Hạn chế của công nghệ quét 3D hiện nay là gì[Phần 1]

Nhược điểm & hạn chế của công nghệ scan 3D là gì?

Hiện nay nhiều người khi bán máy quét 3D chỉ nói về các ưu điểm của công nghệ scan 3D và không nói rõ về nhược điểm và giới hạn của công nghệ.

Hãy cùng thietkenguoc.com.vn tìm hiểu về nhược điểm và hạn chế của công nghệ này qua các bài viết bên dưới nhé.

Bài 1: Vì sao máy quét 3D chưa thể thay thế hoàn toàn máy CMM trong Inspection?

Bài này tập trung hoàn toàn về độ chính xác (Accuracy & Metrology)

Hiện nay công nghệ quét 3D chưa thể đạt độ chính xác 0.005mm như các máy CMM trong điều kiện sản xuất thực tế.

1. Sai lầm lớn nhất

Nhiều người nghĩ

Máy quét 3D quảng cáo Accuracy 0.005- 0.02mm thì đo đâu cũng 0.005 hay 0.02mm.

Thực tế hoàn toàn không phải.

Độ chính xác gồm rất nhiều khái niệm:

• Single shot accuracy: độ chính xác trong 1 lần chụp ( không ghép)
• Volumetric accuracy ( độ chính xác thể tích)
• Repeatability ( độ chính xác lặp lại)
• Resolution ( độ phận giải)
• Registration error ( lỗi merge)
• Alignment error( lỗi ghép data)

Đây là điều mà brochure gần như không giải thích.

2. Single Shot Accuracy ≠ Accuracy toàn bộ chi tiết

Đây là điểm rất nhiều người hiểu sai.

Ví dụ

Máy Structured Light quảng cáo Accuracy 0.005mm như dòng máy ZEISS hay Shing 3D Q12 HD...đó chỉ là

một lần chụp trong

• phòng thí nghiệm
• nhiệt độ chuẩn
• mẫu nhỏ
• FOV nhỏ

Khi ghép 10- 20 ảnh thành 1 model mesh thì sai số tích lũy xuất hiện.

Nghiên cứu của Elsevier chỉ ra rằng với các chi tiết lớn hơn vùng FOV, chiến lược quét, cách ghép dữ liệu và thuật toán xử lý ảnh đều ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác cuối cùng. (ScienceDirect)

3. Volumetric Accuracy mới là thứ cần quan tâm

Đây mới là thông số quan trọng.

Ví dụ:

chi tiết dài 2m quét 2-3 lần ghép lại.

Sai số không còn là 0.02 mm

mà có thể tăng theo thể tích đo nếu không có hệ quy chiếu toàn cục (photogrammetry, laser tracker, marker ổn định...). Các nghiên cứu đều nhấn mạnh phải đánh giá volumetric performance chứ không chỉ nhìn vào độ chính xác của một lần quét.

Do đó khi quét 3D mẫu kích thước lớn thì độ chính xác càng không thể so với máy đo CMM.
 

4. CMM vẫn là chuẩn cao nhất

Vì sao?

Máy CMM đo từng điểm không phải ghép mesh.

Không phụ thuộc

• Marker
• ICP Alignment
• Mesh
• Texture

Do đó với dung sai ±5µm

CMM vẫn là chuẩn trong phòng đo kiểm. Với các ứng dụng yêu cầu độ chính xác thể tích rất cao (ví dụ dưới khoảng 0,02 mm trên toàn chi tiết), scanner cầm tay hiện nay thường không phải lựa chọn thay thế hoàn toàn.

5. Sai số do operator ( người vận hành)

Hai người quét không giống nhau về:

• tốc độ
• khoảng cách/ vị trí bắt đầu..
• góc
• marker

có thể cho ra kết quả khác nhau.

6. Sai số do phần mềm

Đây là phần cực ít người nói.

Ví dụ khi chỉnh sửa data sau khi quét như:

Mesh Fusion

Smooth

Hole Filling

Sharp Edge

Noise Filter

đều làm thay đổi dữ liệu gốc.

Nghiên cứu cũng chỉ ra việc xử lý dữ liệu sau quét ảnh hưởng đáng kể đến kết quả đo cuối cùng. (ScienceDirect)

Kết luận

Máy scan không sinh ra để thay thế CMM.

Nó sinh ra để:

• đo nhanh
• đo full surface
• đo freeform

CMM đo ít điểm nhưng chuẩn hơn.

Hai công nghệ bổ sung cho nhau.

Quý khách hàng xem tiếp bài 2 về các nhược điểm và hạn chế của công nghệ Scan 3D tại đây nhé: 

https://thietkenguoc.com.vn/chia-se-kinh-nghiem-scan-3d

Trân trọng!