Tích hợp kỹ thuật photogrammetry trong in 3d

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>ĐỀ TÀI DỰ THI KHOA HỌC KĨ THUẬTDÀNH CHO HỌC SINH TRUNG HỌC</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Phần I. Lí do chọn đề tài...3

Phần II. Tổng quan vấn đề nghiên cứu...4

Phần III. Tiêu chí thiết kế...5

Phần IV. Nguyên cứu và thực hiện dự án...5

<b>1. Chế tạo và cải tiến máy in 3D...5</b>

<b>2. Tích hợp kỹ thuật photogrammetry...7</b>

Phần V. Kết luận...16

Phần VI. Hướng phát triển...16

Phần VII. Tài liệu tham khảo...16

Phụ lục.………...……….17

1. File điều khiển máy quét………..17

2. Trình điều khiển………...65

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>I.Lí do chọn đề tài.</b>

Từ khi được phát minh năm 1984, công nghệ in 3D đã tạo ra một bước tiến lớn trong ngành tạo mẫu. Nhờ tính đơn giản và nhanh chóng, nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như kiến trúc, tạo mẫu công nghiệp, thời trang, y học, giáo dục, xây dựng... Ở Việt Nam, máy in 3D đã khá phổ biến, đến cuối năm 2017 đã có hơn 10000 máy in, trong đó hơn 8000 là máy in cá nhân [7].

Với người dùng máy in 3D, có nhiều trường hợp cần sao chép lại một mẫu có sẵn (ví dụ: sao chép một bộ xương trong giải phẫu). Hiện nay, để sao chép mẫu có nhiều phương pháp, trong đó có hai cơng nghệ nổi bật: Thứ nhất là dùng các kỹ thuật đo đạc và dựng mẫu thủ công bằng các phần mềm đồ họa như SolidWorks, Sketchup... phương pháp này khá kén chọn người dùng do yêu cầu kỹ thuật cao. Thứ hai là quét và dựng lại (scan) mơ hình. Trong phương pháp này có hai kỹ thuật quét nổi bật là laser và photogrammetry. Laser scanning là kỹ thuật đo không tiếp xúc bằng tia laser, kỹ thuật này cho phép quét các vật thể kích thước lớn với độ chi tiết cao trong thời gian ngắn. Tuy nhiên, kỹ thuật này khá khó tiếp cận với người dùng do yêu cầu kỹ thuật cao. Photogrammetry là kĩ thuật giúp thu nhận, ghép nối và đo điểm hình học từ một loạt ảnh chụp định sẵn. Kỹ thuật này được rất nhiều người sử dụng nhờ tính đơn giản và tỏ ra khá hiệu quả khi sử dụng để qt những vật có kích thước trung bình với độ chi tiết cao. Trong các phương pháp trên, có thể thấy rằng kỹ thuật photogrammetry có tính đơn giản, hiệu quả cao, dể tiếp cận nhất với đại đa số người dùng phổ thông.

Tuy nhiên, việc kết nối và trao đổi dữ liệu giữa máy photogrammetry và máy in 3D còn khá phức tạp do phải dùng hai trình điều khiển riêng biệt. Nhóm tác giả nghĩ rằng nếu tích hợp kĩ thuật photogrammetry vào máy in 3D với một chương trình điều khiển chung sẽ giúp việc sao chép mẫu trở nên đơn giản, thuận tiện hơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Công nghệ in 3D đã xuất hiện vào năm 1980, từ đó được ưa chuộng nhờ trình đơn giản nhanh chóng. Những năm 2000, những nhà khoa học tiên phong đã công bố những phiên bản cải tiến của máy in 3D. Năm 2002, công ty công nghệ ABC đã công bố công nghệ in đa màu đầu tiên[1].

