Đồ án Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược và ứng dụng vào quá trình tạo mẫu nhanh

Ngày nay, với sựphát triển vượt bậc của khoa học kỹthuật đặc biệt là khoa học máy tính đã làm thay đổi căn bản mọi mặt của đời sống xã hội.Từgiữa thếkỷ20, khi công nghệmáy tính được đưa vào áp dụng trong sản xuất đã góp phần tự động hóa sản xuất, giải phóng sức lao động cho con người, tăng năng suất cũng nhưchất lượng sản phẩm. Theo đó là sựra đời của phương thức sản xuất có sựtrợgiúp của máy tính và các máy công cụ được tích hợp bộ điều khiển số. ỞViệt Nam, ngoài việc công nghệCAD /CAM đã và đang được phát triển, ứng dụng rộng rãi trong các xí nghiệp, nhà máy. Thì vài năm trởlại đây công nghệtạo mẫu nhanh (RPM) bước đầu đã được nghiên cứu và ứng dụng ở các viện nghiên cứu, các trung tâm công nghệcao. Công nghệtạo mẫu nhanh (RPM)là tổhợp của CAD, kỹthuật thiết kếngược RE (Reverse Engineering), tạo mẫu nhanh RP (Rapid Prototyoing)và kỹthuật chếtạo nhanh RT(Rapid Tooling)mà RPlà kỹthuật chủchốt. Kỹthuật RPMlà kỹthuật tạo nên sản phẩm mới, phù hợp với xu thếtoàn cầu hóa các phương diện thịtrường thương mại và sản xuất, đa dạng hóa sản phẩm, đổi mới sản phẩm mẫu mã nhanh, sản phẩm công nghệcao, phù hợp với tính cạnh tranh của thịtrường ngày càng khốc liệt. Đồán "Nghiên cứu công nghệthiết kếngược và ứng dụng vào quá trình tạo mẫu nhanh" sẽtập chung vào nghiên cứu nắm bắt qui trình công nghệthiết kếngược và ứng dụng vào quá trình tạo mẫu nhanh, đểbắt kịp sựphát triển của công nghệ. Nội dung đồán chia làm 2 phần : ƒ Phần I : Công nghệthiết kếngược và ứng dụng thiết kếlại một sốchi tiết trong lĩnh vực cơkhí . ƒ Phần II : Công nghệtạo mẫu nhanh. Trong quá trình làm đồán này mặc dù đã hết sức cốgắng nhưng do hạn chếvềkiến thức và thiết bịnên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sựgóp ý, bổxung, đóng góp ý kiến của thầy cô và bạn đọc để đồán hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trương Hồng Quang trưởng bộ môn Thiết KếMáy, cùng toàn thểthầy cô trong bộmôn Thiết KếMáy trường ĐHGTVT đã tận tình giúp đỡ, chỉbảo, tạo điều kiện trong suốt thời gian qua để em có thểhoàn thành đồán này. Em xin chân thành cảm ơn !

pdf94 trang | Chia sẻ: oanh_nt | Lượt xem: 4203 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược và ứng dụng vào quá trình tạo mẫu nhanh, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
 ĐỀ TÀI Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược và ứng dụng vào quá trình tạo mẫu nhanh Giáo viên hướng dẫn : Sinh viên thực hiện : Trần Ngọc Tú ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI MỤC LỤC Trang MỤC LỤC............................................................................................................. 1 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................... 3 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN .................................................. 4 LỜI NÓI ĐẦU ...................................................................................................... 8 PHẦN I: CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ NGƯỢC (REVERSE ENGINEERING) VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ LẠI MỘT SỐ CHI TIẾT TRONG LĨNH VỰC CƠ KHÍ........................................................................................................................ 9 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ NGƯỢC............... 9 1.1. Giới thiệu về công nghệ thiết kế ngược...................................................... 9 1.1.1. Khái niệm ............................................................................................. 