Hiện trạng công nghệ tạo mẫu nhanh pps

HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ
TẠO MẪU NHANH
(RP Y2010)





a.

BA THỜI KỲ CỦA QUÁ TRÌNH TẠO MẪU.
a. Th i k u : t o m u b ng tayờ ỳ đầ ạ ẫ ằ
b. Th i k th hai: ph n m m t o m u hay t o m u oờ ỳ ứ ầ ề ạ ẫ ạ ẫ ả
c. Th i k th ba: quá trình t o m u nhanhờ ỳ ứ ạ ẫ

BA THỜI KỲ CỦA QUÁ TRÌNH TẠO MẪU.
a. Th i k u : t o m u b ng tayờ ỳ đầ ạ ẫ ằ
Th i k đ u tiên ra đ i cách đây vài th k . Trong ờ ỳ ầ ờ ế ỷ
th i k này, các m u đi n hình không có đ ph c ờ ỳ ẫ ể ộ ứ
t p cao và ch t o m t m u trung bình m t ạ ế ạ ộ ẫ ấ
kho ng 4 tu n. Ph ng pháp t o m u ph thu c ả ầ ươ ạ ẫ ụ ộ
vào tay ngh và th c hi n công vi c m t cách c c ề ự ệ ệ ộ ự
k n ng nh c.ỳ ặ ọ

BA THỜI KỲ CỦA QUÁ TRÌNH TẠO MẪU.
b. Th i k th hai: ph n m m t o m u hay t o m u oờ ỳ ứ ầ ề ạ ẫ ạ ẫ ả
Th i k th hai c a t o m u phát tri n ờ ỳ ứ ủ ạ ẫ ể vào n ng n m 1970ữ ă . Th i k này đã có ờ ỳ
ph n m m t o m u hay t o m u o. Vi c ng d ng CAD/CAE/CAM đã ầ ề ạ ẫ ạ ẫ ả ệ ứ ụ
tr nên r t ph bi n. Ph n m m t o m u s pháở ấ ổ ế ầ ề ạ ẫ ẽ h a trên máy vi tính nh ng ọ ữ
suy t ng, ý t ng m i.ưở ưở ớ

Các m uẫ trong th i k này tr nên ph c t p h n nhi u so v i th i k đ u ờ ỳ ở ứ ạ ơ ề ớ ờ ỳ ầ
(kho ng ả h nơ hai l n). ầ Th i gian yêu c u cho vi c t o m u kho ng 16 ờ ầ ệ ạ ẫ ả
tu n, tính ch t v t lý c a m u v n còn ph thu c vào các ph ng pháp t o ầ ấ ậ ủ ẫ ẫ ụ ộ ươ ạ
m u c b n tr c. Tuy nhiên, vi c v n d ng các máy gia công chính xác đã c i ẫ ơ ả ướ ệ ậ ụ ả
thi n t t h n các tính ch t v t lý c a m u.ệ ố ơ ấ ậ ủ ẫ
Cùng v i s ti n b trong l nh v c t o m u nhanh trong th i k th ba, có ớ ự ế ộ ĩ ự ạ ẫ ờ ỳ ứ
s tr giúp r t l n c a quá trình t o m u o. Tuy nhiên, v n còn tranh cãi v ự ợ ấ ớ ủ ạ ẫ ả ẫ ề
nh ng gi i h n c a công ngh t o m u nhanh nh : S gi i h n v v t ữ ớ ạ ủ ệ ạ ẫ ư ự ớ ạ ề ậ
li u (ho c b i vì chi phí cao ho c cách s d ng cho t ng v t li u không ệ ặ ở ặ ử ụ ừ ậ ệ
gi ng nhau đ t o chi ti t).ố ể ạ ế