Cùng thời điểm đó thì cơng ty cơng nghệ ABC giới thiệu ngun mẫu đầu tiên của máy photogrammetry [2], ngay lập tức nhận được sự chú ý bởi tính đơn giản. Năm 2010, phiên bản máy photogrammetry thứ 3 ra đời, là phiên

<b>bản thành cơng nhất của dịng sản phẩm.</b>

Năm 2012, cơng ty công nghệ 3DMaker báo cáo về doanh thu của máy in 3D đạt 18000 sản phẩm và 6000 cho máy photogrammetry. Cũng trong báo cáo trên, có tới 60% người dùng sử dụng đồng thời máy in 3D và máy photogrammetry. Theo một báo cáo tổng hợp khác cũng của công ty 3DMaker về phản hồi của người dùng. Trong 8000 người dùng sử dụng đòng thời máy in và máy quét tham gia khảo sát, 73% cho biết họ gặp khó khăn trong việc sử dụng, phần lớn đến từ trình điều khiển, phổ biến nhất là vấn đề trao đổi dữ liệu giữa máy in 3D và máy photogrammetry [6].

Từ các báo cáo trên, nhóm tác giả nhận thấy nhu cầu về một mẫu máy in 3D tích hợp kỹ thuật photogrammetry với một trình điều khiển đơn gản, dễ sử dụng là rất cần thiết. Từ đó nhóm tác giả tiến hành nghiên cứu, chế tạo máy in 3D tích hợp kỹ thuật photogrammetry.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>III.Tiêu chí thiết kế.</b>

- Trình điều khiển đơn giản, hiệu quả, dễ sử dụng.

- Kích thước máy phù hợp để quét và in hầu hết các mẫu phổ biến hiện nay. - Chuyển đổi đơn giản giữa chế độ in và chế độ quét.

- Sản phẩm in ra đảm bảo chất lượng và tính đa dạng màu sắc. - Máy qt có độ chính xác và chi tiết cao.

<b>IV.Nguyên cứu và thực hiện dự án.</b>

Để đáp ứng các tiêu chí đã đặt ra, nhóm tác giả tiến hành nguyên cứu và chế tạo máy theo hai giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất là chế tạo và cải tiến máy in 3D. Giai đoạn thứ hai là tích hợp cơng nghệ Photogrammetry.

<b>1. Chế tạo và cải tiến máy in 3D.a. Tìm hiểu cơng nghệ in 3D.</b>

Hiện nay có hai cơng nghệ in 3D phổ biến. Thứ nhất là công nghệ in 3D FDM, đây là công nghệ phổ biến nhất được sử dụng hiện nay. Với các đặc điểm nổi bật như giá thành máy rẻ, dễ tiếp cận, dễ dàng vận hành, sửa chữa, giá thành vật liệu rẻ. Thứ hai là công nghệ in 3D SLA, nổi bật với các đặc điểm: Có thể tạo mẫu nhanh với những mẫu in lớn và cực lớn, tạo ra được vật thể mịn đẹp kể cả những chi tiết phức tạp nhất. Ngồi ra cịn có các cơng nghệ SLS, SLM... Tuy nhiên, những mẫu này có rất ít người dùng ở Việt Nam.

Về nguyên lí in, q trình tạo ra một mơ hình từ mẫu thiết kế thực ra là quá trình phun vật liệu theo từng lớp trên một mặt phẳng cho đến khi hoàn thành sản phẩm [1]. Để thực hiện các quá trình này, một chiếc máy in 3D cần có các

Sau khi tìm hiểu về các mẫu máy in 3D, phân tích ưu nhược điểm của từng mẫu, nhóm tác giả tiến hành chế tạo máy theo mẫu thiết kế RepRap.

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

- Mơđun điều khiển: Có chức năng đọc thông tin từ thẻ nhớ (thiết bị vào), chuyển đổi hình ảnh (đã được xử lí trên máy tính) thành các thơng số tọa độ, sau đó chuyển đổi các thơng số tọa độ thành tín hiệu điện. Mơđun này gồm vi xử lí Arduino MeGa 2560, Board RAMPS 1.4, Drives moto step A4988. Việc quan sát và điều khiển được thực hiện qua màn hình LCD cùng với các phím điều hướng.

- Mơđun chuyển động: Mơđun này nhận tín hiệu từ Mơđun điều khiển, có nhiệm vụ di chuyển bộ phận phun vật liệu đến tọa độ cần thiết. Gồm các động cơ step.

