Ứng dụng thiết kế ngược trong thiết kế kiểu dáng ô tô Audi R8 bằng công cụ CATIA

Kỹ thuật thiết kế ngược (Reverse Engineering) .1 Giới thiệu về kỹ thuật thiết kế ngược

Giai đoạn lẫy mẫu: Là giai đoạn số hóa bề mặt mẫu sản phẩm thực bằng các loại thiết bị đo quét tọa độ (còn gọi là thiết bị số hóa) được lựa chọn tùy theo hình dạng chi tiết, yêu cầu độ chính xác, vật liệu chi tiết, kích thước chi tiết, …Hai loại thiết bị đo quét tọa độ phổ biến nhất là thiết bị đo không tiếp xúc và thiết bị đo tiếp xúc. Điển hình cho 2 loại này là máy đo tọa độ CMM (Coordinate Measuring Machine) với đầu dò cơ khí và máy quét với đầu dò quang học OCMM (Optical Coordinate. Measuring Machine laser hoặc ánh sáng xanh, ánh sáng trắng). Giai đoạn xử lý dữ liệu và xây dựng mô hình số: Tập hợp các dữ liệu điểm sau khi số hóa bề mặt được xử lý bằng cách loại bỏ những điểm bất thường, giảm bớt dữ liệu điểm và được sắp xếp lại.

Sau đó, bằng phần mềm chuyên dụng, dữ liệu điểm được liên kết thành mạng lưới điểm( tam giác hoặc tứ giác) và được biến đổi thành mô hình mặt cong. - Phần mềm mô hình hóa 3D: Có khả năng mô hình hóa các lưới điểm, xây dựng mô hình CAD thông qua sự tương tác của người sử dụng với giao diện phần mềm. Giai đoạn xây dựng bản vẽ thiết kế: Mô hình thiết kế có thể được tinh chỉnh, tối ưu bằng các phương pháp phân tích mô phỏng CAE và cuối cùng là xuất dữ liệu thiết kế dưới dạng bản vẽ kỹ thuật.

Có thể sử dụng trực tiếp dữ liệu thiết kế cho công đoạn sản xuất bằng cách chuyển mô hình CAD sang CAM để lập trình gia công CNC hay chuyển sang dữ liệu .STL cho quá trình tạo mẫu nhanh. Máy có thể điều khiển bằng cơ, hoặc có hệ điều khiển số, thường được sử dụng để đo lường về kích thước, đo kiểm mẫu, lược đồ góc, hướng hoặc chiều sâu, đo chép mẫu hoặc tạo hình. Các phương pháp quang học thông dụng đang được dùng để quét mẫu 3D: Máy ảnh kỹ thuật số, ánh sáng trắng, ánh sáng xanh với độ tương phản cao và tia laser.

Phương pháp này sử dụng một chùm tia laser chiếu lên đối tượng, một camera được dựng để theo dừi vị trớ vật lý của chựm tia laser trong khụng gian 3 chiều. Đối với những mẫu có kích thước lớn như xe khách giường nằm, khi dùng phương pháp máy quét laser để lấy mẫu số hóa thường phải thiết kế một hệ thống giá đỡ máy quét di chuyển dọc theo xe. Kết nối Internet tốc độ cao đã tạo ra sự bùng nổ trong thập niên 90 và tạo nên một thế giới mạng rộng lớn, dựa trên nền tảng công nghệ này, một định nghĩa mới được hình thành.

Lấy ý tưởng từ các mạng xã hội trên Internet như Twitter và Facebook, mô hình mới này đã giúp cải tổ công tác thiết kế sản phẩm tại doanh nghiệp. Đây là một mô hình sản xuất kinh doanh mà người khởi xướng đặt niềm tin vào quần chúng, những người có khả năng tìm ra những giải pháp cho các vấn đề một cách sáng tạo nhất. Theo các kết quả thực tế, giải pháp này trong nghiên cứu phát triển sản phẩm rất phù hợp cho giai đoạn thiết kế và lựa chọn ý tưởng, thiết kế concept.

Ứng dụng công nghệ thực tế ảo VR trong thiết kế ô tô

Như vậy, giải pháp này có một tiềm năng rất lớn và sẽ là xu thế trong tương lai. Nhưng nó cũng đặt ra không ít những nghi ngờ về tính thực tế và bảo mật. Việc sử dụng cần phải được tính toán khéo léo, nếu không muốn bị phản tác dụng.

Các thiết bị đầu ra: gồm thiết bị hiển thị (như màn hình, tường mô phỏng, buồng mô phỏng đa chiều) để nhìn và giao tiếp với đối tượng 3D nổi. Bộ phản hồi xung lực để tạo cảm nhận như khi xe đi đường xóc, gồ ghề. - Màn hình 3D có chiều rộng 4m – 5m (có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn tùy theo yêu cầu) đối với bức tường mô phỏng, còn đối với buồng mô phỏng thì bố trí thêm nhiều vị trí như mặt trước, sau, bên trái, phải, bên dưới, bên trên.

Đặc điểm kỹ thuật của công nghệ này là người thiết kế hoặc tham gia có thể đi xung quanh xe ảo hoặc vào bên trong xe ảo để xem xét, cảm nhận được các đặc điểm như hình dáng, màu sắc, kết cấu bên ngoài và bên trong xe. Người thiết kế hoặc người tham gia có thể nghe được âm thanh vòm, có cảm giác khi sờ, nắm các đối tượng trên xe ảo và cảm giác được khi xe ảo chuyển động. Mô phỏng thực tế ảo VR hiện đang được các hãng ô tô quan tâm và ứng dụng để thiết kế, làm concept các mẫu xe mà không cần làm mẫu đất sét hay mẫu thực, rút ngắn thời gian thiết kế và cho phép nhiều thành phần tham gia, kể cả khách hàng.

Hãng xe ô tô Ford đã trở thành nhà sản xuất đầu tiên hợp tác với các thành viên để cho ra đời một công cụ thiết kế cho phép làm ra mô hình các mẫu xe hơi một cách nhanh chóng và chân thực trên nền tảng thực tế ảo 3D. Lợi ích của công cụ thực tế ảo 3D này là tính năng đồng sáng tạo giúp các nhà thiết kế trên toàn cầu có thể hợp tác thiết kế sản phẩm trong cùng một thời gian và có khi là không cần trực tiếp gặp nhau, điều này tạo ra một sự thay đổi lớn trong quá trình thiết kế ô tô, góp phần giúp ra đời nhiều và nhanh hơn các mẫu xe mới trong tương lai.