Máy photocopy in scan 3D chế tạo tại Việt Nam

Phòng thí điểm trọng điểm nhà nước điều khiển số và kỹ thuật hệ thống (DCSELAB) ĐH Bách khoa TP.HCM vừa chế tác thành công máy quét 3D có giá thành rất thấp so với các sản phẩm du nhập từ nước ngoài nhưng lại có nhiều tính năng vượt trội hơn.

Không chỉ trong lĩnh vực điện ảnh, công nghệ 3D càng ngày càng cho thấy những tính năng ưu việt ở các lĩnh vực như y tế, khảo cổ học, gia công sản phẩm... Những máy quét 3D trợ giúp con người rất nhiều trong việc kiến lập khuôn hình hoàn thiện của một sản phẩm dùng để nghiên cứu, khảo sát, soát, chế tác...

Nội địa hóa 100%

Nói về ý tưởng chế tác máy quét 3D, kỹ sư Phan Huỳnh Lâm, chủ nhiệm đề tài, cho biết: “Trên thế giới, các hệ thống máy quét 3D được dùng rất phổ biến, việc áp dụng các hệ thống máy photocopy giúp đẩy mạnh sản xuất, tiết kiệm chi phí và tăng năng suất, tuy nhiên giá thành lại rất cao. Từ những suy nghĩ đó, chúng tôi đã xây dựng mô hình máy quét 3D để quét mẫu thẩm tra, dựng hình tạo mẫu ngược để vận dụng trong việc tích hợp ở các dây chuyền soát mẫu, trong các vận dụng tạo hình, tạo mẫu. ngày nay các thiết bị máy quét và phần mềm cốt yếu vẫn là của nước ngoài, do đó chúng ta cần triển khai để làm chủ công nghệ, giảm giá thành. Có thể nói sản phẩm máy quét 3D của DCSELAB là sản phẩm máy quét 3D nội địa hóa thành công trước tiên của VN”.

Sản phẩm gồm phần cứng với trục tịnh tiến và trục xoay để cắt vật thể thành từng lớp mỏng khi quét ảnh. Trên trục tịnh tiến có gắn camera và laser dạng đường thẳng để khi chiếu tia laser vào vật thể sẽ tạo ra các đường cắt và camera có nhiệm vụ nhìn thấy các đường cắt đó. Hệ thống xử lý được điều khiển bởi tổ hợp nhiều vận dụng như: phần mềm điều khiển chuyển động tịnh tiến và chuyển động xoay, phần mềm đọc dữ liệu từ camera và tín hiệu cảm biến vị trí để xuất ra các lớp cắt 2D và của vật thể, phần mềm ghép các lớp 2D và hiển tỉnh thành 3D, phần mềm có khả năng xuất thành dạng file PLY, STL dùng cho các máy cơ khí chuyên dụng...

Máy quét 3D dùng nguyên lý chụp ảnh vật thể bằng những lát cắt nhỏ bởi các tia laser và nối các lát cắt này lại với nhau bằng phần mềm. Để làm được điều này, hệ trục tịnh tiến sẽ di chuyển các bước đều nhau và đủ nhỏ để các đường laser phủ mặt vật quét hoàn toàn. Hệ trục bàn xoay giúp xoay vật thể để kết hợp với hệ trục tịnh tiến quét phần khuất còn lại của vật thể. Còn phần mềm trên máy photocopy toshiba mới sẽ truyền tín hiệu điều khiển xuống mạch điều khiển động cơ trục tịnh tiến để quét bề mặt, đồng thời phần mềm sẽ làm mịn hóa và xử lý chuyển tín hiệu từ camera ra tín hiệu không gian 3D.

“Sản phẩm máy quét 3D của DCSELAB đã nội địa hóa 100%, có khả năng tự ghép nhiều mặt ghép thay vì người dùng phải tự thao tác ghép như máy khác (tỉ dụ như máy của Konica), có độ phân giải cao” - PGS.TS Nguyễn Thanh Nam, giám đốc DCSELAB, chia sẻ.

Nhiều ưu điểm, giá rẻ



Theo các kỹ sư của DCSELAB, khi được ứng dụng vào thực tại, máy quét 3D sẽ làm cho công đoạn thiết kế ngược trong ngành cơ khí đơn giản hơn. Từ đó, dễ dàng thiết kế lại khuôn của chi tiết, dựng lại mô hình 3D để đưa vào gia công và giúp kiểm tra sản phẩm làm ra có đúng yêu cầu thiết kế hay không. Còn trong khảo cổ học, máy quét 3D giúp tái tạo chính xác vật thể mà không cần tiếp xúc.

“Ưu điểm của máy quét 3D là có khả năng quét một lần với độ chuẩn xác cao mà các sản phẩm ngoại nhập không làm được. Máy có sự kết hợp trục xoay và tịnh tiến, giúp quét tự động vật thể mà không cần người dùng ghép nối. Máy có thể quét trong phòng kín nên đảm bảo độ xác thực, song song thời gian quét hoàn thành một mẫu thấp, chỉ 15-20 phút” - kỹ sư Phan Huỳnh Lâm san sớt về ưu điểm của máy quét 3D so với những máy quét của nước ngoài có trên thị trường.

Sản phẩm máy quét 3D đã được nhóm tác giả nghiên cứu từ cuối năm 2012 với tổng phí gần 200 triệu đồng. Nếu nhập cảng một chiếc máy như vậy của nước ngoài thì kinh phí có thể lên đến 1-1,5 tỉ đồng. Với việc làm chủ hoàn toàn công nghệ và nội địa hóa thành công sản phẩm, giá thành sản phẩm máy photocopy e studio 2505 made in Vietnam của DCSELAB chỉ 1/2 - 1/3 giá thành sản phẩm ngoại nhập với các tính năng tương đương. Ngoài ra, việc bảo trì bảo dưỡng sản phẩm cũng có nhiều thuận lợi hơn so với các thiết bị nhập nội.

Hiện nay, nhu cầu về nội địa hóa sản phẩm ngoại nhập ngày một gia tăng, miêu tả ở việc số lượng đơn đặt hàng nghiên cứu nội địa hóa các sản phẩm ngoại nhập tại DCSELAB ngày một nhiều. Việc nghiên cứu thành công máy quét 3D là một minh chứng cho thấy VN hoàn toàn có năng lực để nghiên cứu, sản xuất những sản phẩm chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu cả trong nước lẫn thị trường quốc tế.

PGS.TS Nguyễn Thanh Nam cho biết: “Chúng tôi đang tích cực cải thiện sản phẩm của mình, cũng như cải tiến sản phẩm quét cầm tay nhỏ gọn hơn, có độ phân giải vừa phải hơn để cạnh tranh với sản phẩm ngoại nhập”.

Khai triển áp dụng thực tiễn

Thời kì tới, DCSELAB sẽ đưa máy quét 3D vào vận dụng trong các nhà máy nhựa, nhà máy cơ khí để rà sản phẩm gia công, thiết kế ngược sản phẩm. Nhóm đang kết liên với các công ty để triển khai áp dụng sản phẩm vào thực tại. Máy quét 3D cũng đang được hai nhóm nghiên cứu tại Đài Loan và Hàn Quốc ngỏ ý muốn hợp tác để phát triển và chuyển giao sản phẩm này.