên m t s ng ht li u không th t o m u nhanh, các m nh c y ghép
n còn h n ch n ph i s d ch t o chi tit Ph n ti p theo c a lu ng d ng công ngh CNC
gia công m t ph n chi ti t (m nh c y ghép) trong y h c.
ng d ng công ngh gia công m t ph n mô hình
Các bộ phận có yêu cầu vật liệu không thể thay thế được là một phần quan trọng trong sản xuất Việc xác định và chính xác các yêu cầu này giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm Mô hình thay thế có thể được gia công trên máy CNC, cho phép gia công trực tiếp và hiệu quả Các mô hình này có thể được chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau, tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và tính chất của sản phẩm Việc sử dụng công nghệ CNC giúp tăng độ chính xác và giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất.
Gia công bề mặt khuôn là một quy trình quan trọng trong sản xuất, giúp trích xuất các phần nhựa từ mô hình Để thực hiện, cần tiến hành lập trình CAM trên máy gia công CNC Quy trình này không chỉ đảm bảo độ chính xác mà còn nâng cao hiệu suất sản xuất, đặc biệt khi chế tạo các mảnh ghép phức tạp Việc áp dụng công nghệ hiện đại giúp tiết kiệm thời gian và chi phí, đồng thời cải thiện chất lượng sản phẩm cuối cùng.
- Dùng phn m m x lý và lgia công
- Tin hành gia công trên máy CNC
Do gi i h n c a lu n này ch c trên mà không ti n hành gia công trên máy CNC Vi c gia công trên máy s s d c làm c 2
Do mô hình m nh ghép c t d u c t l p và qua các phli n m x lý nên có biên d ng r t ph c t p c t o thành t r t
91 nhi u các m t nh d u l n nên khó x lý trên các li ph n m m CAM khác Vì v y, c n ph i x lý d lic khi l p trình CNC Quá trình này bao gc:
- c 1: Tách m t ph n b m t c này c th c hi n b ng ph n m m Geomagic Studio ( hình 3.17)
- c 2: X lý m nh c t o d liu vào cho quá trình gia công CNC c th c hi n b ng ph n m m Rapidform XOR (hình 3.18, 3.19)
Hình 3.17 Phn mc trích xut Hình 3.17 th hi n ph n trích xu t t u c
Để tách ra phần này, bạn cần sử dụng công cụ của phần mềm Geomagic Studio Trong quá trình thực hiện, sẽ có những thông số hợp mô hình bị khuyết và phải khôi phục lại để đảm bảo tính chính xác của phần phục hồi Lúc này, hình ảnh cần sử dụng ở màn hình ghép sẽ phản ánh được tình trạng biên vì nó phải khớp với phần còn lại.
ng, tuy nhiên v i công c Geomagic Studio hoàn toàn có th khôi ph c và tách phn c y ghép riêng
Sau khi tách phần trích xuất từ hình dạng của phần ghép và tính chất của dữ liệu, việc xử lý trên đường dữ liệu này gặp khó khăn trong việc lập trình CAM Do đó, nó phải được xử lý qua phần mềm Rapidform XOR Các công cụ trong phần mềm này cho phép tạo ra các mặt chuỗi phức tạp, giúp tối ưu hóa quá trình ghép nối các mặt phẳng nhạc cụ.
i tam giác thành m t hay nhi u m t ph ng l u này có tác d ng làm d u li
c nh dàng trong quá trình l p trình CAM cho b m t Hình 3.18 th hi n ph n trich xu t sau khi x lý bng ph n m m Rapidform XOR:
Sau khi xử lý bề mặt bằng phần mềm Rapidform XOR, độ sai số của quá trình xử lý này rất nhỏ, chỉ ±0.01mm, và vẫn có sai số phân bố đều Sai số này là chấp nhận được File dữ liệu được chuyển sang định dạng phù hợp.
