Máy Quét 3D Là Gì – Công Năng và Ứng Dụng

Tóm tắt

Công nghệ quét 3D đang ngày càng trở nên phổ biến và được các doanh nghiệp trên toàn thế giới ứng dụng để nâng cao năng suất, loại bỏ những chi phí không cần thiết, đồng thời phát triển các sản phẩm và dịch vụ mới đầy tiềm năng.

Giới thiệu

Cho dù bạn là một kỹ sư công nghiệp đang tìm kiếm giải pháp thiết kế ngược mạnh mẽ, hay một bác sĩ cần một phương pháp hiệu quả để chế tạo thiết bị phục hình, công nghệ quét 3D có thể trở thành chìa khóa giúp bạn đạt được mục tiêu.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu một số ngành công nghiệp đã tích hợp thành công công nghệ quét 3D vào quy trình làm việc, cũng như cách công nghệ này giúp họ đạt được những kết quả vượt trội. Qua đó, bạn có thể xác định được giải pháp quét 3D phù hợp nhất với nhu cầu của mình.

Tuy nhiên, trước tiên, hãy cùng điểm qua một số thuật ngữ và khái niệm cơ bản được sử dụng trong lĩnh vực 3D, để đảm bảo chúng ta có cùng một cách hiểu.

Quét 3D là gì?

Quét 3D là công nghệ được sử dụng để tạo ra mô hình 3D có độ chính xác cao của các vật thể trong thế giới thực. Công nghệ này hoạt động như sau: máy quét 3D chụp nhiều hình ảnh của một vật thể. Sau đó, các hình ảnh này được kết hợp để tạo thành một mô hình 3D, tức bản sao ba chiều chính xác của vật thể, mà bạn có thể xoay và quan sát từ nhiều góc độ khác nhau trên máy tính.

Bản quét 3D là gì?

Bản quét 3D là hình ảnh ba chiều thể hiện một phần bề mặt của vật thể. Nhiều bản quét 3D được kết hợp với nhau để tạo thành một mô hình 3D. Tương tự như ảnh 2D được cấu thành từ các pixel, bản quét 3D được cấu thành từ hàng nghìn tam giác nhỏ, hay còn gọi là polygon. Các polygon kết hợp với nhau tạo thành lưới đa giác (polygonal mesh), tái hiện hình học của vật thể với độ chi tiết rất cao.

Máy quét 3D làm được gì?

Máy quét 3D tạo ra các bản quét 3D. Máy quét hoạt động tương tự như một camera quay video, tức là liên tục ghi nhận hình ảnh của vật thể. Tuy nhiên, trong khi camera thông thường tạo ra những hình ảnh tĩnh hai chiều, máy quét 3D ghi lại hình học của bề mặt vật thể. Những dữ liệu thu được sau đó được xử lý để tạo thành một mô hình 3D thay vì một đoạn video.

Quét 3D được sử dụng để làm gì?

Quét 3D là công nghệ được ứng dụng trong nhiều quy trình sản xuất và kỹ thuật tiên tiến. Hãy lấy ngành công nghiệp ô tô làm ví dụ. Bạn muốn kiểm tra xem một thiết kế van mới có giúp cải thiện hiệu suất động cơ hay không? Bạn có thể quét 3D van để tạo mô hình 3D, sau đó sử dụng thiết kế ngược (reverse engineering) để chỉnh sửa mô hình và đưa nó vào phần mềm CAD nhằm đánh giá cách van sẽ hoạt động bên trong động cơ.

Máy quét 3D được sử dụng như thế nào?

Máy quét 3D đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất công nghiệp, cơ khí, y tế đến thực tế ảo (VR). Điểm chung của các ứng dụng này là nhu cầu chuyển đổi một vật thể hoặc đối tượng trong thế giới thực thành dữ liệu 3D có độ chính xác cao để tiếp tục sử dụng trong các quy trình kỹ thuật và sáng tạo.

