Tại phòng làm việc, Thạc sỹ Nguyễn Ngọc Tú, Phòng Công Nghệ Quang cơ điện tử, Trung tâm quang điện tử, Viện Ứng dụng công nghệ đang chăm chú bên mẫu tượng gỗ chạm khắc cầu kì được tạo bởi các nghệ nhân làng nghề gỗ Phú Xuyên, Hà Nội. Tú dùng máy scan 3D do Trung tâm chế tạo chụp ảnh mẫu tượng gỗ để thiết kế ngược.
Từ ảnh chụp này, phần mềm sẽ dựng bản vẽ thiết kế mẫu và lập trình chuyển cho máy gia công điều khiển số (máy phay CNC) thực hiện, hoàn thiện quy trình nhân bản các sản phẩm có kích thước và hình dáng giống hệt như vật mẫu đã được quét.
Xem thao tác chụp ảnh mẫu vật của máy scan 3D. Video: Nguyễn Bắc.
Ths Tú cho biết, máy scan này được nhóm thiết kế dựa trên cơ sở lý thuyết hệ thống thu nhận ảnh ba chiều dựa trên phương pháp ánh sáng cấu trúc. Phương pháp này cho phép thiết bị tìm điểm tương đồng trong không gian mà không bị phụ thuộc vào màu sắc của vật thể.
Khi đó nguồn sáng chủ động chiếu ánh sáng lên mỗi điểm ảnh trên máy chiếu và mã hóa từng điểm. Một lần đo, với thời gian một giây thiết bị có thể ghi được một triệu điểm ảnh. Máy có thể quét được cả mặt người, vân tay.
Kỹ sư Nguyễn Ngọc Tú xử lý hình ảnh tượng gỗ đã chụp để dựng bản vẽ mẫu vật. Ảnh: BN.
Chính việc ghi nhận ảnh vật nhanh giúp máy scan chụp lại ảnh vật giống như mắt người nhìn thấy cho phép ứng dụng vào việc thiết kế ngược các mẫu rất nhanh. Ví dụ trong công nghiệp ô tô, có nhiều chi tiết tinh vi, cần độ chính xác cao, song để thiết kế từ đầu sẽ mất rất nhiều thời gian. Nay nhờ thiết bị này chỉ cần chụp ảnh lại và thiết kế ngược ngay lập tức bất kỳ một mẫu nào chỉ trong thời gian rất ngắn.
“Máy scan 3D có thể ngay lập tức sao chép mẫu vật, chi tiết cơ khí với nhiều chủng loại kích thước và hình dáng phức tạp", Tú nói và cho biết trước đây các doanh nghiệp hoặc xưởng sản xuất đồ gỗ, gia công tượng phải mất thời gian tới nhiều tuần cho việc thiết kế các mẫu mới. Nhưng hiện nay giới hạn về thời gian đã bị xóa bỏ khi máy có thể chụp và tạo ra mẫu vật chỉ trong 3 đến 4 giờ từ các mẫu có sẵn do các nghệ nhân tạo mẫu thủ công.
TS Phạm Hồng Tuấn – Giám đốc Trung tâm quang điện tử, chủ nhiệm đề tài cho biết đây là phiên bản thứ năm, được nâng cấp lên rất nhiều, thời gian ghi ảnh nhanh, chất lượng ảnh 3D chính xác hơn. Thiết bị được xây dựng với cấu hình hai camera hoạt động như mắt người nên có thể tạo mẫu giống y nguyên với độ chính xác gần như tuyệt đối.
Hiện loại máy tương tự của nước ngoài bán với giá 15 đến 20 nghìn USD, nhưng máy của Việt Nam giá chỉ bằng một nửa. Máy của Việt Nam được đánh giá có độ chính xác tương đương máy quét các nước tiên tiến như: Hàn Quốc, Đức, Mỹ.
TS Tuấn cho biết, tùy theo yêu cầu của khách hàng có thể thiết kế máy với giá thấp hơn nữa. "Giá tiền khác nhau phụ thuộc vào yêu cầu độ chính xác. Độ chính xác càng đòi hỏi cao thì vật tư đầu vào thiết kế máy càng phải tinh lọc", TS Tuấn nói.
Hiện nhóm nghiên cứu đã nắm được công nghệ lõi nên khi có yêu cầu chỉ cần hai tuần có thể chế tạo được chiếc máy scan 3D. Đặc biệt do máy sản xuất ở trong nước nên có thể bảo hành trọn đời cho sản phẩm.
Ông Tuấn cho biết, một số doanh nghiệp của Ninh Bình làm nghề chế tác tượng đá đã đặt hàng muốn chuyển giao công nghệ quét tượng đá để họ gia công. Ngoài ra có nhiều doanh nghiệp có vốn đầu tư của nước ngoài cũng chuyển thiết kế để in thử mẫu, mong muốn hợp tác.
Nền tảng công nghệ để thiết kế chế tạo thành công máy scan 3D có được từ kết quả của Đề tài Nghị định thư Việt Nam - Đài Loan: “Nghiên cứu và phát triển hệ thống phát hiện và nhận dạng đối tượng bằng công nghệ 3D Vision” được thực hiện từ năm 2012-2014.
Trong năm 2017-2018, nhóm nghiên cứu triển khai tiếp đề tài cấp bộ: "Nghiên cứu phát triển hệ thống tự động kiểm tra chi tiết cơ khí dựa trên ảnh 3D".
Máy scan 3D có camera với độ phân giải 20480x1552; Số điểm ảnh 3D tối đa thu được 2.000.000; Khoảng cách từ đối tượng tới thiết bị 250-350mm; Vùng thu nhận: 180x120 mm; Độ chính xác của phép đo: 0,01 mm~0.05 mm.