9 1.1.2. Ưu nhược điểm của công nghệ thiết kế ngược .................................. 13 2.1. Qui trình công nghệ thiết kế ngược .......................................................... 13 3.1. Qui trình mô hình hóa mẫu sản phẩm đã có sẵn theo công nghệ thiết kế ngược ............................................................................................................... 15 3.1.1. Giai đoạn số hóa sản phẩm................................................................. 15 3.1.2. Giai đoạn sử lý số liệu dữ hóa............................................................ 16 3.1.3. Thiết kế lại trên cơ sở dữ liệu số hóa ................................................. 16 3.1.4. Tạo mẫu, gia công chi tiết .................................................................. 16 4.1. Phương pháp và thiết bị số hóa trong công nghệ thiết kế ngược. ............ 17 4.1.1. Phương pháp đo tiếp xúc.................................................................... 17 4.1.2. Phương pháp đo không tiếp xúc......................................................... 19 5.1. Các ứng dụng của công nghệ thiết kế ngược............................................ 20 CHƯƠNG II : ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ NGƯỢC THIẾT KẾ LẠI VỎ MÁY KHOAN PHÁ............................................................................. 24 2.1. Lựa chọn chi tiết và thiết bị ...................................................................... 24 2.2. Số hóa sản phẩm bằng máy quét 3D ATOS I.......................................... 25 2.2.1. Thiết bị số hóa ATOS I ...................................................................... 25 2.2.2. Sử dụng phần mềm ATOS -V6.2.0.3................................................. 27 3.2. Ứng dụng phần mềm Rapid Form XO Redesign (XOR) thiết kế lại mô hình CAD trên cơ sở dữ liệu số hóa ................................................................ 31 3.2.1. Giới thiệu về phần mềm XOR............................................................ 31 3.2.2. Các chế độ làm việc của Rapid form XOR........................................ 33 3.2.3. Quá trình sử dụng phần mềm XOR trong xử lý dữ liệu scan, xây dựng mô hình CAD cho chi tiết mẫu quét............................................................. 34 3.2.3.1. Xử lý lưới dữ liệu (Mesh Editing)................................................... 34 3.2.3.2. Phân mảng vùng dữ liệu (Region Group) ....................................... 36 3.2.3.3. Xây dựng hoàn chỉnh mô hình CAD............................................... 37 3.2.3.4. Xuất file CAD cho các phần mềm CAD CAM khác ...................... 57 4.2. Đánh giá sai số thiết kế............................................................................. 58 4.2.1. Các phương pháp đánh giá sai số thiết kế.......................................... 58 4.2.2. Đánh giá sai số giữa mô hình CAD đã thiết kế với dữ liệu số hóa.... 60 5.2. Một vài mô hình CAD được thiết kế lại từ dữ liệu số hóa ....................... 63 Trần Ngọc Tú 1 Lớp:Tự Động Hóa Thiết Kế Cơ Khí – K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHẦN II : CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH................................................. 64 CHƯƠNG III : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH.......... 64 3.1. Giới thiệu kỹ thuật tạo mẫu nhanh ........................................................... 64 3.2. Các bước công nghệ trong tạo mẫu nhanh ............................................... 65 3.2.1. Mô hình hoá CAD .............................................................................. 