Luận văn Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược và tạo mẫu nhanh trong phục dựng cổ vật
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, Luận văn Thạc sỹ: “Nghiên cứu công nghệ thiết kế
ngược và tạo mẫu nhanh trong phục dựng cổ vật” là công trình nghiên cứu của cá
nhân tôi, không sao chép của bất kỳ tổ chức, các nhân nào.
Tôi xin chịu mọi trách nhiệm về công trình nghiên cứu của riêng mình!
Nam Định, ngày......tháng.......năm 2021
Người cam đoan
Nguyễn Ngọc Tài
1
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin được chân thành cảm ơn các thầy cô giáo là giảng viên trường Đại học
Sư phạm Kỹ thuật Nam Định đã giảng dạy, giúp đỡ, chỉ bảo tận tình, giúp tôi có được
nhiều kiến thức rất mới và bổ ích, nâng cao trình độ, năng lực học tập và sáng tạo.
Tôi xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS. Vũ Ngọc Thương - Giảng viên trường
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định, đã chấp nhận, thống nhất tên đề tài; hướng dẫn,
chỉ bảo tôi tận tình trong việc tiếp cận và khai thác tài liệu tham khảo trong quá trình
tôi làm luận văn.
Cuối cùng tôi cảm ơn các bạn đồng nghiệp và gia đình đã ủng hộ và động viên
tôi trong suốt quá trình làm luận văn này.
Trong quá trình làm luận văn, do kinh nghiệm của bản thân còn nhiều hạn chế
nên luận văn không tránh khỏi thiếu xót. Rất mong nhận được ý kến nhận xét, góp ý
của quý thầy cô và các bạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tác giả
Nguyễn Ngọc Tài
2
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................ 1
MỤC LỤC........................................................................................................ 3
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................. 7
MỞ ĐẦU ........................................................................................................ 12
1. Lý do chọn đề tài....................................................................................... 12
2. Lịch sử nghiên cứu.................................................................................... 12
2.1. Trên thế giới:...................................................................................... 12
2.2. Trong nước:........................................................................................ 13
4. Nội dung nghiên cứu................................................................................. 14
5. Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 14
1.1. Công nghệ thiết kế ngược ...................................................................... 15
1.1.1. Khái niệm........................................................................................ 15
kế ngược.................................................................................................... 17
3
1.2. Công nghệ tạo mẫu nhanh...................................................................... 26
1.3. Kết luận chương I................................................................................... 46
2.2. Chi tiết về máy in Prusa i3..................................................................... 50
2.2.1. Tổng quan chung............................................................................. 50
2.4. Kết luận .................................................................................................. 54
VẬT................................................................................................................. 54
4
3.5. Tiến hành thực nghiệm........................................................................... 66
3.5.1.2. Thiết bị số hóa.............................................................................. 67
3.5.2.1. Vật liệu in 3D:.............................................................................. 87
3.5.2.2. Các bước thực hiện: ..................................................................... 87
5
mặt sản phẩm in 3D..................................................................................... 103
KẾT LUẬN .................................................................................................. 104
KIẾN NGHỊ................................................................................................. 105
6
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1 Mô hình hóa chi tiết mặt người........................................................... 18
Hình 1. 12 Máy tạo mẫu nhanh SLA .................................................................. 32
Hình 1. 14 Máy tạo mẫu nhanh SLS................................................................... 34
