Thách thức: Xây dựng dựa trên các thiết kế sản phẩm hiện có mà không có quyền truy cập vào dữ liệu CAD gốc, cho dù dữ liệu đó đã bị mất, bị hỏng hay đơn giản là không có ở định dạng kỹ thuật số.

Giải pháp: Artec Leo, Artec Space Spider, Artec Studio, Geomagic Design X

Kết quả: Mô hình 3D đồ nội thất có đầy đủ chi tiết cần thiết để xây dựng bề mặt và tạo ra các bộ phận mới phù hợp với các cụm lắp ráp. Trong một trường hợp, việc số hóa liên kết ghế ngả trong mỗi cài đặt khác nhau đã cho phép gã khổng lồ đồ nội thất Hoa Kỳ Kimball phát triển các bộ phận phù hợp với cơ chế của bên thứ ba, như một phần của quy trình chưa đầy 24 giờ mà trước đây phải mất hai tuần.

Tại sao lại là Artec 3D?: Nâng cấp từ quét 3D gắn trên cánh tay rô-bốt lên Artec Leo, một thiết bị không dây, tất cả trong một, tăng cường tính linh hoạt và dữ liệu được hiển thị ngay lập tức, do đó người dùng có thể nắm bắt tất cả các chi tiết chính trong một lần quét. Để có độ chính xác cao nhất, họ cũng có thể số hóa bằng Artec Space Spider, hợp nhất dữ liệu với quét Leo trong Artec Studio, chuyển đổi sang CAD trong Design X và lặp lại hoặc in 3D.

Quét 3D Alex Mlsna của Kimball International bằng Artec Leo. Hình ảnh do Kimball International cung cấp

Đây là một câu hỏi quen thuộc đối với các kỹ sư trong nhiều ngành, nhưng vẫn là một câu hỏi rất quan trọng: Làm thế nào để tiến hành thiết kế ngược một sản phẩm khi bạn không có dữ liệu thiết kế CAD gốc?

Đây là một vấn đề cụ thể khi nói đến các bộ phận di sản, một số trong đó có trước mô hình 3D, nghĩa là chúng được phác thảo trên giấy dễ bị viết nguệch ngoạc hoặc bị mất hoàn toàn. Với quá trình toàn cầu hóa tiếp tục khiến thế giới trở nên nhỏ bé hơn, các nhà sản xuất cũng đã thuê ngoài việc sản xuất nhiều bộ phận, theo cách khiến việc chia sẻ thiết kế liền mạch trở thành điều cần thiết.

Đối với Kimball International, một nhà sản xuất đồ nội thất theo hợp đồng cho văn phòng, y tế, giáo dục và khách sạn, những thách thức này gần đây đã xảy ra cùng lúc, đe dọa trì hoãn việc ra mắt sản phẩm.

Trong quá trình thiết kế ghế ngả chăm sóc sức khỏe, công ty nhận thấy rằng cần phải làm các bộ phận vừa vặn với cụm cần ngả bằng thép do bên thứ ba tạo ra. Điều này có nghĩa là nhóm của công ty cần truy cập vào các tệp thiết kế và mặc dù nhà cung cấp sẵn lòng chia sẻ, nhưng họ đã làm như vậy dưới dạng bản vẽ PDF – không phải dữ liệu thiết kế 3D cần thiết cho quá trình lặp lại tốc độ cao.

Việc số hóa chính xác theo cách không làm chậm trễ việc ra mắt sản phẩm sẽ đòi hỏi độ chính xác, tốc độ và tính linh hoạt ở cấp độ tiếp theo. Với thiết bị hiện tại không đáp ứng được công việc, nhóm đã chuyển sang Artec Leo và Artec Space Spider – và nhanh chóng thu hồi được vốn đầu tư.