Chẳng hạn, máy quét 3D có thể được sử dụng để số hóa máy móc hạng nặng phục vụ cải tạo hoặc nâng cấp, kiểm tra chất lượng các chi tiết cơ khí, thiết kế thiết bị phục hình theo hình dạng cơ thể từng người, tạo hiệu ứng hình ảnh cho điện ảnh hay xây dựng nhân vật cho trò chơi điện tử.

Trong lĩnh vực sản xuất, dữ liệu quét 3D còn có thể được sử dụng cho thiết kế ngược, kiểm tra kích thước và hình học, so sánh với mô hình CAD, kiểm soát chất lượng và phát triển sản phẩm.

Nói cách khác, dù mục tiêu là kỹ thuật hay sáng tạo, mô hình 3D chính xác của vật thể thực thường đóng vai trò là nền tảng dữ liệu quan trọng cho toàn bộ quy trình.

Quét 3D khác photogrammetry như thế nào?

Quét 3D và photogrammetry (đo ảnh) đều có thể được sử dụng để số hóa vật thể và không gian thực thành mô hình 3D, nhưng hai công nghệ này sử dụng những phương pháp thu thập dữ liệu khác nhau.

Với photogrammetry, mô hình 3D được tạo ra bằng cách phân tích nhiều hình ảnh hoặc video chụp từ các góc độ khác nhau. Trong khi đó, máy quét 3D sử dụng các công nghệ thu nhận dữ liệu chuyên dụng để trực tiếp ghi lại hình học bề mặt của vật thể.

Mỗi phương pháp đều có thế mạnh riêng. Photogrammetry có tính linh hoạt cao, dễ tiếp cận và có khả năng tạo ra mô hình với hình ảnh trực quan, chân thực. Ngược lại, quét 3D chuyên nghiệp thường mang lại độ chính xác hình học cao hơn, khiến công nghệ này đặc biệt phù hợp với các ứng dụng kỹ thuật, đo lường và sản xuất. Quét 3D cũng ít phụ thuộc hơn vào một số điều kiện chụp ảnh và môi trường thu thập dữ liệu.

Vì vậy, việc lựa chọn công nghệ nào phụ thuộc vào mục đích sử dụng, yêu cầu về độ chính xác, kích thước đối tượng và điều kiện thu thập dữ liệu.

Thay vì xem đây là hai công nghệ cạnh tranh trực tiếp, có thể coi quét 3D và photogrammetry là hai công cụ bổ trợ cho nhau. Đây cũng là hướng tiếp cận của Artec 3D.

Artec tập trung chủ yếu vào các giải pháp quét 3D chuyên nghiệp, với danh mục thiết bị có khả năng số hóa từ những chi tiết rất nhỏ như bu lông cho đến các vật thể lớn và toàn bộ cơ sở. Đồng thời, Artec Studio, phần mềm thu thập và xử lý dữ liệu 3D, cũng tích hợp các công cụ photogrammetry và tạo texture từ ảnh.

Nhờ đó, người dùng có thể kết hợp nhiều phương pháp thu thập dữ liệu trong cùng một hệ sinh thái, lựa chọn công nghệ phù hợp với từng bài toán cụ thể. Từ một chi tiết cơ khí nhỏ đến toàn bộ không gian công nghiệp, giải pháp thu thập dữ liệu 3D phù hợp có thể biến thế giới thực thành dữ liệu số sẵn sàng cho các quy trình kỹ thuật tiếp theo.

Để công nghệ 3D trở nên dễ tiếp cận hơn nữa, Artec 3D cũng đã giới thiệu Artec Studio Lite, phiên bản tinh gọn của phần mềm hàng đầu Artec Studio, được phát triển chuyên biệt cho photogrammetry. Sử dụng các thuật toán được hỗ trợ bởi AI, phần mềm có thể chuyển đổi ảnh hoặc video được chụp bằng bất kỳ smartphone, máy ảnh hoặc drone nào thành mô hình 3D chi tiết, đồng thời cung cấp các công cụ chỉnh sửa, đo lường và xuất dữ liệu tương tự như trong phiên bản Artec Studio đầy đủ.