- Môđun tạo sản phẩm: Gồm một đầu phun (được gắn trên trục X) và một mặt phẳng in (được gắn trên trục Y). Vật liệu được đẩy vào đầu phun bằng động cơ step, sau đó được nung nóng chảy trong buồng nung bằng điện trở nhiệt rồi được phun lên mặt phẳng in. Nhờ cấu tạo đặc biệt của đầu phun, ta có thể trộn lẫn nhiều vật liệu có màu khác nhau, nhờ vậy có thể in ra sản phẩm nhiều màu.

- Ngồi ra cịn có một số bộ phận khác như bộ nguồn, bộ phận làm mát, rơle từ kiểm soát quạt, cảm biến đầu phun, cơng tắt hành trình, cảm biến từ…

<b>c. Chế tạo máy.</b>

 <b>Phiên bản 1: Máy in 3D 1 màu.</b>

Nhóm tác giả lắp máy có kích thước in 25x30x35 (cm) với một đầu phun, một bộ phận đùn, sử dụng trình điều khiển Marlin và tiến hành chạy thử. Tuy nhiên, thiết bị không hoạt động do xung đột chương trình. Sau khi điều chỉnh lại chương trình, thiết bị đã có thể in được các mơ hình nhưng độ chính xác là tương đối thấp. Sau đó, để tăng độ chính xác cho sản phẩm, nhóm tác giả tiến hành cải tiến bộ phận chuyển động đồng thời gắn thêm bộ phận làm mát và thay đổi kích thước máy thành 20x20x20. Nhờ những thay đổi trên, chất lượng phẩm in ra đã được cải thiện đáng kể.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Để thử nghiệm hệ thống, em đã in thử mẫu hình hộp chữ nhật với kích thước 2x1x6 (cm) với các mức thiết lập và so sánh tốc độ in.

Có thể thấy dù thiết bị đã có thể tạo ra mơ hình, tuy nhiên độ chính xác chưa cao cũng như mơ hình tạo ra cịn thiếu tính trực quan, vì vậy nhóm tác giả đã tiếp tục cải tiến để tạo ra phiên bản 2.

 <b>Phiên bản 2: Máy in 3D 2 màu.</b>

Để thiết bị có thể tạo ra sản phẩm hai màu, ban đầu nhóm tác giả dự định sẽ thực hiện theo phương pháp của RepRap, tức là gắn thêm một đầu phun bên cạnh đầu phun ban đầu. Tuy nhiên, sau nhiều lần chạy thử nghiệm, khi một đầu phun đang làm việc, đầu phun còn lại có hiện tượng bị tràn vật liệu ra ngồi. Sau nhiều nổ lực khắc phục nhưng khơng thành cơng, nhóm tác giả quyết định sử dụng phương pháp khác thay thế. Nhóm tác giả tiến hành thử nghiệm phương pháp của Makerbot, phương pháp này chỉ sử dụng một đầu phun nhưng lắp vào trước nó một ống chữ Y. Qua ống chữ Y này ta có thể ln phiên đưa vào vật liệu có màu khác nhau, nhờ đó có thể tạo ra sản phẩm hai màu. Tuy nhiên, sau đó thiết bị lại gặp phải hiện tượng lem màu do vật liệu cũ còn dư lại trong đầu phun, trong phương pháp của Makerbot vấn đề này được giải quyết bằng cách đưa đầu phun tới một vị trí định trước và tiến hành đẩy hết vật liệu cũ ra ngồi, tuy nhiên phương pháp này khơng có hiệu quả cao do nó tạo ra những điểm lỗi trên bề mặt vật thể sau mỗi lần làm sạch đầu phun. Thay vào đó, để khắc phục hiện tượng này, nhóm tác giả quyết định sử dụng phương pháp củarepetier host, tức là thêm vào các mẫu thiết kế mơ hình một vật hình trụ (gọi là vật làm sạch), và chỉnh sửa chương trình để ưu tiên in vật làm sạch trước. Nhờ vậy khi in các mơ hình hai màu, phần vật liệu dư sẽ được in lên vật làm sạch và đảm bảo màu sắc cho mơ hình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Để thử nghiệm hệ thống, em đã in thử mẫu hình hộp chữ nhật với kích thước 2x1x6 (cm) với các mức thiết lập và so sánh tốc độ và chất lượng sản phẩm.

