Ngày nay, s n b c a công ngh trong các ngành công nghiựtiế ộ ủ ệ ệp đòi hỏ ựi s phát tri n h ể ệthống để nâng cao độ chính xác thi t bế ị, năng suất và ti t kiế ệm lao động hơn trong đo lường và ki m tra. Nhu c u v các lo i d ng c có kh ể ầ ề ạ ụ ụ ả năng đo lường t ự động, đo lường trong khi gia công tăng mạnh. Phương pháp quét 3D sử ụ d ng ánh sáng cấu trúc đã được sử ụ d ng r ng rãi trên th giộ ế ới vớ ấi r t nhiều tính năng ưu việt so với các phương thức đo truyền thống như sử ụ d ng các d ng c ụ ụ đo cổ ể di n.
• Đo lường không ti p xúc ế
• Độ chính xác cao
• Thời gian đáp ứng nhanh
• Khả năng đo nhanh, số lượng l n, thích ng r t t t vớ ứ ấ ố ới môi trường công nghi p ệ
• Khả năng đo các chi tiết có kích thước quá l n hay quá nh , các chi ti t d ớ ỏ ế ị d ng, nhi u chi ti t cùng mạ ề ế ột lúc.
Với những ưu điểm vượt trội như vậy mà máy đo 3D sử dụng ánh sáng cấu trúc được ứng dụng đo rộng rãi. Ứng dụng công nghệ quét 3D sẽ giúp tiết kiệm thời gian, giảm chi phí và nâng cao chất lượng cho sản phẩm. Công nghệ 3D có thể áp dụng trong nhiều ngành nghề khác nhau như chế tạo khuôn mẫu, đồ gia dụng, sản phẩm cơ khí, ngành gỗ,... và nhiều ngành công nghiệp khác. Công nghệ 3D là một quá trình xác định hình dạng bề mặt của vật thể trong không gian 3 chiều để tạo ra mô hình kỹ thuật số 3D. Quét 3D đã mở ra một bước ngoặt mới trong công nghệ 3D, bất kì mô hình nào cũng có thể mô hình hóa bằng dữ liệu kỹ thuật số chỉ trong vòng vài giờ đồng hồ. Cụ thể như sau:
- Ứng dụng trong đo lường và kiểm tra sản phẩm.
Quét 3D hỗ trợ mạnh trong kiểm tra 3D vậy nên không thể không nói đến ứng dụng đo và kiểm tra sản phẩm. Sản phẩm sau khi sản xuất xong sẽ qua bước kiểm tra chất lượng trước khi đưa ra thị trường. Với sản phẩm có bề mặt phức tạp (chi tiết cơ khí, điện tử, vi mạch...) đòi hỏi độ chính xác cao, công nghệ 3D sẽ giúp thực hiện bước này nhanh hơn và độ tin cậy cao hơn. Khi quét mẫu vật xong thì sẽ có file 3D của sản phẩm, từ đó người kiểm tra có thể so sánh sai lệch bề mặt giữa thực tế và thiết kế, kiểm tra sai lệch hình dạng, sai lệch vị trí bề mặt, biên dạng 3D bề mặt đối tượng đo.
Hình 1.4 ng dỨ ụng đo kiểm s n ph m ả ẩ
Hình 1. 5 ng dỨ ụng đo trong gia công cơ khí như đo chi tiết cơ khí.
Hình 1.5 là hình nh máy quét ATOS quét chi tiả ết cơ khí. Hiện nay có r nhi u ất ề hãng s n xu t máy quét 3D b ng ánhsáng cả ấ ằ ấu trúc như: GOM, DAVID, Faro Arm, Hexagon, Metris … Sản ph m c a mẩ ủ ỗi hãng thường có k t c u, ph n m m quét, ế ấ ầ ề độ chính xác khác nhau và s d ng ngu n sáng dử ụ ồ ạng mã hóa, cũng như có các ph m vi ng d ng r t khác nhau ạ ứ ụ ấ
Máy đo bằng ánh sáng cấu trúc được ứng d ng rụ ất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
Quét 3D ứng d ng r t nhi u trong vi c kiụ ấ ề ệ ểm tra các chi tiết cơ khi đặc biệt là trong ngành công nghi p s n xuệ ả ất ô tô như hình 1.6 .
Hình 1. 6 ng d ng trong công nghi p s n xuỨ ụ ệ ả ất ô tô.