Điều này giúp công nghệ thu thập dữ liệu 3D chuyên nghiệp trở nên dễ tiếp cận hơn với các nhà sáng tạo (maker), cơ sở giáo dục và doanh nghiệp nhỏ, những đối tượng chưa cần hoặc chưa có máy quét 3D chuyên dụng.

Thiết kế công nghiệp & kỹ thuật

Các máy quét 3D tiên tiến được sử dụng rộng rãi trong thiết kế công nghiệp, kỹ thuật và sản xuất, nhờ khả năng thu thập dữ liệu cần thiết một cách nhanh chóng và chính xác. Nếu không có những thiết bị 3D tiên tiến này, việc đo đạc sẽ phải thực hiện bằng các phương pháp thủ công đã lỗi thời, vốn có thể tốn kém và mất nhiều thời gian.

Hữu ích trong mọi giai đoạn từ thiết kế, thử nghiệm, phát triển, ra mắt sản phẩm cho đến hỗ trợ sau bán hàng, các giải pháp quét 3D mạnh mẽ giúp đẩy nhanh đáng kể quy trình làm việc, hạn chế những sai sót gây tốn kém và nâng cao năng suất.

Số hóa chi tiết các vật thể lớn bằng máy quét 3D cố định tầm xa

Để xác định công cụ 3D nào phù hợp nhất cho từng ứng dụng trong lĩnh vực này, cần xem xét kích thước cũng như các đặc điểm của vật thể cần thu thập dữ liệu.

Ví dụ, những vật thể công nghiệp có kích thước lớn như xe tải, tàu hỏa và thậm chí máy bay phù hợp nhất với các hệ thống máy quét 3D cố định, linh hoạt. Những loại máy quét này yêu cầu người vận hành phải giám sát và tương tác ở mức tối thiểu, đồng thời vẫn có thể cung cấp kết quả chính xác trong thời gian ngắn.

Nếu bạn dự định quét những vật thể không lớn như các đối tượng kể trên nhưng có nhiều chi tiết phức tạp cần được thu thập ở độ phân giải cao, máy quét 3D cầm tay sẽ là lựa chọn phù hợp. Những thiết bị này linh hoạt, dễ sử dụng, đồng thời có khả năng quét các vật thể nhỏ và hình học phức tạp với độ chính xác rất cao.

Nhờ thuật toán Smart Fusion trong Artec Studio, người dùng thậm chí có thể kết hợp quét tầm xa và quét tầm gần, qua đó thu thập những khu vực có diện tích lớn đồng thời vẫn đảm bảo độ chi tiết cao tại những vị trí cần thiết.

Một ví dụ là Dodman Ltd, một đơn vị cung cấp dịch vụ tại Vương quốc Anh. Bằng cách kết hợp máy quét 3D Artec Leo và Artec Ray II, công ty đã có thể số hóa toàn bộ một nhà máy và thiết kế lại biên dạng hệ thống băng tải nhằm nâng cao hiệu quả vận hành.

Tạo dữ liệu quét 3D có độ chính xác cao với máy quét 3D cầm tay

Cũng cần cân nhắc xem dữ liệu 3D thu được sẽ được sử dụng cho mục đích gì. Dữ liệu đó sẽ phục vụ phân tích, thiết kế ngược, in 3D hay một mục đích khác? Dù lựa chọn phương án nào, việc kết hợp với phần mềm quét 3D mạnh mẽ là rất quan trọng để phục vụ nhiều ứng dụng như tạo mẫu nhanh, kiểm soát chất lượng và nhiều ứng dụng khác. Một số máy quét 3D cao cấp được thiết kế để tương thích với nhiều phần mềm CAD/CAM và phần mềm mô hình hóa 3D phổ biến, mang đến nhiều khả năng hơn cho người dùng.

Artec Studio cho phép người dùng xuất dữ liệu trực tiếp sang các phần mềm của bên thứ ba như Geomagic Design X & Control X, Geomagic for SOLIDWORKS và PolyWorks Inspector để tiếp tục xử lý ở các bước tiếp theo.