Thiết bị có thể in được các mơ hình hai màu với độ chính xác tương đối. Tuy nhiên vì khơng thể trộn lẩn hai màu nên mơ hình vẫn chưa thực sự trực quan đồng thời ta cũng bị lảng phí nhựa cho vật làm sạch. Từ những nhược điểm đó, nhóm tác giả đã tiếp tục tìm hiểu, chế tạo ra phiên bản 3.

 <b>Phiên bản 3: Máy in 3D nhiều màu.</b>

Để có thể tạo ra mơ hình nhiều màu, nhóm tác giả đã sử dụng phương pháp của RepRap [2], dùng loại mũi phun “kim cương”, nhờ cấu tạo đặc biệt của mũi phun cho phép trộn lẫn ba màu cơ bản (RGB) và tạo ra các màu còn lại. Tuy nhiên, để cùng lúc đưa vào ba vật liệu yêu cầu thiết bị phải có 3 bộ phận đùn trong khi vi xử lý hiện tại chỉ hỗ trợ hai bộ phận đùn và giá thành của những vi xử lý hổ trợ nhiều hơn hai bộ phận đùn là tương đối cao và không phổ biến trên thị trường.

Sau thời gian cân nhắc giữa việc thay đổi vi xử lý hoặc cải tiến vi xử lý cũ, nhóm tác giả đã tiến hành tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý của vi xử lý cũ và nối tiếp thành công thêm 1 board Ramp vào vi xử lý, nhờ đó có thể tích hợp một bộ phận đùn mà không cần phải thay vi xử lý.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Để kiểm tra thiết bị, nhóm tác giả tiến hành in thử nghiệm một mơ hình tám màu, mơ hình được in ra có hiện tượng bị lem màu và thiết bị có hiện tượng sập nguồn. Để khắc phục hiện tượng trên, nhóm tác giả đã tiến hành điều chỉnh lại trình điều khiển (tăng tốc độ rút vật liệu) đồng thời tăng công suất nguồn điện cho thiết bị.

Sau đó, để tăng độ chính xác cho thiết bị, nhóm tác giả tiến hành lắp thêm một cảm biến từ ở đầu phun, cảm biến này sẽ nhận biết khoảng cách từ đầu in tới mặt phẳng in và có điều chỉnh phù hợp, qua đó nâng cao chất lượng mơ hình tạo ra.

<b>2. Tích hợp kỹ thuật photogrammetry.a. Tìm hiểu kỹ thuật photogrammetry.</b>

<b>Photogrammetry – Quang trắc là kỹ thuật giúp thu nhận, ghép nối và đo</b>

kiểm hình học từ một loạt ảnh chụp định sẵn. Dữ liệu xuất ra từ q trình này có thể là đám mây điểm, bản đồ cơng trình, mẫu thiết kế 3D có đầy đủ màu sắc,... Đặc biệt nhờ vào các phần mềm tính tốn ghép ảnh 3D cực kỳ nổi tiếng như: Agisoft, Smoke, Trino, 123D catch Autodesk,... độ chính xác và chi tiết của mẫu thiết kế được nâng lên đáng kể [3].

Việc quét 3D bằng cơng nghệ Photogrammetry gồm các bước: - Chụp tồn diện vật mẫu từ nhiều góc độ khác nhau.

- Phân tích ảnh thành các ảnh điểm trong không gian bằng phương pháp suy luận độ sâu dựa trên sự chênh lệch về màu sắc, từ đó dựng thành đám mây điểm.

- Liên kết các điểm ngoài cùng của đám mây điểm theo nguyên tắc ba điểm tạo thành bề mặt, sau đó liên kết các bề mặt tạo thành mẫu thiết kế.

Để thực hiện quá trình trên, một chiếc máy quét theo công nghệ Photogrammetry cần các bộ phận cơ bản:

- Bộ xử lý làm nhiệm vụ điều khiển chung.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

- Thiết bị phân tích và dựng mẫu.