65 3.2.2. Xuất sang dạng file.STL..................................................................... 65 3.2.3. Tạo các chân đỡ sản phẩm ................................................................. 65 3.2.4. Cắt lát ................................................................................................. 66 3.2.5. Chế tạo................................................................................................ 66 3.2.6. Loại bỏ vật liệu thừa, hoàn thiện và làm sạch vật thể chế tạo ........... 66 3.2.7. Xử lý sau chế tạo ................................................................................ 67 3.2.8. Hoàn thiện chi tiết .............................................................................. 67 3.3. Các công nghệ tạo mẫu nhanh.................................................................. 67 3.3.1. Các công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu ở dạng lỏng............. 67 3.3.2. Các công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu ở dạng bột............... 68 3.3.3. Các công nghệ tạo mẫu nhanh sử dụng vật liệu ở dạng tấm.............. 68 4.3. Dữ liệu đầu vào trong công nghệ tạo mẫu nhanh..................................... 68 5.3. Ứng dụng của công nghệ tạo mẫu nhanh ................................................. 69 5.3.1. Đúc khuôn vỏ mỏng ........................................................................... 69 5.3.2. Chế tạo dụng cụ.................................................................................. 69 5.3.3. Tạo mẫu nhanh trong chế tạo sản xuất............................................... 69 5.3.4. Ứng dụng tạo mẫu nhanh trong y học................................................ 69 CHƯƠNG IV: MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH ĐIỂN HÌNH... 71 4.1. Công nghệ tạo mẫu nhanh SLA................................................................ 71 4.2. Công nghệ tạo mẫu nhanh SLS ................................................................ 73 4.3. Công nghệ tạo mẫu nhanh LOM .............................................................. 76 4.4. Công nghệ tạo mẫu nhanh SGC .............................................................. 78 4.5. Tạo mẫu nhanh bằng công nghệ in 3 chiều .............................................. 80 CHƯƠNG V: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH ĐỂ CHẾ TẠO MỘT SỐ SẢN PHẨM TRÊN MÁY TẠO MẪU SPECTRUM Z510............... 83 5.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật của máy................................................................... 83 5.1.1. Thông số kỹ thuật của máy Z510....................................................... 83 5.1.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy Spectrum Z510 ................ 83 5.2. Tạo mẫu một số sản phẩm ........................................................................ 86 5.3. Một vài sản phẩm được in trên máy Spectrun Z510 ( Z – Zcorp )........... 90 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................. 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 93 Trần Ngọc Tú 2 Lớp:Tự Động Hóa Thiết Kế Cơ Khí – K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT - RE (Reverse Engineering) : Công nghệ thiết kế ngược hay công nghệ đảo chiều, công nghệ chép mẫu. - CAD (Compurter Aided Design) : Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính (CAD còn được định nghĩa là Compurter Aided Drawing – Công cụ trợ giúp vẽ trên máy vi tính). - CAM (Compurter Aided Manufacturing): Lĩnh vực sử dụng máy tính để tạo chương trình điều khiển hệ thống sản xuất, kể cả trực tiếp điều khiển các thiết bị, hệ thống đảm bảo vật tư, kỹ thuật . - CAE (Computer Aided Engineering): Tính toán kỹ thuật