Quét 3D trong lĩnh vực y tế

Ngành y tế là một trong những lĩnh vực hưởng lợi rõ rệt từ việc ứng dụng công nghệ quét 3D. Công nghệ này đang được sử dụng trong nghiên cứu, chăm sóc bệnh nhân và phát triển các giải pháp y tế cá nhân hóa, góp phần thay đổi nhiều quy trình truyền thống.

Nhờ tốc độ thu thập dữ liệu cao, độ chính xác và tính an toàn, cả máy quét 3D cố định và máy quét 3D cầm tay đều đang được các chuyên gia y tế trên toàn thế giới ứng dụng. Công nghệ này không chỉ giúp cải thiện các quy trình hiện có mà còn tạo điều kiện phát triển những phương pháp và giải pháp y tế mới.

Quét 3D cầm tay góp phần nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe cho bệnh nhân trên toàn thế giới

Với công nghệ quét 3D, các chuyên gia y tế có thể thực hiện quét toàn thân nhanh chóng bằng máy quét 3D cố định hoặc cầm tay. Dữ liệu thu được có thể được sử dụng để nghiên cứu, theo dõi những thay đổi về hình thể theo thời gian, đồng thời đơn giản hóa việc thu thập và so sánh dữ liệu trước và sau phẫu thuật.

Quét 3D cũng giúp đẩy nhanh quá trình phát triển các giải pháp y tế cá nhân hóa như nẹp lưng, implant, bộ phận giả và xe lăn tùy chỉnh. Dữ liệu hình học của bệnh nhân có thể được thu thập bằng máy quét 3D, xử lý trên phần mềm chuyên dụng, sau đó chuyển trực tiếp sang quy trình sản xuất bằng máy phay hoặc máy in 3D.

Đáng chú ý, khả năng tùy chỉnh bộ phận giả ngay tại nơi điều trị đang giúp mở rộng khả năng tiếp cận y tế tại các khu vực xa xôi. Tại Rwanda, tổ chức phi chính phủ Handicap International sử dụng dữ liệu quét từ Artec Leo để in 3D các thiết bị y tế tùy chỉnh. Nhờ đó, bệnh nhân tại những khu vực khó tiếp cận có thể nhận được chi giả được sản xuất tại địa phương, thiết kế vừa vặn theo từng người chỉ trong vài giờ.

Quét 3D trong lĩnh vực pháp y

Công nghệ quét 3D tiên tiến cũng đang ngày càng phổ biến trong lĩnh vực pháp y. Các hệ thống quét 3D chuyên nghiệp được lực lượng cảnh sát và các công ty bảo hiểm trên toàn thế giới sử dụng để ghi lại hiện trường và các bằng chứng vật lý dưới dạng dữ liệu 3D.

Dữ liệu này không chỉ hỗ trợ quá trình điều tra và phân tích, mà còn có thể được sử dụng để trực quan hóa và trình bày bằng chứng trong các thủ tục tố tụng và phiên tòa.

Quét 3D được ứng dụng trong pháp y để tái dựng hiện trường, thu thập bằng chứng và phục vụ điều tra cùng nhiều mục đích khác

Trong pháp y, tính cơ động, linh hoạt và độ chính xác là những yếu tố đặc biệt quan trọng. Một máy quét 3D pháp y có độ chính xác cao, có thể hoạt động cả trong nhà và ngoài trời, kể cả dưới ánh nắng trực tiếp, sẽ giúp đơn giản hóa đáng kể quá trình thu thập dữ liệu tại hiện trường.

So với các phương pháp truyền thống như chụp ảnh và đo bằng thước dây, quét 3D cho phép thu thập dữ liệu có độ chính xác cao trong thời gian ngắn. Công nghệ này có thể được sử dụng để số hóa toàn bộ hiện trường vụ án hoặc từng khu vực cụ thể trước khi bằng chứng được thu thập chính thức. Các bằng chứng sau khi thu hồi cũng có thể được số hóa, từ đó tạo ra các mô hình và mô phỏng phục vụ việc tái hiện, thực hiện và phân tích nhiều kịch bản khác nhau.