<b>Sơ đồ khối.</b>

- Mơđun xử lý: Có chức năng đọc thơng tin từ thẻ nhớ được truyền bằng kết nối không dây (thiết bị vào), chuyển đổi tập lệnh thành các thông số tọa độ, sau đó chuyển đổi các thơng số tọa độ thành tín hiệu điện. Việc quan sát và điều khiển được thực hiện qua màn hình LCD cùng với các phím điều hướng.

- Mơđun chuyển động: Mơđun này nhận tín hiệu từ Mơđun điều khiển, có nhiệm vụ di chuyển camera đến vị trí góc chụp cần thiết (ở chế độ qt). Gồm các động cơ bước.

- Môđun quét: gồm một trục quay, một bàn quay. Bộ phận quét là một camera được gắn vào trục quay. Vật thể được đặt trên bàn quay và cân chỉnh camera để có khung hình phù hợp. Sau đó tiến hành chụp các bức ảnh xung quanh vật thể. Ảnh được lưu trữ và dùng phần mềm để phân tích ảnh thành các điểm bằng thuật toán suy luận độ sâu dựa trên sự chênh lệch về màu sắc, từ đó dựng thành đám mây điểm và liên kết các điểm ngoài cùng của đám mây điểm và dựng lại vật thể.

<b>b. Chế tạo máy.</b>

* Nhận thấy giữa máy in 3D và máy quét 3D có nhiều điểm chung về thiết kế và các bộ phận như vi xử lý, bộ trục chuyển động. Nhóm tác giả tiến hành tích hợp máy quét vào máy in 3D. Máy sẽ dùng chung vi xử lý và hệ trục chuyển động. Máy hoạt động ở 2 chế độ độc lập:

- Chế độ in 3D. Mẫu thiết kế được đưa vào máy qua thiết bị vào bằng kết nối khơng dây, sau đó được vi xử lý chuyển đổi thành các thơng số tọa độ, sau đó chuyển đổi các thơng số tọa độ thành tín hiệu điện để điều khiển hệ trục chuyển động di chuyển bộ phận tạo sản phẩm đến vị trí cần thiết để in mẫu.

- Chế độ quét- tạo mẫu. Tập lệnh được đưa vào máy qua thiết bị vào bằng kết nối khơng dây, sau đó được vi xử lý chuyển đổi thành các thơng số tọa độ, sau đó chuyển đổi các thơng số tọa độ thành tín hiệu điện để điều khiển hệ trục chuyển động di chuyển bộ phận chụp ảnh đến vị trí cần thiết. Ảnh chụp được truyền sang máy tính để phân tích và dựng thành mẫu thiết kế.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>Sơ đồ khối.</b>

<b>d. Chương trình điều khiển.</b>

Về chương trình điều khiển, máy vẫn dùng trình điều khiển marlin [4] của máy in 3D. Ở chế độ scan 3D, nhóm tác giả sử dụng một tập lệnh để chuyển đổi các trục và ra lệnh cho các trục di chuyển đến các vị trí để chụp ảnh. Tập lệnh này có định dạng GCODE, cùng định dạng với file in3D. Như vậy máy chỉ cần một chương trình điều khiển và việc chuyển đổi giữa chế độ quét và chế độ in là hết sức đơn giản (trình điều khiển và file chạy được đính kèm trong phần phụ lục).

 <b>Máy tích hợp phiên bản 1.</b>

Từ phiên bản máy in nhiều màu, nhóm tác giả tiến hành lắp đặt bộ phận quét gồm một trục quay X’ được gắn vào trục X, có thể tháo ráp dễ dàng, một bàn quay được đặt trên mặt phẳng in tại một vị trí được đánh dấu, ở chế độ quét, tín hiệu từ vi xử lý tới trục X và Y được bộ rơle chuyển đổi để sử dụng cho 2 trục này. Bộ phận quét là một camera (có thể là máy ảnh hoặc bất cứ điện thoại nào có camera) được gắn vào trục quay X’, có thể tháo ráp linh hoạt. Camera được vi xử lý điều khiển chụp thông qua jack 3.5mm.