với sự trợ giúp của máy tính. CAD và CAE thường gắn liền với nhau vì thiết kế sản phẩm gắn liền với thử nghiệm, mô phỏng hoạt động của sản phẩm. - CAPP (Computer Aided Process Planning): Lĩnh vực sử dụng máy tính trợ giúp thiết kế quá trình công nghệ chế tạo sản phẩm (thường được gọi là chuẩn bị công nghệ). - RP (Rapid Propotyping): Bao gồm các phương pháp gia công tạo mẫu nhanh . - CNC (Computerized Numerical Control): Máy gia công điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính trong việc vận hành và lập trình gia công. Trần Ngọc Tú 3 Lớp:Tự Động Hóa Thiết Kế Cơ Khí – K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TRONG ĐỒ ÁN STT Tên hình vẽ Trang Hình 1.1 Qui trình lấy mẫu áp dụng công nghệ thiết kế ngược 11 Hình 1.2 Quy trình thiết kế thuận và Quy trình thiết kế ngược 14 Hình 1.3 Mô hình hóa chi tiết mặt người 16 Hình 1.4 Phay mặt người trên máy CNC 16 Hình 1.5 Máy đo và đầu đo dùng trong phương pháp đo tiếp xúc 18 Hình 1.6 Mô hình máy quét ánh sáng trắng 19 Hình 1.7 Công nghệ RE dựng mô hình CAD cho các tác phẩm 20 nghệ thuật Hình 1.8 Ứng dụng công nghệ tái tạo lấy mẫu hoa văn thủ công 20 Hình 1.9 Ứng dụng RE thiết kế lại sản phẩm cơ khí phức tạp 21 Ứng dụng công nghệ thiết kế ngược lấy mẫu mặt người Hình 1.10 22 và động vật Hình 1.11 Ứng dụng RE trong khảo cổ học 22 Hình 1.12 Ứng dụng RE tạo mảnh sọ não dùng trong y học 22 Hình 1.13 Sử dụng RE thiết kế nhân vật và môi trường trong Game 23 Hình 2.1 Mô hình chi tiết thiết kế lại. 24 Hình 2.2 Máy quét ánh sáng trắng ATOS I 25 Hình 2.3 Hình vẽ thể hiện các bướ khi quét mẫu 27 Hình2.4 Kết quả quét mặt trên của mẫu 28 Hình 2.5 Kết quả quét mặt dưới của mẫu 28 Hình 2.6 Mẫu quét hoàn chỉnh ở nhìn ở các góc độ khác nhau 30 Hình 2.7 Các chế độ làm việc của Rapid From 33 Hình 2.8 Các công cụ xử lý dữ liệu 34 Hình 2.9 Xử lý dữ liệu quét 35 Trần Ngọc Tú 4 Lớp:Tự Động Hóa Thiết Kế Cơ Khí – K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Hình 2.10 Phân vùng tự động 36 Hình 2.11 Hình ảnh của chi tiết sau khi phân vùng hoàn chỉnh 36 Hình 2.12 Hình ảnh chi tiết sau chọn hệ tọa độ hoàn chỉnh 37 Hình 2.13 Tạo bề mặt Surface phane1 37 Hình 2.14 Phác thảo biên dạng khối đặc. 38 Hình 2.15 Biểu tượng của các thanh lệnh trong Mesh Sketch. 38 Hình 2.16 Biên dạng Sketch chủa khối đặc. 38 Hình 2.17 Tạo khối đặc bằng lệnh Extrude 39 Hình 2.18 Mô hình kết quả của bước 2 39 Hình 2.19 Xây dựng bề mặt Surface Sphere1 40 Hình 2.20 Một số bề mặt Surface khác 40 Hình 2.21 Xây dựng bề mặt Surface Cylinder1 41 Hình 2.22 Tạo bề mặt bằng lệnh Surface Offset 41 Hình 2.23 Mô hình tổng thể của các bề mặt được tạo 42 Hình 2.24 Bề mặt Surface trước và sau khi thực hiện lệnh Trim 42 Surface Hình 2.25 Bề mặt của các Surface sau khi cắt 43 Hình 2.26 Mô hình khối trước và sau khi thực hiện lệnh cắt 43 Hình 2.27 Kết quả mô hình sau lệnh Cut 44 Hình 2.28 Dán bề mặt bằng lệnh Sew 44 Hình 2.29 Mặt trên của chi tiết trước và sau khi thự hiện lệnh 44 Boolean Hình 2.30 Thao tác lệnh Hollow 44 Hình 2.31 Kết quả tạo độ dày cho các cạnh từ dừ liệu Scan 45 Hình 2.32 Các phần cần thiết kế ở bước 3 46 Hình 2.33 Mô hình kết quả của bước 4 46 Hình 2.34 Qui trình xây dựng khối trụ tròn 47 Hình 2.35 Mô hình kết quả mặt trên của chi tiết 48 Hình 2.36 Mặt dưới của chi tiết đã được số hóa 49 Trần Ngọc Tú 5 Lớp:Tự Động Hóa Thiết Kế Cơ Khí – K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Hình 2.37 Mô hình cần dựng lại ở bước 5 nhìn ở các góc độ khác 50 nhau Hình 2.38 Tạo mặt phẳng sử dụng lệnh Surface Offset và Extend. 