Trong in 3D, việc lựa chọn phần mềm cũng như máy quét 3D phù hợp có vai trò rất quan trọng trong việc tạo ra một sản phẩm hoàn hảo. Bài viết sau đây sẽ hướng dẫn mọi người lựa chọn chiếc máy quét 3D phù hợp nhất, để giúp bạn có thể tìm ra giải pháp hoàn hảo, giúp bạn tận dụng hết khả năng của nó và tạo ra sản phẩm một cách nhanh nhất.

1. Vai trò của quét 3D trong quy trình in 3D
   Số hóa các vật thể thực thành các mô hình 3D chính xác, tiết kiệm thời gian cho việc tạo mẫu và kiểm tra.
2. Cần cân nhắc những gì khi lựa chọn máy quét 3D
   Độ chính xác, tốc độ, độ phân giải, tính di động, độ thân thiện với người dùng, tính đa dụng, khả năng quét màu sắc, phần mềm, hỗ trợ.
3. Có thể quét và in 3D những thứ gì
   Các chi tiết cơ khí, máy móc, xe cộ, máy bay, kiến trúc, nội thất, bảo tàng, hóa thạch, trang sức, nha khoa, tượng, con người và động vật.

Vậy tại sao tôi cần sử dụng máy quét 3D trong sản xuất bồi đắp.

Để bắt đầu in 3D, bạn cần có file mô hình 3D, đây là một dạng dữ liệu dùng để nhập vào phần mềm máy in 3D. Nếu không có mô hình 3D, người dùng sẽ không thể in ra bất cứ thứ gì. Có hai cách để bạn sở hữu file mô hình 3D: Tạo thủ công bằng phần mềm 3D như CAD hoặc quét/chụp vật thể thực. Dù vậy, bạn sẽ cần đảm bảo mô hình của mình phải “kín”, tức là bề mặt của nó không được có kẽ hở. 

Nếu quy trình in 3D của bạn thích hợp với việc tạo bản sao bằng cách quét vật thể, thì tùy vào việc lựa chọn thiết bị quét, công việc của bạn có thể chở nên hiệu quả hơn hoặc cũng có thể trở thành một mớ hỗn độn. Bất kỳ bề mặt mà máy không thể quét thì sẽ cần bạn vẽ lại bằng tay..

Chức năng của máy quét 3D trong quy trình sản xuất bồi đắp không chỉ dừng lại ở việc số hóa vật thể. Máy quét 3D còn có thể được sử dụng để kiểm tra các chi tiết in 3D và đánh giá chất lượng của chúng. Bạn có thể xác định liệu mẫu in 3D có đạt tiêu chuẩn chất lượng đề ra hay không. Để xác định điều này, bạn cần quét thử và tạo ra một mô hình 3D với phần mềm xử lý dữ liệu quét của mình. Các giải pháp hàng đầu như Artec Studio, thường sẽ có những công cụ để đo từng điểm một cách chính xác, tính toán thể tích và khu vực bề mặt của mô hình, hoặc kiểm tra độ dày của sản phẩm,v.v..

Một trong những đặc điểm chính trong kiểm tra là tính năng so sánh bản đồ nhiệt. Với nó bạn có thể xác định điểm giao thoa giữa mô hình thiết kế ban đầu và mô hình thực tế sau quá trình in 3D. Các biến dạng giữa hai mô hình sẽ được đánh dấu bằng màu sắc, và phần mềm sẽ cho bạn thấy giá trị biến dạng chính xác ở mọi vị trí và thậm chí còn tính toán để xác định mẫu in có nằm trong dung sai cho phép hay không.

 

Công nghệ in 3D cũng như các ứng dụng của nó ngày càng mở rộng, dần trở thành một phần của các ngành công nghiệp đang phát triển, nó cho phép các doanh nghiệp giải quyết các thử thách mới và cung cấp các lợi thế giá trị trong sản xuất và chất lượng, điều mà khó có thể đạt được nếu tiếp tục bằng phương pháp truyền thống.

Các thiết bị quét và phần mềm 3D chuyên nghiệp có vai trò quan trọng trong quy trình in 3D, từ tạo mô hình 3D cho tới kiểm tra và đánh giá chất lượng của mẫu in 3D, giúp các doanh nghiệp trong nhiều lĩnh vực thúc đẩy sản xuất và tối ưu việc sử dụng tài nguyên.

