Công ty TNHH 3D MASTER đã chế tạo thành công và trân trọng giới thiệu các sản phẩm cánh tay sinh kỹ thuật hỗ trợ đắc lực các chức năng cho người khuyết chi tại Việt Nam với chi phí rất tối ưu.
Tại Việt Nam, 3D master đang trển khai và nhân rộng sản phẩm nhằm giúp đỡ những người khuyết tật Việt Nam.
Những cánh tay sẽ được tạo mẫu nhanh bằng các máy in 3d công nghiệp Zortrax M200, rồi được lắp ghép và hoàn thiện đạt thẩm mỹ và công năng cao nhất trước khi đến với tay người dùng,
Cánh tay giả đầy công năng được tạo ra từ công nghệ in 3D với chi phí rẻ hơn rất nhiều so với các cánh tay truyền thống có đầy đủ thiết kế cho người lớn, trẻ nhỏ khuyết tật,
Tại 3D master, người khuyết tật bàn tay phải có thể được Scan 3D, chép mẫu bàn tay trái để in 3D ra sản phẩm tay phải như ý.
Đây chính là 1 trong nhiều dòng sản phẩm Bionic mà 3D master đang quảng báo phát triển tại Việt Nam và thị trường các nước lân cận.
20
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THỰC NGHIỆM 3.1 Cơ sở lý thuyết
3.1.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Thực nghiệm là một phương pháp thu thập thông tin được thực hiện bởi những quan sát trong điều kiện gây biến đổi đối tượng khảo sát và môi trường xung quanh đối tượng khảo sát một cách có chủ định. Sử dụng phổ biến trong nghiên cứu tự nhiên, kỹ thuật, y học và nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác.
- Đặc điểm: Thực nghiệm cho phép tác động lên đối tượng nghiên cứu một cách chủ động, can thiệp có ý thức vào quá trình diễn ra theo mong muốn của người nghiên cứu.
- Đặc trưng của phương pháp thực nghiệm là tham số bị khống chế bởi người nghiên cứu.
* Phân loại nghiên cứu thực nghiệm -Theo nơi thực nghiệm:
+ Thực nghiệm trong phòng thí nghiệm: Người nghiên cứu hoàn toàn chủ động tạo dựng mô hình thực nghiệm và khống chế các tham số, hạn chế là kết quả thu được trong phòng thí nghiệm hiếm khi được áp dụng thẳng vào điều kiện thực tế.
+ Thực hiện tại hiện trường: Người nghiện cứu tiếp cận điều kiện hoàn toàn thực, nhưng bị hạn chế về khả năng khống chế tham số và các điều kiện nghiên cứu.
+ Thực nghiệm trong quần thể xã hội: Dạng thực nghiệm được tiến hành trên một cộng đồng người, trong những điều kiện sống của họ. Trong thực nghiệm này, người nghiên cứu thay đổi các điều kiện sinh hoạt của họ, tác động vào đó những yếu tố cần được kiểm chứng trong nghiên cứu.
- Phân loại theo mực đích quan sát:
+ Thực nghiệm thăm dò: Thực nghiệm này được sử dụng để nhận dạng vẫn đề và xây dựng giả thiết.
+ Thực nghiệm kiểm tra: Thực nghiệm được tiến hành để kiểm chứng những giả thiết.
+ Thực nghiệm song hành: Thực nghiệm tiến hành trên những đối thượng khác nhau trong những điều kiện được khống chế giống nhau, nhằm rút ra kết luận về ảnh hưởng của thực nghiệm trên các đối tượng khác.
21 + Thực nghiệm đối nghịch: Thực nghiệm tiến hành trên hai đối tượng giống nhau với điều kiện ngược nhau, nhằm quan sát kết quả của các phương thức tác động đến thông số của đối tượng nghiên cứu.
+ Thực nghiệm so sánh (đồi chứng): Thực nghiệm tiến hành trên hai đối tượng khác nhau, trong đó một trong hai được chọn làm đối chứng nhằm tìm chỗ khác biệt giữa các phương pháp, giữa các hậu quả so với đối chứng.
* Các phương pháp tiến hành thực nghiệm
- Phương pháp thử và sai: Là phương pháp bắt đầu bằng việc thử, thấy sai thử lại, sai lại thử lại cho đến khi đạt được kết quả cuối cùng hoàn toàn đúng hoàn toàn sai so với giả thuyết thực nghiệm.
- Phương pháp Heuristie: Bản chất chính là phương pháp thử và sai được cải tiến, được chia theo nhiều bước, mỗi nước chỉ thực nghiệm trên một mục tiêu. Mục đích là để công việc thực nghiệm trở nên dễ dàng hơn.