Trên thị trường hiện có nhiều giải pháp quét 3D phục vụ pháp y, nhưng một số thiết bị mang lại những khả năng đặc biệt nổi bật. Artec Leo là máy quét 3D không dây, tích hợp xử lý dữ liệu 3D trên thiết bị, màn hình cảm ứng và pin, cho phép thu thập dữ liệu linh hoạt cả trong nhà lẫn ngoài trời, kể cả trong điều kiện ánh sáng trực tiếp.

Quét 3D trong khảo cổ học và bảo tồn di sản

Khảo cổ học và bảo tồn di sản là những lĩnh vực đang ngày càng ứng dụng công nghệ quét 3D vào nhiều hoạt động, từ số hóa hiện vật đến phục dựng và trưng bày di sản.

Các ứng dụng của quét 3D trong khảo cổ học và bảo tồn di sản rất đa dạng. Công nghệ 3D hiện đại cho phép tạo ra bản sao kỹ thuật số có độ chính xác cao của các hiện vật, giúp lưu giữ những giá trị lịch sử và đưa chúng đến gần hơn với công chúng trên toàn thế giới.

Từ việc phục dựng một hiện vật dựa trên một mảnh vỡ nhỏ được phát hiện trong quá trình khai quật, cho đến xây dựng bảo tàng trực tuyến với hàng trăm hiện vật, quét 3D đang thay đổi cách chúng ta bảo tồn, trưng bày và nghiên cứu khảo cổ học cũng như di sản văn hóa.

Tạo bản sao kỹ thuật số của một hiện vật cổ bằng máy quét 3D ánh sáng trắng

Khi lựa chọn giải pháp quét 3D cho khảo cổ học và bảo tồn di sản, cần đặc biệt chú ý đến điều kiện môi trường quét. Nhiều hiện vật cần được số hóa trực tiếp tại hiện trường, vì vậy máy quét nên có khả năng hoạt động ngoài trời, kể cả dưới ánh nắng trực tiếp. Khả năng sử dụng nguồn điện bên ngoài như pin di động cũng rất hữu ích khi phải thực hiện các dự án quét kéo dài.

Bên cạnh đó, độ chính xác của dữ liệu là yếu tố quan trọng để phục vụ phục dựng và tái hiện hiện vật. Với các đối tượng nhỏ đến trung bình, máy quét 3D cầm tay có độ chính xác cao thường là lựa chọn phù hợp.

Đối với những đối tượng có kích thước rất lớn như tượng đài hoặc công trình, giải pháp LiDAR 3D cố định chuyên nghiệp có thể thu thập lượng lớn dữ liệu trong thời gian ngắn. Khi dự án bao gồm nhiều hiện vật với kích thước khác nhau hoặc một vật thể lớn có các khu vực phức tạp, việc kết hợp máy quét 3D cầm tay và máy quét cố định sẽ mang lại hiệu quả cao hơn.

Công nghệ quét 3D của Artec đã được sử dụng trong nhiều dự án bảo tồn di sản. Chương trình Expedition Unknown từng sử dụng Artec Spider II để số hóa một xác ướp cổ đại. Các dự án khác cũng đã số hóa nhiều đối tượng, từ bộ xương được khai quật đến các địa danh văn hóa và đền thờ, tạo ra dữ liệu kỹ thuật số để bảo tồn và phục vụ nghiên cứu trong tương lai.

Quét 3D trong nghệ thuật và thiết kế

Công nghệ quét 3D đang mở ra nhiều khả năng mới cho nghệ thuật và thiết kế, với các ứng dụng từ phát triển game VR, sản xuất hiệu ứng đặc biệt cho điện ảnh đến thiết kế thời trang.

Quét 3D có thể được sử dụng để tạo hiệu ứng hình ảnh chân thực cho phim, phát triển môi trường và nhân vật cho các ứng dụng VR, hay thậm chí số hóa cơ thể để hỗ trợ thiết kế một chiếc váy theo hình dáng thực tế.

Việc lựa chọn máy quét phù hợp phụ thuộc vào đối tượng cần số hóa và mục đích sử dụng. Để quét người và tạo avatar chân thực cho game hoặc VR, nên ưu tiên thiết bị an toàn, dễ sử dụng và có khả năng thu thập dữ liệu nhanh. Máy quét 3D cầm tay có khả năng tạo bản quét toàn thân chính xác thường là lựa chọn phù hợp.