Giảm thời gian hoàn thành với Leo

Khi Kimball International lần đầu tiên thử nghiệm quét 3D, họ đã làm như vậy với mục đích chụp sản phẩm mà không sử dụng các điểm đánh dấu, việc áp dụng này tốn kém và mất thời gian. Điều này khiến nhóm của họ áp dụng máy quét laser gắn trên cánh tay robot và trong khi máy này chụp được dữ liệu có thể sử dụng được, thì đế tĩnh của hệ thống lại hạn chế chuyển động và khiến nó chậm một cách đau đớn.

Trụ sở chính quốc tế của Kimball tại Jasper, Indiana. Hình ảnh do Kimball International cung cấp

Khi phát hiện ra Artec Leo, một thiết bị hoàn toàn không cần cáp có khả năng thu thập tới 35 triệu điểm dữ liệu mỗi giây, họ đã liên hệ ngay với phòng thiết kế số hoá để nâng cấp.  

Kể từ khi Đại sứ Artec thành lập nhóm Kimball International, họ đã không do dự lựa chọn Artec 3D, đáp ứng mọi nhu cầu số hóa của họ bằng công nghệ quét 3D Artec và đưa công nghệ quét cánh tay vào kiểm soát chất lượng. Không chỉ là nâng cấp về tốc độ, tính năng theo dõi và phản hồi tiên tiến của Leo là chìa khóa để đạt được hiệu quả cao hơn – với việc ghế y tế mất chưa đầy 24 giờ để chụp và mô hình hóa đầy đủ.

“Điều chúng tôi thực sự thích ở Leo là khả năng nhận dạng lại các góc nếu bạn quét bị thiếu”, Alex Mlsna, Trưởng phòng Dịch vụ Kỹ thuật Quốc tế Kimball cho biết. “Vì không dây nên bạn cũng có thể di chuyển xung quanh và xem những gì bạn đang quét theo thời gian thực. Bạn thậm chí có thể gắn thẻ vào một địa chỉ IP để bạn có thể xem màn hình hiển thị của Leo qua màn hình lớn hơn”.

“Ban đầu, chúng tôi có bốn cuộc họp với bản demo, vì vậy chúng tôi rất kén chọn. Nhưng khi chúng tôi thấy Artec Leo, nó dễ dàng đánh bại ba đối thủ cạnh tranh chính trên thị trường.”

Cơ chế ngả lưng trên ghế Kimball International được quét 3D. Hình ảnh do Kimball International cung cấp

Cơ sở của Kimball International tại Indiana, Hoa Kỳ, cũng được trang bị vô số công nghệ tiên tiến khác, do đó, chỉ còn là vấn đề thời gian trước khi cuộc thảo luận chuyển từ số hóa sang in 3D các chi tiết cuối.

Để đạt được điều này, nhóm thiết kế biết rằng họ cần dữ liệu được thu thập chính xác nhất có thể. Đó là lý do tại sao họ cũng có Artec Space Spider: một thiết bị đo lường, độ chính xác 0,05mm cho phép họ thu thập các tập dữ liệu chi tiết hơn, có độ phân giải cao hơn, lý tưởng cho mô hình 3D và thiêu kết laser (SLS) hoặc in 3D bằng công nghệ Binder jet.

Những gì bắt đầu với việc in 3D các khối đo lường, đồ gá và dụng cụ thay thế của nhà máy đã nhanh chóng trở thành một phần quan trọng trong hoạt động hậu cần của Kimball International. Trên thực tế, nhiều nguyên mẫu hiện được in 3D để kiểm tra độ bền và cấu trúc, trong khi công nghệ tương tự được sử dụng để tạo ra không dưới 28 bộ phận của sản phẩm cuối cùng được bán cho khách hàng.

“Chúng tôi biết rằng chúng tôi cần thứ gì đó có thể chụp ở độ phân giải cao hơn và có được những chi tiết nhỏ nhất, vì vậy chúng tôi đã mua một chiếc Space Spider,” Mlsna giải thích. “Nó rất hữu ích vì chúng tôi số hóa nhiều bộ phận thực tế, chỉnh sửa chúng và sau đó sản xuất chúng trên máy 3D của chúng tôi. Không có nhiều thứ mà chúng tôi không thể in 3D. Dù sao thì tôi cũng không quét 3D được.”