Hình 1. 17 Máy in 3 chiều................................................................................... 41
Hình 1.18 Cấu tạo máy in 3 chiều....................................................................... 41
Hình 1. 19 Cấu tạo máy in 3D-FDM .................................................................. 43
Hình 1. 21 Cấu tạo máy in 3D-FDM .................................................................. 45
Hình 2. 4: Khung máy in 3D............................................................................... 51
Hình 2. 5: Board mạch RAMPS.......................................................................... 52
Hình 2. 8: Sơ đồ kết nối tổng quát máy in 3D .................................................... 53
Hình 3. 3: Hình dạng phần nắp chóe thờ ............................................................. 67
Hình 3. 11: Phần mềm Horus.............................................................................. 76
Hình 3. 14: Quét chi tiết nắp chóe...................................................................... 78
8
Hình 3. 16: Các khuyết tật sau khi quét ............................................................. 80
Hình 3. 18: Import dữ liệu quét........................................................................... 82
Hình 3. 19: Sắp xếp các bản quét........................................................................ 83
Hình 3. 20: Vật thể ở dạng lưới........................................................................... 84
Hình 3. 21: Chỉnh sửa lưới.................................................................................. 84
Hình 3. 22: Chế độ Parametric Surfacing ........................................................... 85
Hình 3. 23: Chế độ CAD..................................................................................... 85
Hình 3. 25: File hoàn thiện.................................................................................. 86
Hình 3. 27: Cài đặt máy in 3D ............................................................................ 88
Hình 3. 28: Thiết lập phần mềm in ..................................................................... 89
Hình 3. 29: Thiết lập suport ................................................................................ 89
Hình 3. 30: Bắt đầu quá trình in.......................................................................... 90
Hình 3. 31: Sản phẩm khi in xong....................................................................... 90
Hình 3. 32: Sử dụng máy in 3D Prusa i3 ............................................................ 91
Hình 3. 33: Mẫu in thực nghiệm ......................................................................... 92
Hình 3. 34: File in 3D cho 7 mẫu........................................................................ 93
9
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3. 1: Các cấp độ nhẵn bề mặt..................................................................... 61
thông số chế độ in cần khảo sát là D và v).......................................................... 65
Bảng 3. 3: Bảng kế hoạch thực nghiệm .............................................................. 66
Bảng 3. 7: Kết quả các thí nghiệm ở tâm............................................................ 97
Bảng 3. 9: Giá trị hàm hồi quy............................................................................ 99
mẫu theo chế độ in khác nhau........................................................................... 102
10
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT
Ký hiệu
FE
Từ
Nghĩa
1
2
Forward Enineering
Reverse Engineering
Công nghệ thiết kế thuận
Công nghệ thiết kế ngược hay
công nghệ đảo chiều, công
nghệ chép mẫu.
RE
3
4
CAD
CAM
Compurter Aided Design
Thiết kế với sự trợ giúp của
máy tính
Compurter Aided
Manufacturing
Sử dụng máy tính để tạo chương
trình điều khiển hệ thống sản
xuất, kể cả trực tiếp điều khiển
các thiết bị, hệ thống đảm bảo
vật tư, kỹ thuật .
5
CAE
Computer Aided Engineering Tính toán kỹ thuật với sự trợ giúp
của máy tính. CAD và CAE
thường gắn liền với nhau vì thiết
kế sản phẩm gắn liền với thử
nghiệm, mô phỏng hoạt động của
sản phẩm.
6
CAPP
Computer Aided Process
Planning
Lĩnh vực sử dụng máy tính trợ giúp
thiết kế quá trình công nghệ chế tạo
sản phẩm (thường được gọi là
chuẩn bịcôngnghệ).
7
8
RP
Rapid Propotyping
Bao gồm các phương pháp gia
công tạo mẫu nhanh
CNC
Computerized Numerical
Control
Máygiacôngđiềukhiểnsốcósự trợ
giúp của máy tính trong việc vận
hànhvàlậptrìnhgiacông.
