Kỹ Thuật Ngược – Công Nghệ Sao Chép Kiểu Dáng Sản Phẩm

Kỹ Thuật Ngược – Công Nghệ Sao Chép Kiểu Dáng Sản Phẩm

Posted By : tien nguyen van Posted Date : 15/01/2013 t

Công đoạn thiết kế chiếm vị trí hết sức quan trọng trong việc phát triển sản phẩm. Ở đó, người thiết kế phác họa ra hình hài cho ý tưởng , tối ưu các đặc tính cơ học- vật liệu , và rồi xuất dữ liệu phục vụ gia công. Qúa trình hết sức tự nhiên đó gọi là thiết kế thuận (Forward Engineering). Theo dòng chảy công nghệ, người ta phát triển thêm một kỹ thuật được gọi là Kỹ thuật ngược (Reverse Engineering), cũng có thể gọi là thiết kế ngược, bởi hầu hết đều tập trung vào vấn đề làm cách nào để thiết kế sản phẩm từ mẫu có sẳn.

Kỹ thuật ngược là gì?

Kỹ thuật ngược không hề mới lạ,  tuy nhiên, khoảng 20 năm trở lại đây, nó được nâng lên tầm cao mới với sự trợ giúp của công nghệ máy tính và thiết bị đo kiểm. Xét về bản chất, kỹ thuật ngược là quá trình sao chép mẫu có sẳn, bắt đầu từ việc thu nhận dữ liệu vật lí (thông qua các máy scan 3D, CMM) rồi tiến hành số hóa thành dữ liệu 3D CAD ( thông qua phần mềm thiết kế ngược). Kết quả của quá trình sao chép này có thể là mô hình nhân bản hoặc biến thể phụ thuộc vào mục đích của nhà sản xuất.

Quy trình kỹ thuật ngược

   Quét mẫu 3D:

Để có được hình dáng mẫu, người ta dùng máy đo tọa độ CMM ( Coordinate Measuring Machine ), khi đầu đo của máy tiếp xúc với vị trí nào trên mẫu, máy sẽ thu nhận tọa độ 3 chiều (x,y,z) của điểm đó. Tập hợp các điểm đo được tạo nên một đám mây điểm( Point cloud).

Hiện nay, người ta sử dụng các máy quét laser 3D có nhiều ưu điểm hơn hẳn phương pháp đo tiếp xúc. Máy scan 3d chiếu một chùm tia laser vào vật thể và thu nhận phản hồi, phần mềm sẽ tính toán độ trễ phản hồi của tia laser, từ đó xác định được vị trí tương quan của các điểm trên mô hình. Kết quả là có một đám mây điểm hoặc file lưới tam giác stl phục vụ cho công đoạn thiết kế ngược.

   Mô hình hóa 3D CAD:

Dữ liệu lấy được sau quá trình quét mẫu là đám mây điểm, hoặc file lưới tam giác stl. Thông thường đám mây điểm sẽ được chuyển đổi thành lưới tam giác. Người ta sử dụng những phần mềm chuyên dụng để xây dựng mô hình 3D từ dữ liệu scan: Geomegic studio, Rapidform XOR, Rhino, Catia, Solidworks… Công đoạn này được gọi là thiết kế ngược.

Ứng dụng của kỹ thuật ngược

Kỹ thuật ngược giúp tối ưu quá tình phát triển sản phẩm, thông qua việc giảm thời gian thiết kế và hiệu chỉnh mẫu chế thử. Kỹ thuật ngược ban đầu ra đời phục vụ cho việc sao chép mẫu. Có những chi tiết máy, không còn sản xuất nữa hoặc bản vẽ gia công bị thất lạc. Lúc này phải nhờ tới công nghệ scan quét mấu 3D , thiết kế ngược để  có thể gia công lại chi tiết “gần giống” như chi tiết gốc.

     Số hóa mô hình mẫu (prototype)

Các kỹ sư xây dựng mô hình 3D từ mô hình đất sét

Việc thiết kế kiểu dáng xe hơi, xe máy, hay các sản phẩm cao cấp bất kỳ, thường được bắt đầu từ mô hình đất sét, xốp, gỗ.. dưới bàn tay cắt gọt của các nghệ sĩ. Khi mô hình mẫu đã hoàn tất, kỹ thuật ngược giúp tạo nên mô hình 3D trên máy tính với các yêu cầu về tính đối xứng, độ mượt bề mặt… cung cấp dữ liệu cho quá tình phân tích đặc tính cơ học , thủy khí động học…

    Tạo mẫu nhanh- Rapid prototyping

Sự hoàn thiện không ngừng của kỹ thuật ngược hổ trợ rất nhiều cho ngành công nghiệp tạo mẫu nhanh. Khi đã có mô hình bản sao sản phẩm trên máy tính, người thiết kế có thể chỉnh sửa kiểu dáng và tối ưu vật liệu. Sau đó xuất mô hình lưới tam giác stl để phục vụ quá tình tạo mẫu chế thử( còn được gọi là in 3D, tạo mẫu nhanh, Rapid prototyping). Các máy tạo mẫu nhanh ( 3D Printer) làm việc với dữ liệu stl, và có thể in được nhiều chất liệu lên một sản phẩm!

Hiện nay ở Việt Nam, kỹ thuật ngược đang được ứng dụng rộng rãi. Rất nhiều công ty cung cấp dịch vụ tạo mẫu nhanh, thiết kế ngược, scan quét mẫu 3D. Đó là tín hiệu đáng mừng để ngành công nghiệp sản xuất chế tạo của Việt Nam bắt kịp công nghệ của thế giới.