50 Hình 2.39 Các mặt phẳng được tạo ra bằng Surface Offset 51 Hình 2.40 Kết quả của lần cắt thứ nhất 51 Hình 2.41 Kết quả của lần cắt thứ 2 51 Hình 2.42 Tạo mặt phẳng bằng Surface Extrude 52 Hình 2.43 Mặt phẳng tạo ra dùng để cắt khối 52 Hình 2.44 Kết quả của bước 5 tạo hốc cho chi tiết 52 Hình 2.45 Tạo khối trụ tròn từ số liệu số hóa 53 Hình 2.46 Qui trình thực hiện bước 3. 53 Hình 2.47 Mô hình kết quả của bước 4 và bước5 54 Hình 2.48 Chỉnh sửa bằng lệnh Fillet 55 Hình 2.49 Toàn bộ mặt trên của chi tiết 56 Hình 2.50 Toàn bộ mặt dưới của chi tiết 56 Hình 2.51 Cửa sổ Export 57 Hình 2.52 Sơ đồ đánh giá sai số 58 Bảng 2.53 Các dụng cụ đo chính xác 59 Đánh giá sai số giữa mô hình CAD(mặt trên) đã thiết kế Hình 2.54 60 với dữ liệu số hóa. Đánh giá sai số giữa mô hình CAD(mặt dưới) đã thiết kế Hình 2.55 61 với dữ liệu số hóa Bản đố màu cập nhật mô hình sau khi giảm giới hạn Hình 2.56 61 dung sai Accuracy Analyzer trong hỗ trợ bắt điểm , tạo phác thảo Hình 2.57 62 3D Một vài mô hình CAD được xây dựng lại trên phần mềm Hình 2.58 63 Rapidfom XO Hình 4.1 Máy tạo mẫu nhanh SLA 71 Trần Ngọc Tú 6 Lớp:Tự Động Hóa Thiết Kế Cơ Khí – K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Hình 4.2 Nguyên lý hoạt động của phương pháp SLA 72 Hình 4.3 Máy tạo mẫu nhanh SLS 73 Hình 4.4 Nguyên lý hoạt động của phương pháp SLS 74 Hình 4.5 Nguyên lý hoạt động của phương pháp LOM 76 Hình 4.6 Máy in 3 chiều 80 Hình 4.7 Cấu tạo máy in 3 chiều 81 Cấu tạo thiết bị tạo mẫu nhanh Spectrum Z510 3D Hình 5.1 83 Printer Cấu tạo thiết bị tạo mẫu nhanh Spectrum Z510 3D Hình 5.2 84 Printer Cấu tạo thiết bị làm sạch chi tiết mẫu, hoàn thiện lần Bảng 5.3 84 cuối ZD Hình 5.4 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị Spectrum Z510 85 Hình 5.5 Mô hình CAD của chi tiết dùng để tạo mẫu 86 Hình 5.6 Các bược chuẩn bị cho máy tạo mẫu nhanh 87 Hình 5.7 Phần mềm đi của máy in Spectrum Z510 87 Hình 5.8 Mô hình CAD được gọi vào phần mềm 88 Hình 5.9 Thiết lập chế độ in cho máy 88 Hình 5.10 In chi tiết 89 Hình 5.11 Lấy mẫu và làm sạch mẫu in 89 Một vài sản phẩm cơ khí được in trên máy tạo mẫu Hình 5.12 90 nhanh Hình 5.13 Sản phẩm tạo mẫu nhanh trong lĩnh vực kiến trục và 90 công nghệ thông Trần Ngọc Tú 7 Lớp:Tự Động Hóa Thiết Kế Cơ Khí – K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật đặc biệt là khoa học máy tính đã làm thay đổi căn bản mọi mặt của đời sống xã hội.Từ giữa thế kỷ 20, khi công nghệ máy tính được đưa vào áp dụng trong sản xuất đã góp phần tự động hóa sản xuất, giải phóng sức lao động cho con người, tăng năng suất cũng như chất lượng sản phẩm. Theo đó là sự ra đời của phương thức sản xuất có sự trợ giúp của máy tính và các máy công cụ được tích hợp bộ điều khiển số. Ở Việt Nam, ngoài việc công nghệ CAD /CAM đã và đang được phát triển, ứng dụng rộng rãi trong các xí nghiệp, nhà máy. Thì vài năm trở lại đây công nghệ tạo mẫu nhanh (RPM) bước đầu đã được nghiên cứu và ứng dụng ở các viện nghiên cứu, các trung tâm công nghệ cao. Công nghệ tạo mẫu nhanh (RPM) là tổ hợp của CAD, kỹ thuật thiết kế ngược RE (Reverse Engineering), tạo mẫu nhanh RP (Rapid Prototyoing) và kỹ thuật chế tạo nhanh RT(Rapid Tooling) mà RP là kỹ thuật chủ chốt. Kỹ thuật RPM là kỹ thuật tạo nên sản phẩm mới, phù hợp với xu thế toàn cầu hóa các phương diện thị trường thương mại và sản xuất, đa dạng hóa sản phẩm, đổi mới sản phẩm mẫu mã nhanh, sản phẩm công nghệ cao, phù hợp với tính cạnh tranh của thị trường ngày càng khốc liệt. Đồ án "Nghiên cứu công nghệ thiết kế ngược và ứng dụng vào quá trình tạo mẫu nhanh" sẽ tập chung vào nghiên cứu nắm bắt qui trình công nghệ thiết kế ngược và ứng dụng vào quá trình tạo mẫu nhanh, để bắt kịp sự phát triển của công nghệ. Nội dung đồ án chia làm 2 phần : ƒ Phần I : Công nghệ thiết kế ngược và ứng dụng thiết kế lại