11
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Công nghệ thiết kế ngược và công nghệ tạo mẫu nhanh là những công nghệ
mới, nó tích hợp những thành tựu của công nghệ thông tin, công nghệ vật liệu, tự động
hóa, kỹ thuật laser và cơ khí hiện đại... Những công nghệ này được ứng dụng trong
nhiều lĩnh vực khác nhau và đặc biệt phát huy được ưu điểm trong những ứng dụng
thiết kế phức tạp, yêu cầu rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng như thiết kế kiểu
dáng vỏ ô tô; thiết kế khuôn dập; thiết kế các chi tiết máy....Đặc biệt công nghệ tạo
mẫu nhanh từ khi ra đời đến nay đã được cải tiến và phát triển rất nhiều. Hàng loạt
phương pháp và công nghệ tạo mẫu ra đời, mỗi công nghệ tạo mẫu có những ưu điểm
riêng. Hiện nay một trong những phương pháp tạo mẫu được sử dụng phổ biến nhất là
công nghệ FDM với những ưu điểm như đơn giản, dễ thiết kế, vật liệu dễ tìm, không
gây độc hại ….
Bên cạnh những ưu điểm đó thì nhược điểm là chi tiết sau in có độ bóng bề mặt
thấp, tốc độ in chưa cao ….dẫn đến việc ứng dụng công nghệ này vì thế cũng có nhiều
hạn chế. Việc nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số in đến chất lượng mẫu in trong
quá trình in 3D, nhất là chất lượng bề mặt là hết sức cần thiết để từng bước đưa công
nghệ in 3D vào cuộc sống, nhất là trong các ngành đặc thù như phục chế cổ vật.
Được sự đồng ý của Khoa Cơ khí- Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Nam
Định, đặc biệt là TS. Vũ Ngọc Thương, tác giả chọn đề tài : “Nghiên cứu công nghệ
thiết kế ngược và tạo mẫu nhanh trong phục dựng cổ vật” làm đề tài Luận văn Thạc
sỹ của mình.
2. Lịch sử nghiên cứu
2.1. Trên thế giới:
Năm 1986, Charles Hull sáng tạo ra một quá trình gọi là Stereolithography –
sản xuất vật thể từ nhựa lỏng và làm cứng lại nhờ laser. Sau đó, ông thành lập công ty
3DSystems, một trong những nhà cung cấp công nghệ lớn nhất hiện nay trong lĩnh vực
in 3D.
12
Từ 1986 đến 2007, trong 20 năm đầu tiên, công nghệ này mới chỉ có các bước
đi nhỏ, chậm, đây được gọi là giai đoạn xâm nhập, bước nền cho công nghệ tạo mẫu
nhanh.
Năm 2009, công nghệ này đã thu hút nhiều nhà sản xuất tham gia. Giá thành
sản xuất giảm và FDM trở thành một trong những chìa khóa công nghệ cơ bản của các
máy in 3D trên thị trường hiện nay.
Năm 2013, ngành công nghệ sản xuất in 3D có trị giá khoảng 3,1 tỷ USD/năm,
tăng 35% so với năm 2012. Trong vòng sáu năm, tốc độ tăng trưởng trung bình ở mức
cao, khoảng 32%/năm và sẽ đạt mức 21 tỷ USD vào năm 2020.
2.2. Trong nước:
Mặc dù công nghệ in 3D đã có mặt trong khá nhiều lĩnh vực ở Việt Nam, từ y
khoa, mỹ nghệ, thời trang, kiến trúc, cơ khí đến giáo dục… nhưng theo các chuyên
gia, việc ứng dụng vẫn chủ yếu mang tính chất thử nghiệm.
Sau hơn một thập kỷ có mặt tại Việt Nam, thành tựu nổi bật nhất được ghi nhận
của công nghệ in 3D là việc “in” mảnh sọ bằng methyl methacrylate để vá lỗ thủng
trên đầu một bệnh nhân 17 tuổi ở Bệnh viện Chợ Rẫy TPHCM vào đầu năm 2016. Kỹ
thuật in 3D tạo ra miếng ghép có độ chính xác cao về hình dáng, kích thước, giúp tối
ưu hiệu quả điều trị và thẩm mỹ.