Với các vật thể nhỏ, nhiều chi tiết như đồ trang trí nội thất hoặc trang sức, nên sử dụng máy quét có độ chính xác cao, khả năng tái tạo màu sắc sống động và hình học chi tiết, đồng thời có thể xử lý hiệu quả những bề mặt khó quét.

Mô hình 3D Jamie Foxx được số hóa bằng công nghệ quét 3D Artec

Công nghệ quét 3D của Artec đã được sử dụng để số hóa nhiều gương mặt nổi tiếng trong những năm qua, từ Arnold Schwarzenegger, Barack Obama đến Đại Công tước Luxembourg. Gần đây, ngôi sao Hollywood Jamie Foxx cũng được quét 3D để tạo ra một bản sao cơ thể có độ chân thực cao phục vụ bộ phim They Cloned Tyrone của Netflix.

Ứng dụng quét 3D trong giáo dục

Các trường đại học và cơ sở giáo dục trên thế giới đang ngày càng ứng dụng quét 3D trong giảng dạy và nghiên cứu. Công nghệ này đặc biệt hữu ích trong các lĩnh vực như kỹ thuật, khảo cổ học, y học và CGI, cho phép sinh viên trực tiếp làm việc với những công cụ và công nghệ đang được sử dụng trong thực tế.

Bằng cách chuyển các vật thể thực thành mô hình 3D chi tiết, giảng viên có thể xây dựng những trải nghiệm học tập trực quan và tương tác hơn, giúp sinh viên dễ dàng tiếp cận các khái niệm phức tạp.

Chẳng hạn, sinh viên kỹ thuật có thể quét các chi tiết cơ khí để nghiên cứu cấu tạo và nguyên lý hoạt động; sinh viên khảo cổ có thể số hóa hiện vật cho các dự án nghiên cứu và bảo tồn; trong khi sinh viên y khoa có thể thu thập dữ liệu giải phẫu phục vụ nghiên cứu y học và cơ sinh học.

Sau khi được số hóa, dữ liệu 3D có thể tiếp tục được phân tích, chỉnh sửa hoặc đưa vào mô phỏng bằng các phần mềm CAD và mô hình hóa 3D, biến quét 3D thành một công cụ hữu ích xuyên suốt quá trình học tập và nghiên cứu.

Bản sao kỹ thuật số (digital twin) của não bộ được thu thập bằng Artec Leo để phục vụ mục đích giảng dạy

Khi lựa chọn máy quét 3D cho giáo dục, tính linh hoạt và dễ sử dụng là hai yếu tố cần được ưu tiên. Máy quét 3D cầm tay thường là lựa chọn phù hợp vì sinh viên có thể nhanh chóng và an toàn số hóa nhiều loại vật thể khác nhau.

Bên cạnh đó, AI Photogrammetry trong Artec Studio mang đến một cách tiếp cận dễ dàng hơn để đưa công nghệ mô hình hóa 3D vào lớp học, bởi hệ thống có thể hoạt động với bất kỳ thiết bị nào được trang bị camera.

Quét 3D trong ngành ô tô

Ngành công nghiệp ô tô đã ứng dụng quét 3D từ lâu trong các hoạt động thiết kế, phát triển sản phẩm và kiểm soát chất lượng. Dữ liệu 3D chính xác cho phép kỹ sư và nhà thiết kế phân tích các bộ phận, tối ưu tính khí động học và đảm bảo các chi tiết lắp ghép chính xác trong quá trình sản xuất.

Việc số hóa các chi tiết vật lý cũng giúp đội ngũ kỹ thuật nhanh chóng đưa dữ liệu vào quy trình CAD để kiểm tra, thử nghiệm và tối ưu thiết kế.

Các ứng dụng phổ biến bao gồm thiết kế ngược chi tiết, kiểm tra chất lượng sản phẩm và so sánh nguyên mẫu với thiết kế ban đầu. Trong lĩnh vực phục chế ô tô, quét 3D còn giúp tái tạo các chi tiết hiếm hoặc đã ngừng sản xuất, từ đó tạo ra phụ tùng thay thế chính xác bằng các phương pháp sản xuất hiện đại.