một số chi tiết trong lĩnh vực cơ khí . ƒ Phần II : Công nghệ tạo mẫu nhanh. Trong quá trình làm đồ án này mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng do hạn chế về kiến thức và thiết bị nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong được sự góp ý, bổ xung, đóng góp ý kiến của thầy cô và bạn đọc để đồ án hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Trương Hồng Quang trưởng bộ môn Thiết Kế Máy, cùng toàn thể thầy cô trong bộ môn Thiết Kế Máy trường ĐHGTVT đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo, tạo điều kiện trong suốt thời gian qua để em có thể hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên : Trần Ngọc Tú Trần Ngọc Tú 8 Lớp:Tự Động Hóa Thiết Kế Cơ Khí – K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHẦN I: CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ NGƯỢC (REVERSE ENGINEERING) VÀ ỨNG DỤNG THIẾT KẾ LẠI MỘT SỐ CHI TIẾT TRONG LĨNH VỰC CƠ KHÍ CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ THIẾT KẾ NGƯỢC 1.1. Giới thiệu về công nghệ thiết kế ngược 1.1.1. Khái niệm Trong lĩnh vực sản xuất, thông thường để chế tạo ra 1 sản phẩm, người thiết kế đưa ra ý tưởng về sản phẩm đó, phác thảo ra sản phẩm, tiếp theo là quá trình tính toán thiết kế, chế thử, rồi kiểm tra, hoàn thiện phác thảo, để đưa ra phương pháp tối ưu, cuối cùng là công đoạn sản xuất ra sản phẩm. Đây chính là chu trình sản xuất truyền thống, là phương pháp sản xuất đã được áp dụng từ bao thế kỷ nay. Phương pháp này còn được gọi là công nghệ sản xuất thuận(Forward Enineering). Trong vài chục năm trở lại đây với sự phát triển với sự phát triển của công nghệ, xuất hiện 1 dạng sản xuất theo 1 chu trình mới, đi ngược với sản xuất truyền thống, đó là chế tạo sản phẩm theo hoặc dựa trên 1 sản phẩm có sẵn. Quy trình này gọi là công nghệ thiết kế ngược (Reverse Engineering) hay cũng được hiểu là công nghệ chép mẫu hay công nghệ chế tạo ngược. Công nghệ này ra đời dựa trên nhu cầu sản xuất thực tế, đôi khi người ta cần chế tạo sản phẩm theo những mẫu có sẵn mà chưa (hoặc không) có mô hình CAD tương ứng như các chi tiết không rõ xuất xứ, những phù điêu, bộ phận cơ thể con người, động vật. Hay đơn giản chỉ là sao chép lại kết quả của những sản phẩm đã khẳng định tên tuổi trên thị trường (để giảm chi phí chế tạo mẫu) hoặc để cải tiến sản phẩm đó theo hướng mới. Để tạo được mẫu của những sản phẩm này, trước đây người ta phải đo đạc rồi vã phác lại hoặc dựng sáp, thạch cao để in mẫu. Các phương pháp này cho độ chính xác không cao, tốn nhiều thời gian và công sức, đặc biệt là đối với những chi tiết phức tạp. Ngày nay người ta đã sử dụng máy quét hình để số hóa hình dáng của chi tiết sau đó các phần mềm CAD/CAM chuyên dụng để xử lý dữ liệu số hóa cuối cùng sẽ tạo ra được mô Trần Ngọc Tú 9 Lớp:Tự Động Hóa Thiết Kế Cơ Khí – K46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI hình CAD 3D cho chi tiết với độ chính xác cao. Mô hình CAD này cũng có thể chỉnh sửa nếu cần. Trên phạm vi rộng công nghệ thiết kế ngược được định nghĩa là hoạt động bao gồm các bước phân tích để lấy thông tin về sản phẩm đã có sẵn (bao gồm thông tin về chức năng các bộ phận, đặc điểm về kết cấu hình học, vật liệu, tính công nghệ) sau đó tiến hành khôi phục lại mô hình CAD cho chi tiết hoặc phát triển thành sản phẩm mới, sử dụng CAD/RP/CNC để chế tạo sản phẩm. Công nghệ thiết kế ngược đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như hóa học, điện tử, xây dựng, cơ khí, y học, nghệ thuật. Ví dụ trong xây dựng, chúng ta luôn học hỏi kỹ thuật thiết kế cũng như thi công của những công trình hoàn thiện (Succeessful building/brige) của thế giới để giảm thiểu những sai sót.