Sự quan trọng của một mô hình 3D chính xác được thể hiện ở các trường hợp thực tế trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, từ sản xuất cho tới y tế, hay bảo tồn di sản văn hóa,v.v. Một bản quét 3D chất lượng có thể là yếu tố quyết định tất cả! Ví dụ như các bản quét của Artec Eva đã cách mạng hóa phương pháp thiết kế và in các loại mặt nạ cho các bệnh nhân bị bỏng nặng, nhằm tăng tốc quá trình phục hồi da.

Trong những trường hợp khác, quét và in 3D còn cho phép khả năng chỉnh sửa, thay thế các máy móc hạng nặng, hiện thực hóa các thiết kế và sản phẩm nghệ thuật, tùy chỉnh và cải thiện hiệu năng của xe cộ, hay thậm chí chế tạo chân tay giả cho động vật.

Với vô vàn các lựa chọn trên thị trường ngày nay, việc lựa chọn một máy quét phù hợp với ngân sách của bạn có thể là một quyết định khó khăn. Bài viết này sẽ cung cấp một danh sách các tiêu chí cần cân nhắc và giúp bạn đưa ra quyết định sáng suốt nhất.

Cần cân nhắc điều gì khi chọn thiết bị quét cho in 3D?

Tùy theo ứng dụng cụ thể, một số tiêu chí có thể sẽ được ưu tiên hơn. Danh sách sau đây sẽ tập trung vào các tiêu chí cần thiết cho bất kỳ máy quét 3D & dự án in 3D nào, đặc biệt đối với một số ứng dụng cụ thể.

 

Độ chính xác

Trong hầu hết các ứng dụng in 3D, đặc biệt nếu chúng ta bàn về sản xuất, thì độ chính xác của dữ liệu là yếu tố tiên quyết. Nếu mẫu in 3D không vừa khít khi lắp ráp thử thì bạn có thể loại bỏ chúng ngay lập tức. Tương tự, nếu một thiết bị chân tay giả không tương đồng với cấu trúc cơ thể người đeo sẽ gây cảm giác không thoải mái và nhanh chóng bị loại bỏ. Hãy đảm bảo bạn chú ý đến thông số dung sai để có thể đạt được một dự án sản xuất bồi đắp thành công, và đầu tư vào một giải pháp quét dữ liệu 3D có độ chính xác phù hợp với ứng dụng của mình. Artec 3D cung cấp các giải pháp máy quét 3D chuyên nghiệp, với nhiều cấp độ chính xác khác nhau. Bạn có thể tìm hiểu thêm tại đây.

Tốc độ

Tỷ lệ khung hình trên giây (FPS) của máy quét càng cao, thì số lượng ảnh được chụp trong 1 lần quét càng nhiều. Với máy quét như Artec Point, giá trị của thông số này có thể lên tới 120 FPS. Khả năng chụp dữ liệu tốc độ cao cho phép bạn hoàn thiện quét trong một thời gian ngắn. Bên cạnh tốc độ, bạn nên chú ý tới “trường nhìn” của máy. Trường nhìn càng lớn, thì bề mặt mà máy quét có thể bao phủ càng rộng hơn, nhờ đó rút ngắn thời gian quét.

Độ phân giải 

Độ phận giải thường được định nghĩa là khoảng cách gần nhất giữa 2 điểm gần nhau bất kì trong 1 đám mây điểm, hoặc giữa hai chiều dọc gần nhất trong các đa giác của mô hình lưới điểm 3D tạo thành. Với khả năng thu thập dù cả những chi tiết nhỏ nhất trên bề mặt, máy quét 3D với độ chính xác hàng milimet có thể cung cấp dữ liệu 3D đủ chính xác để tối thiểu hóa rủi ro xảy ra lỗi trong quy trình in 3D.