nh d ng file *.prt c a ph n m i d làm d liu vào cho quá trình l p trình CAM
3.3.2 Dùng ph n m l p trình gia công b m t
M nh c c x s n hành gia công trên máy CNC, lu lý ti này s s d ng ph n m l p trình CAM cho b m t m nh c y ghép
m c a ph n m m này là ch c n l y m t ngoài và biên d ng c a m nh c y ghép là có lth c Quá trình gia công trc là gia công thô và gia công tinh Thông s k thu t c
- Quá trình gia công thô:
Ch c t: t=0,3mm; s000 rpm; F00 mm/phút
- Quá trình gia công tinh:
D ng c c t:u ch m c ng kính 1mm
Ch c t: t=0,1mm; s000rpm; Fp0mm/phút
m t s hình nh k t qu c a quá trình l p trình CAM Vì code c a
không trình bày ph n code Ph n này s c ghi ln lu
Hình 3.20 Import mô hình vào Cimatron
Hình 3.23 Mô ph ng quá trình gia công thô và tinh c a b m t
Công nghệ hiện đại đang đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất và kiểm tra chất lượng sản phẩm Các lý thuyết cơ bản về quy trình sản xuất giúp tác giả hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Việc kiểm tra chất lượng sau sản xuất là cần thiết để phát hiện các sai sót có thể xảy ra trong quá trình chế biến Các sai sót này thường xuất phát từ quá trình xử lý nguyên liệu, triển khai bản vẽ, và chế tạo mẫu Quy trình kiểm tra chất lượng không chỉ giúp xác định các vấn đề mà còn cung cấp dữ liệu để cải thiện quy trình sản xuất trong tương lai Kết quả kiểm tra cho thấy rằng dù sản phẩm đã được chế tạo, vẫn có thể tồn tại những sai sót cần được khắc phục.
a lu n ng d ng ph n m gia công m t ph n trích xu t c a mô hình Vic ng d ng công ngh
Mô hình khôi phục nguyên trạng cho phép phục hồi các phần bị khuyết tật trong quá trình sản xuất y học Nội dung trình bày quy trình và công cụ cần thiết để thực hiện việc này, nhấn mạnh sự quan trọng của việc áp dụng các kỹ thuật CNC trong gia công Quy trình này có thể được áp dụng linh hoạt, giúp tối ưu hóa hiệu quả sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
ng h là v x lý b m t m nh c y ghép b ng ph n m m Rapidform mà thôi, quá trình l
Luật thiết kế công nghệ là một lĩnh vực quan trọng trong việc phát triển các giải pháp kỹ thuật Nó liên quan đến việc áp dụng các phương pháp và công nghệ tiên tiến nhằm tối ưu hóa quy trình thiết kế Sử dụng mô hình hình học phức tạp giúp cải thiện độ chính xác và hiệu quả trong các dự án thiết kế Các nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực này không chỉ nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn thúc đẩy sự đổi mới trong ngành công nghiệp.
n: (i) Ch n d ng d li u vào;(ii) Thu th p d li u;(iii) Phân tích và x lý d u;(iv).Tái t li o li mô hình n n 3 - giai
Here is the rewritten paragraph:Xử lý dữ liệu là quan trọng nhất Để có thể linh hoạt sử dụng các phần mềm kỹ thuật, chúng ta cần phải xử lý dữ liệu có thể đọc được Trong quá trình xử lý, việc thu thập dữ liệu dạng hình ảnh chất lượng cao sau khi qua 3 phần mềm CT: phần mềm 3D Slicer là bước quan trọng nhất.
c và d ng 3D tr ng y h c; ph n m m Blender là ph n m m x lý
Trong thiết kế hiện đại, việc sử dụng phần mềm Geomagic Studio đã trở thành một công cụ phổ biến và hiệu quả Phần mềm này không chỉ hỗ trợ trong việc tạo ra các mô hình 3D chất lượng cao mà còn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, từ y học đến kiến trúc và nghệ thuật Kết quả khôi phục từ các dữ liệu quét 3D giúp tạo ra những mô hình chính xác và chi tiết, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong ngành thiết kế.