Một ứng dụng tiêu biểu đã được giới thiệu trên chương trình truyền hình nổi tiếng của Anh CAR SOS, trong đó một chiếc Ford Cortina cổ điển được phục chế hoàn toàn với sự hỗ trợ của công nghệ quét 3D Artec và in 3D tại chỗ.

Tùy vào yêu cầu của từng dự án, máy quét 3D cầm tay và máy quét cố định đều có thể được sử dụng. Máy quét cầm tay phù hợp với các chi tiết nhỏ và hình học phức tạp, trong khi các hệ thống lớn có thể nhanh chóng số hóa toàn bộ phương tiện hoặc cụm chi tiết.

Quét 3D trong Kiến trúc, Kỹ thuật & Xây dựng (AEC)

Trong lĩnh vực Kiến trúc, Kỹ thuật & Xây dựng (AEC), dữ liệu hiện trạng chính xác và cập nhật đóng vai trò quan trọng đối với sự thành công của dự án. Quét 3D cho phép thu thập chính xác hình học as-built của công trình, cơ sở, khu vực thi công và hạ tầng công cộng.

Dữ liệu này có thể được chuyển đổi thành digital twin có độ chi tiết cao, tạo nền tảng cho việc xây dựng và cập nhật mô hình BIM.

Sau khi thu thập, dữ liệu 3D có thể được đưa vào phần mềm BIM hoặc CAD để chỉnh sửa thiết kế, phát hiện vấn đề và kiểm tra khả năng tương thích của thiết kế mới với môi trường hiện hữu. Ngoài ra, dữ liệu quét còn hỗ trợ bảo trì chủ động, như trường hợp GoMeasure3D sử dụng Artec Leo và Ray II để số hóa toàn bộ một bức tường chống lũ và xác định các khu vực cần được kiểm tra, xử lý.

Artec Ray II được sử dụng để quét 3D bức tường chống lũ nhằm phục vụ kiểm tra và đánh giá hiện trạng

Đối với những môi trường có quy mô lớn như tòa nhà, cầu và công trường, máy quét 3D tầm xa là giải pháp hiệu quả để nhanh chóng thu thập dữ liệu trên diện tích rộng với độ chính xác cao. Trong khi đó, máy quét cầm tay phù hợp hơn với việc ghi lại chi tiết kiến trúc nhỏ hoặc các khu vực nội thất có hình học phức tạp.

Việc kết hợp máy quét tầm xa và cầm tay trong cùng một hệ sinh thái như Artec 3D giúp đảm bảo toàn bộ công trình được số hóa đầy đủ, từ tổng thể đến từng chi tiết.

Quét 3D trong an toàn công cộng

Khả năng thu thập dữ liệu nhanh chóng và chính xác tại những khu vực lớn, phức tạp hoặc nguy hiểm khiến quét 3D ngày càng trở thành công cụ quan trọng đối với lực lượng an toàn công cộng và ứng phó khẩn cấp. Trong các tình huống như thiên tai hoặc sập công trình, dữ liệu 3D có thể ghi lại hiện trường chi tiết hơn nhiều so với chụp ảnh hoặc đo đạc thủ công.

Trong những tình huống này, tốc độ và an toàn là ưu tiên hàng đầu. Máy quét 3D tầm xa gắn trên drone cho phép thu thập dữ liệu tại các tòa nhà không ổn định, công trình bị sập hoặc khu vực nguy hiểm mà không cần đưa nhân sự vào bên trong. Artec Jet, chẳng hạn, có thể được drone mang theo để tự động lập bản đồ ngay cả trong điều kiện hoàn toàn tối hoặc không có GPS, giúp giữ lực lượng ứng cứu ở khoảng cách an toàn.