Tính di động

Nếu máy quét càng khởi động nhanh, thì quy bạn càng có thể nhanh chóng bắt đầu quét. Hãy nhớ luôn kiểm tra máy quét và đảm bảo chúng đủ năng lượng hoạt động khi bạn quét ở khu vực ngoài trời. Chúng tôi khuyến khích việc mang thêm pin và bộ sạc khi bạn cần làm việc ngoài trời. Trọng lượng của máy quét cầm tay cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến trải nghiệm quét. Tuy nhiên, các dòng máy quét có trọng lượng nhẹ sẽ yêu cầu việc kết nối dây vào máy tính để truyền dữ liệu thời gian thực. Các máy quét không dây tuy sẽ nặng hơn, nhưng chúng được tích hợp sẵn bộ xử lý và không kết nối với laptop. Tính di động là một yếu tố giá trị trong nhiều hoàn cảnh khác nhau: từ việc quét bệnh nhân tại bệnh viên cho tới việc số hóa các khu vực khảo cổ, tạo tác hay di chuyển linh hoạt trong bảo tàng để quét từ nhiều góc độ khác nhau. 

Độ thân thiện người dùng

Một máy quét 3D trực quan sẽ giúp bạn tiết kiệm nhiều thời gian để tìm hiểu cơ chế hoạt động của nó, đặc biệt nếu nó được sử dụng luân phiên bởi nhiều người. Tương tự, một máy quét thân thiện với người dùng sẽ đặc biệt hữu dụng khi cần phải quét hàng loạt. Một trong những giải pháp thu thập dữ liệu 3D đơn giản nhất là máy quét 3D Artec Leo. Được trang bị với màn hình cảm ứng, Leo vận hành dễ dàng giống như bạn đang quay video bằng điện thoại vậy. Giải pháp để bàn Artec Micro II thậm chí còn đơn giản hóa quy trình này nhiều hơn nữa. Micro II có thể tự động quét vật thể đặt bên trong nó, tính toán các góc quét tốt nhất để đảm bảo không bỏ sót chi tiết nào.

Tính đa dụng

Một máy quét đa dụng có thể tạo ra các mô hình 3D của vật thể với chất lượng tốt, dù ở bất kỳ kích thước nào. Bên cạnh khả năng quét nhiều loại vật thể, một số ứng dụng yêu cầu phải quét cả người. Điều này đồng nghĩa với việc cần có công nghệ quét không tiếp xúc và an toàn cho mắt. Các máy quét có thể đáp ứng những điều kiện này gồm có Artec Leo, Artec Spider II và Artec Eva.

Mặt khác, trong các ứng dụng quét không gian môi trường: bạn có thể sẽ cần phải quét cả trong nhà và ngoài trời. Đối với các ứng dụng giải trí như in 3D đồ chơi, thì khả năng quét kết cấu, có màu sắc là điều cần thiết; trong khi đối với các ứng dụng công nghiệp như quét ô tô thì màu sắc không phải là yếu tố cần thiết. Hãy cân nhắc các trường hợp mà bạn có thể cần tới máy quét 3D, và chọn thiết bị có thể đạt được các kết quả mà bạn mong muốn.

 

Đầu tư quét 3D trong lĩnh vực sản xuất bồi đắp

Máy in 3D mà bạn đầu tư nên có khả năng đưa ra kết quả chất lượng cao trong mọi lần quét, và bền bỉ hoạt động trong nhiều năm. Vì vậy, chi phí cho khoản đầu tư này có lẽ sẽ không thấp. Đồng thời, máy quét 3D không chỉ là một thiết bị đắt tiền, mà đó là một khoản đầu tư sẽ giúp bạn tiết kiệm hàng tiếng đồng hồ cho việc dựng mô hình 3D hoặc đo thủ công bằng tay.

Bạn đang đầu tư vào một sản phẩm để đảm cho thành công của dự án, vậy bạn nên dành chút thời gian để nghiên cứu, tham khảo các mô hình 3D từ các loại máy quét khác nhau, xem đánh giá và tìm đáp án cho các câu hỏi quan trọng. Liệu hãng máy quét này có đáng tin cậy không? Liệu nhà sản xuất có hỗ trợ khách hàng hiệu quả hay không? Các khách hàng đã mua đánh giá thế nào về sản phẩm? Phần mềm của máy quét có khả năng xử lý khối lượng lớn dữ liệu mà không bị lỗi hay không? Máy quét có bao gồm những công cụ hỗ trợ hay không, hay bạn phải mua thêm các phần mềm khác để hoàn thành công việc?

Suy cho cùng, bạn nên trải nghiệm khả năng của máy quét qua các buổi demo thực tế từ hãng sản xuất hoặc đại diện phân phối. Mặt khác, bạn cũng trải nghiệm máy thông qua các buổi triển lãm. Hãy thử quét các loại mẫu khác nhau và xử lý dữ liệu, xác định xem thiết bị nào phù hợp với mong đợi của bạn nhất và cân nhắc liệu khoản đầu tư này có xứng đáng hay không.