- Thực nghiệm trên mô hình: Thực nghiệm phổ biến nhất trong các nghiên cứu xã hội. Mục đích là làm thử ở quy mô nhỏ, vừa dễ thực hiện vừa giảm thiểu rỉu ro.
* Ưu và nhược điểm của phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Ưu điểm:
+ Cho phép thay đổi bản chất cấu trúc và cơ chế của đối tượng, thay đổi điều kiện ảnh hưởng của những tác động bên ngoài bằng cách thay đổi những yếu tố nào đó của môi trường.
+ Có khả năng đi sâu vào quan hệ bản chất, xác định được các quy luật, phát hiện ra các thành phần và cơ chế.
+ Có thể lặp đi lặp lại nhiều lần thực hiện với những kết quả giống nhau, chứng tỏ một mối quan hệ có tính quy luật và đảm bảo được tính tin cậy của đề tài.
+ Nhà nghiên cứu không thụ động chờ đợi sự xuất hiện các hiện tượng mà tự mình tạo ra các điều kiện, nên có khả năng tính đến một cách đầy đủ hơn các điều kiện đó, cũng như những ảnh hưởng mà các điều kiện ấy gây ra cho đối tượng. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Nhược điểm:
+ Khó thực hiện, đòi hỏi sự chuẩn bị công phu về lý luận và công cụ thực hiện, đôi khi là những trang thiết bị hiện đại, tốn kém.
+ Mỗi thực nghiệm chỉ kiểm nghiệm và xác định được mối quan hệ giữa hai yếu tố, trong khi đó một đề tài nghiên cứu lại đòi hỏi kiểm nghiệm nhiều yếu tố.
22 + Các điều kiện được tạo ra một cách đặc biệt trong quá trình thực nghiệm có thể phá vỡ diễn biến tự nhiên của hiện tượng nghiên cứu.
+ Khó có thể dùng phương pháp này để nghiên cứu những hoạt động diễn biến phức tạp trong tư tưởng, tình cảm con người.
* Nguyên tắc cơ bản của nghiên cứu thực nghiệm - Xây dựng giả thuyết thực nghiệm
- Ước lượng các biến thiên
- Khống chế những điều kiện chủ quan của đối tượng được thực nghiệm để nó cân bằng và ổn định.
- Khống chế những tác động không thực nghiệm
- Mẫu được lựa chọn trong thực nghiệm phải tiêu biểu, mang tính phổ biến để kết quả thực nghiệm được khách quan.
- Đề ra những chuẩn đánh giá, phương thức đánh giá kết quả. - Ghi biên bản thực nghiệm
* Yêu cầu
- Không sử dụng thực nghiệm một cách tràn lan, phải chọn vấn đề then chốt, nhất thiết để thực hiện, khi đã chọn đề tài thực nghiệm thì cần phải thực hiện đến mức cao nhất các nguyên tắc của thực nghiệm.
- Cần nắm chắc những ưu điểm và nhược điểm của mỗi loại thực nghiệm để sử dụng phù hợp với vấn đề thực nghiệm.
- Chỉ được tiến hành thực nghiệm khi có đầy đủ luận cứ về: mục đích, điều kiện (cơ sở lý luận, giả thuyết khoa học, đối tượng tác động, địa bàn thực nghiệm, lực lượng tham gia thực nghiệm,…), các bước thực nghiệm, việc xử lí kết quả, phân tích lý luận và khái quát hoá để hình thành tri thức mới.
* Các bước tiến hành - Chuẩn bị:
+ Xác định mục tiêu thực nghiệm.
+ Xác định đối tượng, địa điểm, quy mô thực nghiệm.
+ Xác định hệ chuẩn đánh giá và phương pháp đánh giá kết quả. + Xây dựng kế hoạch triển khai thực nghiệm.
+ Khảo sát thực trạng các vấn đề có liên quan đến việc thực nghiệm + Triển khai thực nghiệm theo kế hoạch
23 * Ý nghĩa của phương pháp thực nghiệm
- Phương pháp thực nghiệm khoa học là một trong các phương pháp cơ bản nghiên cứu khoa học.
- Phương pháp thực nghiệm mang tính chủ động và sáng tạo rất cao trong việc cải tạo thực tiễn và có ý nghĩa rất quan trọng trong lịch sử phát triển khoa học.[24]
*Các bước tiến hành trong quá trình nghiên cứu:
Thu thập các mẫu thân cây bông súng thực tế trong tự nhiên, sau đó tiến hành đo và lập bảng dữ liệu kích thước.