Sở dĩ thiết kế các bộ phận trục quay và bàn quay có thể tháo ráp linh hoạt là để giảm tối thiểu khối lượng của trục X nhằm tối ưu hóa trong q trình in.

Vật thể được đặt trên bàn quay và vị trí camera được cân chỉnh thủ cơng để có khung hình phù hợp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

phận đùn được chuyển đổi sang dùng cho trục X’ và bàn quay, đồng thời các giá trị tọa độ được thiết lập sẵn trong file chạy điều khiển các trục này đến các vị trí để chụp ảnh. Quá trình quét được chia thành 3 góc 45<i><small>°</small></i>, 90<i><small>°</small></i> và 135<i><small>°</small></i>. Ở mỗi góc, máy sẽ chụp 24 tấm ảnh, sau mỗi lần chụp bàn quay sẽ quay 15<i><small>°</small></i> và tiếp tục chụp. Như vậy sau 3 góc chụp máy sẽ chụp tổng cộng 72 tấm ảnh, quá trình này sả mất khoảng 15 phút. Số lượng góc chụp, giá trị của mỗi góc chụp và số lượng ảnh ở mỗi góc chụp là do người dùng thiết lập trước trong file chạy và hoàn tồn có thể thay đổi, số lượng ảnh lớn giúp mẫu có độ chính xác cao nhưng tốn nhiều thời gian, số lượng q ít có thể làm mẫu có độ chính xác khơng cao hoặc khơng thể dựng mẫu. Sau khi thử nghiệm nhiều góc chụp mới các số lượng ảnh khác nhau, nhóm tác giả rút ra được các thông số như trên, thông số này cho các mẫu ổn định nhất, cân đối giữa chất lượng mẫu và thời gian quét. Ảnh được lưu trên thẻ nhớ hoặc truyền trực tiếp qua máy tính bằng các kết nối không dây.

<b>Vật mẫu: con ruồi.</b>

<b>Tất cả ảnh chụp được sau 3 góc chụp.</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Tiếp theo, nhóm tác giả dùng phần mềm Agisoft PhotoScan để phân tích ảnh thành các điểm bằng thuật toán suy luận độ sâu dựa trên sự chênh lệch về màu sắc, từ đó dựng thành đám mây điểm sau đó liên kết các điểm ngoài cùng của đám mây điểm và dựng lại vật thể. Tất cả quá trình trên được thực hiện vô cùng đơn giản, người dùng chỉ cần ra lênh bằng 1 click chuộc và chương trình sẽ tự động thực hiện tồn bộ q trình. Cuối cùng là sửa các lỗi sai (nếu có) và làm mịn bề mặt bằng phần mềm Meshmixer.

<b>Quá trình dựng hình trên máy tính:</b>

<b>1. Phân tích ảnh 2. Tạo đám mây điểm</b>

thành các ảnh điểm.

<b>3. Dựng mẫu mơ hình 4. Xử lí và làm mịn bề mặt</b>

Sau khi dựng được mẫu thiết kế, để in ra mẫu, ta tiến hành định dạng lại mẫu thiết kế theo định dạng GCODE bằng phần mềm Slic3r và chuyển đổi máy từ chế độ quét- dựng sang chế độ in.

Việc chuyển đổi được thực hiện bởi bộ chuyển đổi trục gồm các rơle. Thao tác chuyển đổi cũng vô cùng đơn giản, người dùng chỉ cần chọn chế độ trên màn hình điều khiển và hệ thống sẽ tự chuyển đổi. Để nâng cao chất lượng sản phẩm khi in, người dùng cũng có thể tháo rời các môđun quét (như trục quay, bàn quay), các môđun này được thiết kế để tháo ráp linh hoạt nên việt tháo rời cũng hết sức đơn giản, không cần công cụ hỗ trợ.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Máy có thể qt được vật thể có kích thước tối đa là 25x25x20cm và độ phân giải chi tiết là 10μm và có thể dựng lại vật thể ở trạng thái có màu.m và có thể dựng lại vật thể ở trạng thái có màu.