 

In 3D trong cấy ghép nha khoa, trang sức, và các linh kiện nhỏ

Khi bạn cần quét những chi tiết nhỏ như trang sức, linh kiện nha khoa, đặc biệt với độ chính xác ở hàng micromet thì giải pháp tốt nhất sẽ là các thiết bị quét 3D tiêu chuẩn đo lường, chẳng hạn như máy quét để bàn Artec Micro II hoặc máy quét cầm tay Artec Spider II. Micro II có độ chính xác tới 5 micron và có thể tạo ra các mô hình 3D có màu sắc và độ chân thực cao cho các linh kiện nha khoa và công nghiệp. Bên cạnh đó, máy quét cầm tay Spider II có thể dễ dàng quét các vật thể phức tạp, các cạnh sắc và đường nét chính xác với độ chi tiết cực cao. Đây là hai thiết bị chuyên dụng dành cho các chi tiết cỡ nhỏ, giúp bạn có được các mô hình chi tiết cao và sẵn sàng để in 3D.

In 3D các chi tiết có bề mặt phức tạp

Nếu bạn phải làm việc với các mẫu có bề mặt đen hoặc sáng bóng, hay có nhiều những chi tiết nhỏ và phức tạp, thì có thể tham khảo giải pháp máy quét 3D Artec Point. Đây là một lựa chọn phù hợp cho các dự án in 3D bởi vì thiết bị này có thể tạo ra dữ liệu đám mây điểm có độ chính xác cực cao – một yếu tố vô cùng quan trọng khi thiết kế mô hình 3D. Artec Point có thể thu thấp kể cả các chi tiết nhỏ nhất với độ chính xác lên tới 0.02mm, khiến nó trở nên hoàn hảo cho các ứng dụng yêu cầu quét các vật thể có độ lặp lại cao, ví dụ như thiết kế ngược hoặc thiết kế sản phẩm. Bạn có thể nhận được dữ liệu đáng tin cậy, hoàn thiện, và sẵn sàng để xử lý hoặc chuyển thành mô hình để in 3D, tạo ra các chi tiết chất lượng cao và tương đồng với thiết kế gốc. 

In 3D vật thể có kích thước nhỏ đến trung bình, từ chân tay giả cho tới hiện vật trong bảo tàng

Artec Eva là một lựa chọn tuyệt vời để tạo ra các mô hình 3D cho bộ phận cơ thể, tượng, đồ nội thất, hoặc các linh kiện cơ khí cỡ vừa, v.v..Khả năng quét dữ liệu màu và xử lý nhiều loại bề mặt giúp nó có thể mang lại các bản quét sắc nét cho in 3D. Hơn nữa, Eva cũng có khả năng tương thích tốt với nhiều ứng dụng khác nhau, giúp quy trình tạo mô hình 3D chất lượng cao trở nên đơn giản hơn.

 

In 3D vật thể cỡ vừa đến lớn, từ nội thất, xe cộ cho tới phụ tùng máy.

Nếu bạn cần các quét 3D các vật thể cỡ vừa cho các ứng dụng như đảm bảo chất lượng hoặc thiết kế ngược, hãy tham khảo máy quét 3D không dây ứng dụng AI Artec Leo, được tích hợp sẵn màn hình cảm ứng và pin rời. Việc sử dụng máy quét 3D di động để thu thập dữ liệu rất thuận tiện vì chúng có thể di chuyển đến bất kì nơi nào, đảm bảo thời gian quét liên tục mà không cần tới nguồn điện.

In 3D vật thể có màu sắc

Một yếu tố quan trọng khác khiến Leo, Eva, và Spider II trở nên nổi bật là khả năng quét màu của chúng. Nếu bạn cần in 3D màu, thì chất lượng màu sắc của máy quét 3D cũng không kém phần quan trọng so với khả năng tái tạo hình dạng và chi tiết của vật thể quét. Chất lượng màu sắc cao có thể tiết kiệm hàng tiếng đồng hồ cho việc chỉnh sửa và loại bỏ nhu cầu đầu tư vào các phần mềm dựng 3D khác để chỉnh màu. Các dòng máy của Artec có thể quét chính xác cả kết cấu lẫn hình dạng của vật thể, tạo ra mô hình 3D đạt chuẩn để có thể in 3D.