Sau khi hiện trường được đảm bảo, các máy quét cầm tay không dây như Artec Leo có thể nhanh chóng ghi lại bằng chứng và các chi tiết của hiện trường. Phương pháp ghi nhận dữ liệu nhanh và từ xa này hỗ trợ đánh giá thiệt hại, lập kế hoạch can thiệp an toàn và lưu giữ chính xác hiện trạng trước khi hiện trường tiếp tục thay đổi.

Quét 3D trong quốc phòng

Trong lĩnh vực quốc phòng, quét 3D giúp các tổ chức quân sự duy trì hoạt động của thiết bị cũ đồng thời đẩy nhanh phát triển các năng lực mới. Nhiều trang thiết bị quân sự được thiết kế từ trước khi CAD trở nên phổ biến, khiến việc số hóa các chi tiết vật lý trở thành phương pháp hiệu quả để tạo dữ liệu kỹ thuật phục vụ sản xuất và bảo trì.

Công nghệ này được ứng dụng trong thiết kế ngược linh kiện cũ, sản xuất phụ tùng thay thế và kiểm soát chất lượng. Hải quân Hoàng gia Hà Lan, chẳng hạn, sử dụng Artec Eva và Artec Space Spider để rút ngắn thời gian sản xuất phụ tùng thay thế và kiểm tra các chi tiết như chân vịt.

Bên cạnh bảo trì và thiết kế ngược, máy quét tầm xa như Artec Jet còn hỗ trợ nâng cao nhận thức tình huống. Với tầm quét 300 m, thiết bị có thể được triển khai bằng drone để thu thập thông tin tại những khu vực đang thay đổi nhanh chóng. Dữ liệu sau đó có thể được sử dụng để lập bản đồ cơ sở, hỗ trợ lập kế hoạch và tối ưu hóa hoạt động hậu cần.

Artec Jet: thiết bị lập bản đồ LiDAR dựa trên công nghệ SLAM, được ứng dụng trong lĩnh vực quốc phòng

Quét 3D trong đo lường

Đo lường (Metrology) là một trong những lĩnh vực đang được thay đổi mạnh mẽ bởi công nghệ quét 3D. Các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, ô tô và kỹ thuật ngoài khơi yêu cầu dữ liệu có độ chính xác được chứng nhận và khả năng lặp lại cao để kiểm tra chi tiết, theo dõi biến dạng và xác nhận các bộ phận đáp ứng đúng dung sai thiết kế.

Các thiết bị chuyên dụng như Artec Point II, máy quét laser đạt chứng nhận ISO 17025 với độ chính xác 0,02 mm, và Artec Metrology Kit, hệ thống đo quang học dựa trên photogrammetry với độ chính xác đến vài micron, được phát triển cho những ứng dụng đo lường đòi hỏi độ chính xác cao.

Đặc biệt, hai công nghệ có thể kết hợp trong cùng một quy trình để nâng cao độ chính xác thể tích tổng thể, đáp ứng các yêu cầu khắt khe trong đo lường công nghiệp.

Công nghệ LiDAR trong khai thác mỏ

Các máy quét LiDAR tầm xa gắn trên drone đặc biệt hữu ích trong khai thác ngầm, nơi GPS không hoạt động và điều kiện môi trường có thể quá nguy hiểm để con người tiếp cận trực tiếp. Artec Jet, chẳng hạn, có thể được gắn trên drone để tự động lập bản đồ giếng đứng, khu vực khai thác và đường hầm, kể cả trong điều kiện hoàn toàn không có ánh sáng. Trong khi đó, Artec Ray II được gắn trên chân máy có thể nhanh chóng số hóa vách mỏ và các đống vật liệu.

Đơn vị cung cấp dịch vụ khai khoáng Titan Engineered Solutions sử dụng Artec Leo để kiểm tra lắp đặt ảo sàn công nghiệp, sàn thao tác và hệ thống đường ống trước khi thi công. Giải pháp này giúp giảm 66% thời gian phải quay lại hiện trường để khắc phục lỗi thiết kế.

Kết hợp máy quét tầm xa với thiết bị cầm tay cũng cho phép số hóa cả thiết bị và không gian hạn chế, tạo ra dữ liệu 3D toàn diện về khu vực khai thác trong một hệ sinh thái công nghệ duy nhất.