In 3D cũng đã được ứng dụng trong nghiên cứu, giáo dục như Đại học Bách
khoa Hà Nội, Trường THPT thực nghiệm Hà Nội, Trường quốc tế Liên Hợp Quốc Hà
Nội... Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội - đã dùng thiết bị này trong việc
nghiên cứu chế tạo các thiết bị vi cảm biến.
3. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là: “Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược và
tạo mẫu nhanh trong phục dựng cổ vật” . Trong đó:
- Hệ thống hóa những lý thuyết liên quan đến công nghệ thiết kế ngược và
công nghệ tạo mẫu nhanh.
- Nghiên cứu, khai thác các phần mềm Solidwork 2012, Geomagic studio
và thiết bị Scan 3D trong chế tạo chi tiết nhằm phục dựng cổ vật.
13
- Ứng dụng phần mềm thiết kế và tạo mẫu chi tiết bằng máy in 3D.
- Đánh giá ảnh hưởng của thông số chế độ in đến chất lượng mẫu in khi in
3D. Cụ thể là nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc in và độ dày lớp in đến chất
lượng bề mặt mẫu in.
- Chọn được bộ thông số vận tốc - độ dày lớp in trên mẫu máy in đã cải
tiến làm tiền đề mẫu cho phương thức hiệu chỉnh nâng cao chất lượng mẫu in
3D trên các máy in 3D khác.
4. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan về công nghệ thiết kế ngược và công nghệ in 3D.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số chế độ in 3D đến chất lượng mẫu in
khi in 3D.
- Nghiên cứu thực nghiệm xác định chế độ in 3D tối ưu.
- Đánh giá kết quả
5. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược, đặc biệt là
công nghệ in 3D; thiết bị in 3D; vật liệu in 3D; ảnh hưởng của vận tốc in và độ
dày lớp in đến chất lượng bề mặt mẫu in.
- Nghiên cứu thực nghiệm: Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm
trực giao toàn phần dạng 2k để nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số chế độ in
(D, v) đến độ chất lượng bề mặt mẫu in 3D.
14
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ NGƯỢC VÀ
CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH
1.1. Công nghệ thiết kế ngược
1.1.1. Khái niệm
Trên phạm vi rộng công nghệ thiết kế ngược được định nghĩa là hoạt động
bao gồm các bước phân tích để lấy thông tin về sản phẩm đã có sẵn (bao gồm
thông tin về chức năng các bộ phận, đặc điểm về kết cấu hình học, vật liệu, tính
công nghệ) sau đó tiến hành khôi phục lại mô hình CAD cho chi tiết hoặc phát
triển thành sản phẩm mới, sử dụng CAD/RP/CNC để chế tạo sản phẩm. Công
nghệ thiết kế ngược đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như hóa học, điện
tử, xây dựng, cơ khí, y học, nghệ thuật. Ví dụ trong xây dựng, chúng ta luôn học
hỏi kỹ thuật thiết kế cũng như thi công của những công trình hoàn thiện
(Succeessful building/brige) của thế giới để giảm thiểu những sai sót. Giảm thời
gian thiết kế và tăng thêm những ưu việt cho những công trình của mình.
Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, công nghệ thiết kế ngược được định nghĩa
là hoạt động tạo ra sản phẩm từ các mẫu sản phẩm cho trước mà không có bản
vẽ thiết kế hoặc đã bị mất hay không rõ dàng. Sản phẩm mới được tạo ra trên cơ
sở khôi phục nguyên vẹn hoặc phát triển lên từ thực thể ban đầu .
1.1.2. Ưu nhược điểm của công nghệ thiết kế ngược
* Ưu điểm.
- Kiểm tra chất lượng sản phẩm bằng cách so sánh mô hình CAD với sản
phẩm, từ đó điều chỉnh mô hình hoặc các thông số công nghệ để tạo ra sản phẩm
đạt yêu cầu.