 <b>Máy quét- dựng- tạo mẫu tự động.</b>

Dù đã có thể tạo được mẫu. Tuy nhiên, ở phiên bản trước vẫn tồn tại nhiều hạn chế:

- Việc điều chỉnh khung hình cammera phải thực hiện thủ công.

- Chất lượng của ảnh chụp bị ảnh hưởng nhiều bởi điều kiện xung quanh, đặc biệt là ánh sáng.

Từ những nhược điểm trên, nhóm tác giả tiếp tục tiến hành cải tiến.

Nhóm tác giả sử dụng một endstop quang gắn trên mặt phẳng in và một cảm biến tiệm cận trên trục X’, đồng thời khai báo thêm tổ hợp lệnh di chuyển. Nhờ vậy máy có thể thực hiện tự động việc thay đổi vị trí cammera sau mỗi góc góc chụp cũng như tự động cân chỉnh khung hình cammera.

Để hạn chế tối đa ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến ảnh, nhóm tác giả sử dụng hộp lightroom và led để triệt tiêu ảnh hưởng của ánh từ môi trường và tạo nguồn sáng phù hợp nhất.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<b>So sánh chất lượng ảnh khi có và khơng có lightroom.</b>

Để tăng chất lượng và độ chính xác cho mẫu dựng, nhóm tác giả thay đổi góc quay của bàn quay từ 15<i><small>°</small></i> thành 5<i><small>°</small></i>, như vậy ở mỗi góc quay sẽ có 72 bức ảnh và tổng cộng sẻ có 216 bức ảnh. Nhờ vậy độ chính xác của mẫu được cải thiện đáng kể.

<b>So sánh chất lượng mẫu giữa góc 15</b><i><small>°</small></i><b>- 72 ảnh và 5</b><i><small>°</small></i><b>- 216 ảnh.</b>

* Một số sản phẩm:

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

<b> Để thử nghiệm hiệu quả của thiết bị trong thực tế, nhóm tác giả đã tiến</b>

hành quét và dựng lại rất nhiều các vật thể trong đời sống với nhiều kích thước, độ chi tiết cũng như độ phức tạp khác nhau và thu được kết quả rất khả quan, đáp ứng được tất cả các yêu cầu đã đặt ra từ đầu dự án. Đồng thời nhóm tác giả cũng tiến hành cho những người dùng máy in 3D trong khu vực trải nghiệm mẫu máy và thu được những phản hồi vơ cùng tích cực.

<b>VI.Hướng phát triển của dự án.</b>

Từ những thành công ban đầu, trong tương lai, nhóm tác giả dự định sẽ tiếp tục cải thiện chất lượng của máy in cũng như của máy quét, đặc biệt là cải thiện tính tiện lợi và nhanh chóng trong việc chuyển đổi giữa chế độ in và chế độ quét. Đồng thời nhóm tác giả cũng đang nghiên cứu việc tích hợp một chương trình tạo mẫu tự động. Với chương trình này mọi thao tác dựng mẫu sẽ được thực hiện hoàn toàn tự động.

<b>VII. Tài liệu tham khảo.</b>

1. Báo cáo: “Tìm hiểu về cơng nghệ in 3D”. Trần Minh Tâm, Tạp chí khoa học đại học Văn Lang. 30/08/2018.

2. Công nghệ in 3D đa màu, công ty TNHH Công Nghệ HALOTECH. 3. Công nghệ photogrammetry, Mikolas Zoza đại học Bắc Carolina,

Eidgenossische Technische Hochschule Zurich. 30/03/2018. 4. Chương trình điều khiển Marlin từ Prusa Printer.

5. Báo cáo: “Tìm hiểu về GCODE”. Nguyễn Khắc Tiến, đại học bách khoa Hà Nội. 28/01/2017.

6. Thống kê doanh số. Công ty 3DMaker, Quý 1 năm 2013.

7. Báo cáo: “ In 3D – Thị trường rộng mở”. Anh Trung, Trung tâm thông tin và thống kê KH&CN. 16/03/2018.

</div>