Chuyển từ Scan sang CAD

Cho dù họ vừa sử dụng Leo hay chụp một vật thể bằng Space Spider, quy trình xử lý quét của nhóm Kimball International bắt đầu bằng đăng ký toàn cầu, một bước chỉ cần nhấp chuột trên Artec Studio . Trong trường hợp họ có bản quét từ cả hai thiết bị, quy trình này cho phép hợp nhất chúng thành các lưới cực kỳ chi tiết, được tạo từ dữ liệu có độ phân giải cao nhất hiện có.

Một chiếc ghế y tế Kimball ngả quét trên Artec Studio. Hình ảnh do Kimball International cung cấp

Để tinh chỉnh các tập dữ liệu 3D này, Mlsna cho biết trước đây anh đã sử dụng Autopilot trực quan của Artec Studio, công cụ này sẽ chọn các thuật toán xử lý dữ liệu lý tưởng thay cho bạn. Khi anh nắm bắt được các sắc thái của phần mềm, anh đã xử lý dữ liệu thủ công ngày càng nhiều, nhưng vì có rất ít công việc dọn dẹp cần thiết nên thường chỉ cần gửi lưới trực tiếp đến Geomagic Design X.

Các công cụ tự động tạo bề mặt của chương trình kỹ thuật đảo ngược tiên tiến sau đó cho phép anh ấy tạo các mô hình CAD dựa trên tính năng và (nếu cần) xuất các tệp STL để in 3D. Mặc dù Mlsna đã sử dụng Design X trước đây, anh ấy đã rất ngạc nhiên khi thấy việc đưa chức năng quét 3D Artec vào quy trình làm việc này dễ dàng như thế nào và tăng tốc quy trình – cắt giảm thời gian tạo mô hình 3D xuống 60%.

“Artec Studio thực hiện rất tốt công việc hậu xử lý và chuẩn bị lưới để đưa vào các công cụ tạo bề mặt”, Mlsna cho biết. “Trước đây, tôi thường phải dọn dẹp mọi thứ [trước khi xuất file], nhưng bây giờ thì không – đây thực sự là một lời khen ngợi cho những gì Artec làm”.

Tiếp theo: Mô hình hóa các ô sản xuất?

Sau khi thiết kế ghế chăm sóc sức khỏe ngả lưng được phát triển, sản xuất và tung ra thị trường, bước tiếp theo cho quy trình số hóa dựa trên quét 3D hiện tại của Kimball là gì?

Ghế chăm sóc sức khỏe ngả lưng hoàn thiện của Kimball. Hình ảnh do Kimball International cung cấp

Nỗ lực số hóa sản phẩm của công ty tiếp tục phát triển, với các hình ảnh 3D sống động như thật hiện có trong các tài liệu tiếp thị của công ty, nhưng công ty cũng đang cân nhắc mở rộng sang một lĩnh vực mới: Thiết kế Workcell. Vì quy trình này vẫn có xu hướng dựa vào các bố cục CAD 2D, không tốt cho việc đánh giá công thái học, Mlsna tin rằng đây là một lĩnh vực cơ hội khác cho công ty của mình.

“Chúng tôi vẫn chưa đạt được điều đó, chúng tôi có thể phát triển theo hướng này, nhưng nhìn chung, quét 3D Artec có giá trị lớn đối với chúng tôi về mặt đầu ra vì chúng tôi không chỉ thực hiện số hóa nữa”, Misna kết luận. “Bây giờ chúng tôi thực sự có thể giúp kỹ thuật sản phẩm với thứ không tồn tại theo quan điểm tệp CAD. Đó là kỹ thuật thiết kế ngược thực sự ”.

Bạn quan tâm đến máy quét 3D Artec Leo?

NITECH là đại diện phân phối chính thức của ARTEC 3D tại Việt Nam. Liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn cụ thể về giải pháp phù hợp nhất cho riêng doanh nghiệp của bạn.