- Mô hình CAD đựơc sử dụng như là mô hình trung gian trong quá trình
thiết kế bằng cách tạo sản phẩm bằng tay trên đất sét, thạch cao, sáp…rồi quét
hình để tạo mô hình CAD. Từ mô hình CAD này người ta sẽ chỉnh sửa theo ý
muốn.
- Giảm bớt thời gian chế tạo dẫn tới năng suất cao.
- Chế tạo được nguyên mẫu mà không cần bản thiết kế.
* Nhược điểm.
15
- Cần có công nghệ hiện đại là các loại máy quét hình.
- Giá thành cao.
1.1.3. Quy trình công nghệ thiết kế ngược
Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ hiện đại, quá trình sản
xuất sản phẩm ngày càng được chuyên môn hóa, việc chế tạo ra 1 loại sản phẩm
được chia tách thành nhiều công đoạn riêng biệt nhưng có quan hệ mật thiết với
nhau theo 1 tiêu chuẩn chung thống nhất hợp thành quy trình sản xuất. Tuy có
nhiều cải tiến mới song qui trình sản xuất hiện nay nhìn chung đều được biểu
hiện bằng 2 sơ đồ
Trong quy trình thiết kế thuận, xuất phát từ ý tưởng thiết kế (của người
thiết kế hoặc của khách hàng mô tả sản phẩm), người thiết kế phác thảo sơ bộ
sản phẩm (bản vẽ CAD). Bản vẽ phác thảo này sẽ được tính toán, phân tích,
kiểm tra các thông số kỹ thuật, tính công nghệ (Dữ liệu được chuyển từ CAD
sang CAE). Sau đó mô hình sẽ được tối ưu hóa đưa ra bản vẽ thiết kế (bản vẽ
CAD) hoàn chỉnh. Tiếp theo qua các bước chuẩn bị công nghệ (CAPP), lập trình
gia công (CAM), mô phỏng và chế tạo thử mẫu sản phẩm bằng phương pháp tạo
mẫu nhanh (RP) hoặc trên các máy công cụ, máy CNC. Mẫu sản phẩm chế thử
này sẽ được đem đi kiểm tra thực tế xem có thỏa mãn các yêu cầu đặt ra hay
không. Nếu không đạt thì sẽ quay về chỉnh sửa lại từ bản vẽ phác thảo. Tiếp tục
quá trình trên cho tới khi mẫu sản phẩm đạt yêu cầu thì mới đưa vào sản xuất
thực sự.
Còn trong quy trình thiết kế ngược chúng ta làm ngược lại. Xuất phát
điểm là 1 mẫu sản phẩm thực tế (Physical part). Mẫu sản phẩm thực này được
số hóa và sử lý bằng các thiết bị và phần mềm chuyên dụng để đưa ra mô hình
CAD cụ thể. Sau đó được mô hình CAD cho sản phẩm rồi thì các công đoạn tiếp
theo cũng giống như chu trình sản xuất thuận trải qua các bước tính toán, phân
tích , tối ưu hóa trên các phần mềm CAE/CAM, chuẩn bị công nghệ (CAPP) gia
công tạo mẫu nhanh hoặc lập trình gia công trên máy CNC hay các máy công cụ
khác, kiểm tra thực tế cuối cùng mới đưa vào sản cùng mới đưa vào sản xuất đại
trà.
16
1.1.4. Quy trình mô hình hóa mẫu sản phẩm đã có sẵn theo công nghệ thiết
kế ngược
Quá trình mô hình hóa mẫu sản phẩm có sẵn, tạo ra các mô hình CAD cụ
thể của vật mẫu là công đoạn quan trọng và là trọng tâm của công nghệ thiết kế
ngược . Qui trình mô hình cụ thể được chia làm các giai đoạn sau :
1.1.4.1. Giai đoạn số hóa sản phẩm
Để số hóa sản phẩm ta dùng các máy quét hình để quét hình dạng vật thể .