In 3D các vật thể cỡ đại như tòa nhà, phương tiện và phi cơ

Việc quét các vật thể cỡ lớn như tòa nhà, tượng đài, máy bay, xe tải, hay tuabin gió với máy quét 3D cầm tay có thể tốn rất nhiều thời gian và sức lực. Việc quét chúng bằng các giải pháp LiDAR chuyên nghiệp (Phát hiện và đo khoảng cách bằng ánh sáng) sẽ giúp công việc trở nên hiệu quả hơn nhiều. Máy quét 3D tầm xa với độ chính xác cao này, như Artec Ray II, được thiết kế đặc biệt để quét khối lượng lớn dữ liệu cho việc kiểm tra, xây dựng, khảo sát và in 3D, vì chúng có khả năng quét vật thể lớn cực kì chi tiết.

 

Hoàn thiện quy trình với phần mềm

Hãy luôn nhớ rằng phần mềm có vai trò quan trọng không kém gì phần cứng. Phần mềm đầu ngành Artec Studio được nâng cấp hàng năm để tăng tốc quy trình làm việc trong mọi lĩnh vực khác nhau. Nó trang bị cho người dùng các công cụ thuận tiện để xử lý dữ liệu 3D, chỉnh sửa, dựng mô hình, phân tích, và hơn thế nữa. Cho dù bạn đang sử dụng dữ liệu từ máy quét 3D, điện thoại, drone hay kể cả kính hiển vi, thì phiên bản mới nhất của Artec Studio đều cho phép bạn tạo ra các mô hình chân thực, gọn nhẹ sẵn sàng để in 3D. Tính năng quang trắc dựa trên AI mới của phần mềm cho phép bạn chuyển các hình ảnh hoặc video thành dạng mô hình 3D, giúp bạn có thể tích hợp dữ liệu gần như từ bất kì thiết bị nào. Sau khi mô hình 3D được tạo ra, bạn có thể chỉnh sửa, hoàn thiện bề mặt và chuyển đổi chúng thành dữ liệu CAD. Artec Studio cũng giúp tiết kiệm hàng giờ đồng hồ cho những chỉnh sửa màu thủ công, cho phép in 3D ngay lập tức. Những điều này khiến nó trở thành giải pháp thông dụng cho in 3D và tạo hình 3D.

Trong in 3D, phần mềm đóng vai trò quan trọng tương tự như phần cứng. Các công cụ như Artec Studio, Geomagic Design X, và ZEISS INSPECT OPTical 3D cải thiện quy trình làm việc, trở thành nền tảng để đạt được các bản in 3D chất lượng cao.

Hai ví dụ về việc phần mềm là công cụ thiết yếu trong các dự án in 3D là Geomagic Design X và ZEISS INSPECT Optical 3D. Design X là công cụ không thể thiếu khi nhắc đến việc chuyển đổi dữ liệu quét 3D thành mô hình CAD chính xác, nhờ khả năng chuyển đổi các chi tiết phức tạp, tự do sang dạng thiết kế cho in 3D. Các công cụ thiết kế ngược tiên tiến của phần mềm biến đổi dữ liệu quét 3D thành các mô hình CAD tham số, bảo toàn hình học chính xác cho mô hình để in 3D. Design X tích hợp với phần mềm CAD tiên tiến khác để tối ưu cho quy trình chuyển đổi giữa quét, thiết kế, và chế tạo, với chất lượng sản xuất được đảm bảo trong toàn bộ quy trình.

Tương tự, phần mềm ZEISS INSPECT Optical 3D đóng vai trò trong việc đảm bảo độ chính xác và chất lượng quét 3D. Công nghệ đo quang học của nó cung cấp độ chính xác tuyệt vời, vì vậy bạn có thể có thể các bản quét chi tiết với mức biến dạng thấp nhất. Mức độ chính xác này rất quan trọng đối với các dự án in 3D có yêu cầu dung sai khắt khe và kết quả chất lượng cao. Phần mềm ZEISS sở hữu các công cụ phân tích mạnh mẽ cho quy trình kiểm tra chuyên sâu và kiểm soát chất lượng của mô hình trước khi đưa vào in 3D. Do vậy, chỉ các dữ liệu chính xác nhất mới được đưa vào sản xuất.