Sai số của mô hình sau khi xử lý dữ liệu có thể được đánh giá thông qua các phương pháp thống kê Việc xây dựng mô hình phù hợp với từng loại dữ liệu và đặc điểm của từng lát cắt là rất quan trọng Độ chính xác của mô hình sẽ phụ thuộc vào các yếu tố như chiều dày của các lát cắt, phương pháp chụp và thu thập dữ liệu Tùy thuộc vào các phương pháp chụp khác nhau, sai số có thể thay đổi.
ng h p này Tuy nhiên v n mô hình sau x lý
c khôi ph hình nh CT nên yêu c u v nh n, m n c a mô hình là quan tr ng nh t.
Sau khi khôi phục, mô hình 3D cho thấy sai số khá nhỏ, trong khoảng 0.04-0.06mm FDM và các kỹ thuật xử lý bề mặt khác nhau cũng được áp dụng để đạt được độ chính xác cao Kết quả so sánh với mô hình 3D cho thấy sai số là khá nhỏ, đặc biệt tại các vị trí có hình dạng bề mặt phức tạp.
(khong 0.15-0.6mm) Các k t qu này có th c s d ra các khuy n cáo khi s d ng ho c l a ch t o m u h trong tng h p áp d ng
Ngoài ra, lup trình CAM cho m t ph n b m t c a mô hình, ph c v quá trình ch t o khuôn cho m nh ghép trong y t trình cn thi i vi các vt liu không có kh t o m u nhanh
K t qu c a lu u trong quá trình ng d ng công ngh thit k c và công ngh t qu nh nh
n còn nhi u v c n nghiên c nâng cao chng và quá trình ch t c chính xác và hoàn thi
- Nghiên cu nâng cao chng b m mô hình t sau x lý.
- Nghiên c u nâng cao ch ng b m t sau ch t ng yêu c u trong y h c.
- Nghiên c u v v t li u trong công ngh t o m u nhanh áp d ng trong y h c.
- Nghiên cu các công ngh t o m u nhanh áp d ng trong y t
- Nghiên c u v v ki chính xác c a mô hình d a vào thông s chp CT
Vic ng d ng công ngh thi t k c, công ngh t o m u nhanh,
DANH MC TÀI LI U THAM KH O
[1] Kumar A.; Jain, P K & Pathak, P M Reverse engineering in product manufacturing: an overview, DAAAM International Scientific Book 2013, pp.665-678, Chapter 39
[2] Vinesh Raja and Kiran J.Fernandes Reverse Engineering an Industrial Perspective, 2008, Chapter 1: Introduction to Reverse Engineering, pp 1-8
[3] Binkai Zhang, Xiang Wang , Xiao Liang, Jinjin Zheng, 3D Reconstruction of human bones based on dictionary learning,2016
[4] L.C.Hieu, J.V.Sloten, L.T.Hung, L.Khanh, S.Soe, N.Zlatov, L.T.Phuoc, P.D.Trung, Medical reverse engineering applications and methods 2010
[5] Information in https://www.embodi3d.com
[6] Maureen van Eijnatten, Roelof van Dijk, Johannes Dobbe, Geert Streekstra ,
Juha Koivisto Jan Wolff CT image segmentation methods for bone used in medical , additive manufacturing 2017
[8] DT Pham, LC Hieu, Reverse Engineering Software and Hardware,2016
[9] Kuang-Hua Chang., e-Design: Computer-Aided Engineering Design 2015 Chapter 14: Rapid Prototyping, pp 743-786
[10i Nguyên, Hu nh H u Ngh , Bùi Anh
Quc Gia công khuôn đúc cho mảnh c y ghép y h c trên máy phay CNC t d u ấ ọ ừ ữ liệ chụp hình ct lp
[11] http://www.benhvien103.vn/vietnamese/bai-giang-chuyen-nganh/x quang/bai giang- -chi- - -vi-tin cat lop tinh/1188/