Dựa theo cách thức quét hình người ta phân ra 2 dạng thiết bị quét hình chủ yếu
là các máy quét dạng tiếp xúc (như máy đo tọa độ Coordinate Measuring
Machine – CMM) và các máy quét không tiếp xúc (máy quét lazer). Các máy
CMM sử dụng các đầu đo để tiếp xúc với bề mặt cần đo. Một số vị trí tiếp xúc
sẽ cho một điểm có tọa độ (x, y, z). Tập hợp các điểm này sẽ tạo thành các lưới
điểm vẽ trên hình dáng vật thể. Còn các máy quét lazer thì sử dụng chùm tia
lazer phát ra từ máy chiếu vào vật thể. Các tia này sẽ phản xạ trở lại cảm biến
thu. Máy tập hợp các tia phản xạ này để dựng lên ảnh của vật thể. Hình dạng của
toàn bộ vật thể được ghi lại bằng cách dịch chuyển hay quay vật thể trong chùm
ánh sáng hoặc quét chùm ánh sáng ngang qua vật thể. Phương pháp này có độ
chính xác kém hơn phương pháp tiếp xúc song nhanh hơn và đầy đủ hơn. Dữ
liệu thu được không phải là lưới điểm mà là tập hợp vô vàn các khối ảnh điểm
(đám mây điểm). Đám mây điểm này sẽ chuyển sang lưới tam giác dùng để xây
dựng các bề mặt .
1.1.4.2. Giai đoạn sử lý số liệu dữ hóa
Giai đoạn này bao gồm 4 bước :
- Bước 1 : Chỉnh sửa lưới dữ liệu, đám mây điểm.
- Bước 2 : Đơn giản hóa lưới tam giác bằng cách giảm số lượng tam
giác và tối ưu hóa vị trí đỉnh và cách kết nối các cạnh của mỗi tam giác trong
lưới sao cho các đặc điểm hình học không thay đổi.
- Bước 3 : Chia nhỏ lưới và cắt bỏ phần thừa (đã đơn giản hóa) để tạo
bề mặt trơn theo ý muốn.
Các hình sau dây mô tả công nghệ quét đầu người:
17
Hình 1. 1 Mô hình hóa chi tiết mặt người
a. Quét hình b. Dữ liệu sau quét c. Tối ưu hóa d. Dựng các bề mặt
1.1.4.3. Thiết kế lại trên cơ sở dữ liệu số hóa
Trên cơ sở dữ liệu số hóa đã sử lý ta dựng lại mô hình CAD cho sản phẩm
dạng Solid hoặc dạng Surface bằng các phần mềm chuyên dụng (Phần mềm
thiết kế ngược). Kết quả cuối cùng ta nhận được một bề mặt trơn và được
chuyển vào file CAD với các định dạng: IGES, DXF, STL
1.1.4.4. Tạo mẫu, gia công chi tiết
Từ dữ liệu mô hình CAD, có thể áp dụng công nghệ tạo mẫu nhanh
(Rapid Prototyping) đế tạo ra mẫu cho sản phẩm. Cũng có thể tạo mẫu trên máy
CNC, khi đó phải lập trình NC nhờ các phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp
như Cimatron, Pro/Engineer, GibCAM, để tạo ra các đường chạy dao. Hình
dưới đây minh họa quá trình gia công mặt người trên máy phay CNC :
Hình 1. 2 Phay mặt người trên máy CNC
1.1.5. Phương pháp và thiết bị số hóa trong công nghệ thiết kế ngược.
Sự khác biệt lớn nhất và chủ yếu giữa công nghệ thiết kế thuận và thiết kế
ngược chính là công đoạn số hóa sản phẩm. Số hóa sản phẩm tức là lấy dữ liệu
18
hình học của sản phẩm ở dạng dữ liệu thô ban đầu (Raw Geometric Data). Đối
với thiết kế thuận đó chính là ý tưởng, phác thảo ý tưởng. Còn đối với thiết kế
ngược thì dữ liệu thô ban đầu được lấy từ 1 sản phẩm có sẵn. Trước đây, để đưa
ra mô hình CAD cho chi tiết có sẵn theo công nghệ thiết kế ngược, người ta phải
đo dò trực tiếp bằng tay, rồi vẽ lại kết quả đo được. Công việc này đòi hỏi sự tỉ
mỉ và tốn rất nhiều thời gian. Ngày nay, nhờ sự trợ giúp của máy tính việc mô
hình CAD hóa 1 sản phẩm trở nên cực kỳ đơn giản, chính xác và nhanh chóng.