- Ứng d ng trong thi t k ụ ế ếngược
T m t vừ ộ ật thể ẫ m u, công ngh quét 3D s giúp tái t o l i mô hình trên máy mệ ẽ ạ ạ ột cách chính xác. Sau khi có mô hình trên máy tính người kĩ sư sẽ ử s d ng ph n mụ ầ ềm thiế ế ngược (CATIA, NX...) đểt k thiế ế ạt k l i và ch nh s theo yêu c u r i xu t file ỉ ử ầ ồ ấ 3D (IGS, STEP...) để mang đi gia công bằng CNC.
Hình 1. 7 Thiết kế ngược
- Ứng d ng trong th i trang may m cụ ờ ặ - No table of figures entries found.
Hình 1. 8 ng d ng quét biên dỨ ụ ạng cơ thể người phục vụ lĩnh vực thời trang may m c, da giày. ặ
Hình 1.8 máy quét 3d c m tay Cubify sense s d ng laser quét m u t o ra các ầ ử ụ ẫ ạ hình m u 3 chi u c a vât th . Khi mu n quét m t v t th ẫ ề ủ ể ố ộ ậ ể người dùng đi vòng quanh quét v t th qua sense. nh 3 chi u c a v t ậ ể Ả ề ủ ậ thể ẽ đượ s c thi b t o d ng, có th ết ị ạ ự ể dùng để in 3D r t thích h p trong công ngh t o m u trong ngành di t may hi n nay. ấ ợ ệ ạ ẫ ệ ệ Trong lĩnh vực da giày th i trang thì công ngh ờ ệ quét 3D đượ ức ng dụng để đo quét biên dạng cơ thể người đưa ra các thông số cơ thể như: chiều cao, biên dạng tay, biên dạng chân, kích thướ 3 vòng… phục c v hi u qu cho viụ ệ ả ệc may đo quần áo mà không c n s dầ ử ụng cách đo nhân trắc trực tiếp cơ thể người.
- Ứng d ng trong nhi u ngành s n xu t: ụ ề ả ấ
Các doanh nghiệp sản xuất phải luôn tạo ra những mẫu mã mới, giá rẻ với thời gian nhanh chóng để đáp ứng nhu cầu thị trường và cạnh tranh với đối thủ cạnh tranh trong nước và quốc tế. Công nghệ quét 3D giúp sản xuất nhanh các sản phẩm mẫu trước khi đưa vào sản xuất hàng loạt với chi phí thấp, góp phần nâng cao chất lượng và mẫu mã sản phẩm rõ rệt.
Hình 1.9 ng d ng quét biên d ng các chi tiỨ ụ ạ ết cơ khí. - Ứng dụng trong lĩnh vực y t ế
Máy quét 3D có kh ả năng chụp l i khuôn mạ ặt và cơ thể người m t cách d dàng ộ ễ và nhanh chóng t ừ đó tạo ra các s n ph m y t cho các bả ẩ ế ệnh nhân như tạo niềng răng, hàm; tọa ra các mô hình m t n ặ ạ để điều tr cho các b nh nhân b ng, làm gang ị ệ ỏ tay tùy bi n ế cho các bệnh nhân; làm chân tay gi . ả
Hình 1. 10 Biên dạng 3D hàm răng.
Hình 1. 11 ng d ng trong y tỨ ụ ế
- Ứng dụng giúp xây dựng mô hình ảo trong bảo tàng 3D
Trên thế giới những bảo tàng ảo không còn xa lạ với người dân, những bảo tàng này giúp cho người dân và du khách có được những trải nghiệm thú vị như đang được trở thành nhân vật chính trong mỗi tác phẩm, hay được chạm tới các hiện vật cổ. Tuy nhiên ít ai biết những mô hình đó chính là tác phẩm của công nghệ quét 3D các hiện vật thực. Công nghệ quét 3D còn giúp phục hồi, lưu giữ biên dạng của các hiện vật cổ.
Hình 1. 12 Quét tượng
Từ những ứng dụng trên quả thực không thể phủ nhận vai trò của công nghệ 3D cũng như máy quét 3D. Các giải pháp được tạo ra từ công nghệ 3D dự kiến sẽ còn phát triển nhiều hơn nữa góp phần to lớn trong việc nâng cao chất lượng sản xuất và đời sống, mang hi u qu kinh t l n. T ệ ả ế ớ ừ đây các loạ máy đo quét biên dại ng 3D đang được nghiên c u sâu và ngày càng phát tri n, ứ ể