Hình 3. 1 Quá trình thu thập, đo đạt dữ liệu kích thước thân cây bông súng
3.1.2 Mô hình tính toán dòng chảy rối trong ansys [29]
Trên thực tế không có mô hình dòng chảy rối nào là tốt với tất cả các loại vấn đề. Việc lựa chọn mô hình chảy rối sẽ phụ thuộc vào các cân nhắc như các điều kiện vật lý trong dòng chảy, các thiết lập thực tế cho từng vấn đề cụ thể, mức độ chính xác cần thiết, tài nguyên tính toán và thời gian dành cho mô phỏng. Để đưa ra lựa chọn mô hình phù hợp nhất với nhu cầu của mình, chúng ta cần hiểu các khả năng và giới hạn của các tuỳ chọn khác nhau.
Mô hình k-ε được xây dựng để giải quyết các bài toán về độ nén lưu chất, mô hình hoá trao đổi nhiệt, sự vận động của lưu chất và truyền khối.
24 Các mô hình chảy rối đơn giản nhất được giải quyết bằng hai phương trình riêng biệt cho phép xác định độc lập các mức vận tốc và độ rối của lưu chất. Mô hình k-ε Standard trong Ansys Fluent đã trở thành mô hình tính toán dòng chảy. Sự hữu ích về mặt kinh tế với độ chính xác hợp lý trong việc giải quyết các vấn đề về dòng chảy và mô phỏng truyền nhiệt. Đây là mô hình bán thực nghiệm được xây dựng dựa trên việc quan sát thực tế và kết hợp với kinh nghiệm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mô hình k-ε Standard có các điểm mạnh và điểm yếu của nó, vì vậy mà một số mô hình được thiết kế để cải thiện hiệu suất của nó. Hai trong số các biến thể này có sẵn trong Ansys Fluent: RNG k-ε và Realizable k-ε.
* Phương trình vận chuyển cho mô hình k-ε Standard
Động năng chảy rối k và tốc độ triệt tiêu của nó ε sẽ được tính từ các phương trình vận chuyển sau (theo phương trình 4.4-1, 4.4-2, TL [29], chương 4, trang 13):
( ) ( ) ( t) i k b M k i j k j k k ku G G Y S t x x x Và 3 2 1 2 i k b i j j t u G C G S x x x C C t k k
Trong hai phương trình trên, Gkđặc trưng cho việc tạo ra động năng do vận tốc,
b
G đặc trưng cho việc tạo ra động năng chảy rối do lực nổi, YM thể hiện sự đóng góp của biến thiên dòng chảy rối nén được đối với tốc độ triệt tiêu tổng thể, C1, C2, C3là hằng số, k và là các số Prandtl chảy rối cho k và ε, Sk và S là các thuật ngữ mà người dùng có thể tự định nghĩa.
3.2. Cơ sở thực nghiệm
3.2.1 Phương pháp taguchi [35]
3.2.1.1 Giới thiệu
Phương pháp Taguchi bổ sung cho 2 phương pháp hoạch định yếu tố toàn phần và yếu tố phần
Phương pháp Taguchi dựa trên bảng hoạch định trực giao (OA – Orthogonal Arrays) xây dựng trước và phương pháp để phân tích đánh giá kết quả
25 Phương pháp Taguchi sử dụng tốt nhất với số yếu tố khảo sát từ 3 đến 50, số tương tác ít và khi chỉ có một số ít yếu tố có ý nghĩa.
Hình thành phương pháp:
Phương pháp Taguchi ( tiếng Nhật : グチソ ) là phương pháp thống kê, hoặc đôi khi được gọi là phương pháp thiết kế mạnh mẽ, được phát triển bởi Genichi Taguchi (01/01/1924 – 02/06/2012) để cải thiện chất lượng hàng hóa sản xuất và gần đây cũng áp dụng cho kỹ thuật, công nghệ sinh học, tiếp thị và quảng cáo. Các nhà thống kê chuyên nghiệp đã hoan nghênh các mục tiêu và cải tiến do phương pháp Taguchi mang lại, đặc biệt là do sự phát triển các thiết kế của Taguchi để nghiên cứu biến thể, nhưng đã chỉ trích sự không hiệu quả một số đề xuất của Taguchi.