Việc số hóa bề mặt 3D cho sản phẩm được thực hiện theo 2 phương pháp chủ
yếu: Phương pháp đo tiếp xúc(phương pháp cơ học) và Phương pháp đo không
tiếp xúc (phương pháp quang học).
1.1.5.1. Phương pháp đo tiếp xúc
a.Khái niệm.
Đây là phương pháp thường dùng 1 đầu đo cơ khí trượt trên bề mặt chi
tiết theo lưới định trước và liên tục ghi lại tọa độ nhận được.
Công cụ chủ yếu của phương pháp này chính là các máy đo tọa độ 3 chiều
(Coordinate Mesuring Machine – CMM) là tên gọi chung của các thiết bị vạn
năng có thể thực hiện việc đo các thông số hình theo phương pháp tọa độ.
Có hai máy đo tọa độ thông dụng là máy đo bằng tay (đầu đo được dẫn
động bằng tay) và máy đo CNC (đầu đo được điều khiển tự động bằng chương
trình số).
b.Ưu nhược điểm của phương pháp đo tiếp xúc.
* Ưu điểm:
- Do nguyên tắc đo từng điểm trên đối tượng nên độ chính xác cao, hoạt
động của máy theo nguyên tắc hành trình nên máy có độ chính xác đến phần vạn
(0.1 µm -0.5 µm )
- Tính tự động hóa cao: Có thể đo tự động trong cả quá trình đo.
- Kết quả đo là các file có nhiều định định dạng tiêu chuẩn như IGS,
Step, Stl … thích hợp với các phần mềm thiết kế 3.
- Dễ xử lý kết quả đo: Kết quả đo là tập hợp các đường curve thuận lợi
tạo các mặt trên các phần mềm thiết kế 3D.
- Đầu đo đa dạng phù hợp với các đối tượng đo.
19
* Nhược điểm :
- Hạn chế đo các rãnh hẹp, cạnh sắc, có kích thước nhỏ hơn bán kính đầu
đo
- Tốc độ đo không cao: Chỉ từ 10 đến 1000 điểm /phút chậm hơn nhiều so
với công nghệ scan laser.
Hình 1. 3 Máy đo và đầu đo dùng trong phương pháp đo tiếp xúc
Để khắc phục, người ta chế tạo đã chế tạo ra các máy đo không tiếp xúc,
dùng Lazer tia X, siêu âm, ảnh video.
1.1.5.2. Phương pháp đo không tiếp xúc
a. Khái niệm.
Phương pháp đo không tiếp xúc là phương pháp dùng tia lazer hoặc các
tia quang học khác để đo hoặc chụp ảnh bề mặt vật cần đo (quét) sau đó dữ liệu
được sử lý, hoàn thiện nhờ các phần mềm xử lý ảnh chuyên nghiệp .
Thiết bị số hóa đó chính là các loại máy quét lazer và máy quét ánh sáng
trắng (trong đồ án này em sử dụng và nghiên cứu máy quét ánh sáng trắng). Máy
quét có thể đo các vật từ gần tới xa đến 35m đối với máy quét Lazer.
20
Tải về để xem bản đầy đủ
106 trang
21360
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Luận văn Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược và tạo mẫu nhanh trong phục dựng cổ vật", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- luan_van_nghien_cuu_cong_nghe_thiet_ke_nguoc_va_tao_mau_nhan.pdf