Công việc của Taguchi bao gồm ba đóng góp chính cho thống kê: Một chức năng mất cụ thể
Triết lý kiểm soát chất lượng ngoại tuyến Những đổi mới trong thiết kế thí nghiệm
Taguchi biết lý thuyết thống kê chủ yếu từ những người theo Ronald A. Fisher. Phản ứng với các phương pháp của Fisher trong việc thiết kế các thí nghiệm, Taguchi giải thích các phương pháp của Fisher là thích nghi để tìm cách cải thiện kết quả trung bình của một quy trình. Thật vậy, công việc của Fisher chủ yếu được thúc đẩy bởi các chương trình để so sánh năng suất nông nghiệp theo các phương pháp xử lý và khối khác nhau, và các thí nghiệm như vậy đã được thực hiện như một phần của chương trình dài hạn để cải thiện thu hoạch.
Tuy nhiên, Taguchi nhận ra rằng trong sản xuất công nghiệp nhiều, có một nhu cầu để tạo ra một kết quả đúng mục tiêu. Do đó, ông lập luận rằng kỹ thuật chất lượng nên bắt đầu bằng sự hiểu biết về chi phí chất lượng trong các tình huống khác nhau. Trong nhiều kỹ thuật công nghiệp thông thường, chi phí chất lượng được thể hiện đơn giản bằng số lượng vật phẩm bên ngoài đặc điểm kỹ thuật nhân với chi phí làm lại hoặc phế liệu. Tuy nhiên, Taguchi nhấn mạnh rằng các nhà sản xuất mở rộng tầm nhìn của họ để xem xét chi phí cho xã hội. Mặc dù chi phí ngắn hạn có thể chỉ đơn giản là chi phí không phù hợp, nhưng bất kỳ mặt hàng nào được sản xuất từ danh nghĩa sẽ dẫn đến một số tổn thất cho khách hàng hoặc cộng đồng rộng lớn hơn do hao mòn sớm; những khó khăn trong việc giao tiếp với các bộ phận khác, bản thân chúng có thể
26 rộng trên danh nghĩa; hoặc sự cần thiết phải xây dựng trong lề an toàn. Những mất mát này là ngoại tác và thường bị các nhà sản xuất bỏ qua, họ quan tâm đến chi phí tư nhân hơn là chi phí xã hội . Các phân tích bên ngoài như vậy ngăn thị trường hoạt động hiệu quả, theo các phân tích của kinh tế công cộng . Taguchi lập luận rằng những tổn thất đó chắc chắn sẽ tìm đường quay trở lại tập đoàn khởi nghiệp (có hiệu lực tương tự như bi kịch của chung ), và bằng cách làm việc để giảm thiểu chúng, các nhà sản xuất sẽ nâng cao uy tín thương hiệu, giành thị trường và tạo ra lợi nhuận.
Mục tiêu của phương pháp Taguchi:
Chất lượng nên được tạo nên từ trong quá trình thiết kế. Chất lượng được thiết kế thông qua thiết kế hệ thống, thiết kế tham số và thiết kế dung sai. Tham số thiết kế, sẽ là trọng tâm của bài viết này, được thực hiện bằng cách xác định quá trình nào các tham số ảnh hưởng nhất đến sản phẩm và sau đó thiết kế chúng để đưa ra một mục tiêu cụ thể chất lượng sản phẩm. Chất lượng "được kiểm tra" của một sản phẩm có nghĩa là sản phẩm được sản xuất ở mức chất lượng ngẫu nhiên và những thứ quá xa giá trị trung bình sẽ bị loại bỏ.
Chất lượng đạt được tốt nhất bằng cách giảm thiểu đọ sai số so với chỉ tiêu. Sản phẩm nên được thiết kế sao cho nó miễn nhiễm với các yếu tố môi trường không thể kiểm soát. Nói cách khác, độ kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm phải đạt giá trị cao.
Chi phí chất lượng nên được đo bởi hàm sai số so với tiêu chuẩn và các tổn thất nên được kiểm tra trên toàn bộ hệ thống. Đây là khái niệm về chuyển đổi tổn thất, hoặc tổn thất chung phát sinh từ khách hàng và xã hội từ một sản phẩm chất lượng kém.
Ưu điểm và nhược điểm:
Một lợi thế của phương pháp Taguchi là nó nhấn mạnh đến hiệu suất trung bình giá trị hơn là giá trị trong một giá trị nhất định bị giới hạn đặc điểm kỹ thuật, do đó cải thiện chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, phương pháp của Taguchi có thiết kế thử nghiệm rất đơn giản và dễ áp dụng cho nhiều trường hợp, làm cho nó một phương pháp mạnh mẽ nhưng đơn giản. Nó có thể được sử dụng để nhanh chóng thu hẹp phạm vi của một