BA THỜI KỲ CỦA QUÁ TRÌNH TẠO MẪU.
c. Th i k th ba: quá trình t o m u nhanhờ ỳ ứ ạ ẫ
Quá trình t o m u r ng thích h p cho vi c s n xu t trên bàn nâng hay ạ ẫ ỗ ợ ệ ả ấ
công ngh s n xu t l p. Công ngh này th hi n quá trình phát tri n ệ ả ấ ớ ệ ể ệ ể
t o m u trong th i k th ba. Vi c phát minh ra các thi t b t o ạ ẫ ờ ỳ ứ ệ ế ị ạ
m u nhanh là m t phát minh quan tr ng. Nh ng phát minh này đã đáp ẫ ộ ọ ữ
ng đ c yêu c u c a gi i kinh doanh trong th i k này: gi m th i ứ ượ ầ ủ ớ ờ ỳ ả ờ
gian s n xu t, đ ph c t p c a m u t ng, gi m chi phí. th i ả ấ ộ ứ ạ ủ ẫ ă ả Ở ờ
đi m này ng i tiêu dùng yêu c u các s n ph m c v ch t l ng l n ể ườ ầ ả ẩ ả ề ấ ượ ẫ
m u mã, nên m c đ ph c t p c a chi ti t c ng t ng lên, g p ba l n ẫ ứ ộ ứ ạ ủ ế ũ ă ấ ầ
m c đ ph c t p mà các chi ti t đã đ c làm vào nh ng n m c a th p ứ ộ ứ ạ ế ượ ữ ă ủ ậ
niên 70. Nh ng nh vào công ngh t o m u nhanh nên th i gian ư ờ ệ ạ ẫ ờ
trung bình đ t o thành m t chi ti t ch còn l i 3 tu n so v i 16 tu n ể ạ ộ ế ỉ ạ ầ ớ ầ
th i k th hai. N m 1988, h n 20 công ngh t o m u nhanh đã ở ờ ỳ ứ ă ơ ệ ạ ẫ
đ c nghiên c u.ượ ứ

MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN


Các tác giả như Kochan, Chen, Jack Zhou… đều quan niệm rằng tạo mẫu
nhanh là quá trình tạo mẫu vật lý từ những thiết kế 3D trên máy tính.

Theo Kochan tạo mẫu nhanh là tạo mẫu (mô hình vật lý) từ thiết kế 3D (mô
hình ảo).Ngoài tên gọi Tạo mẫu nhanh (Rapid Prototyping) người ta còn gọi
là Layered Manufacturing, 3D Printing, Desktop Manufacturing và Solid
Freeform Fabrication.

Trong bài giảng của mình, GS Chen – Đại học Quốc gia NTU của Đài Loan
khẳng đònh: “Tạo mẫu nhanh là chế tạo nhanh mẫu sản phẩm từ mô hình
thiết kế 3D”. Ngoài ra GS Chen cũng đưa ra thêm các tên gọi mới như:
Automated Fabrication, Tool – less Manufacturing.

Jack Zhou ĐH Drexel lại đưa ra khái niệm sau đây : “Tạo mẫu nhanh là kỹ
thuật tạo “tự động” mô hình vật lý hoặc mẫu từ mô hình ảo 3D. Tạo mẫu
nhanh là kỹ thuật sao chép 3 chiều (3D Photocopy) của sản phẩm”.
KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH


Một số tác giả khác lại nêu khái niệm quá trình tạo mẫu nhanh dựa
trên những nguyên tắc bồi đắp vật liệu, gia công theo lớp hoặc đặc
điểm tạo mẫu không cần khuôn.

Joe Beaman cho rằng tạo mẫu nhanh là gia công trực tiếp chi tiết, bộ
phận hoặc mẫu từ thiết kế 3D không cần khuôn mẫu đặc biệt và sự
can thiệp của con người.

Theo GS Fritz Kloeke (Đại học Aechen) thì: “Tạo mẫu nhanh là quá
trình tạo mẫu theo từng lớp trực tiếp từ dữ liệu thiết kế 3D và là quá

trình tạo mẫu không cần dùng khuôn và dụng cụ”.

TS Chris Zhang ( H Saskatchewan) quan niệm Tạo mẫu nhanh là Đ
quá trình tạo mẫu theo nguyên tắc bồi đắp vật liệu (thêm vật liệu
vào).
KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH


Năm 2001 Terry Wohler – Chủ tòch Hiệp hội tạo mẫu
nhanh thế giới đã đưa ra khái niệm sau đây: “Tạo mẫu
nhanh là công nghệ chế tạo mô hình vật lý hoặc mẫu sản
phẩm từ dữ liệu thiết kế 3D trên máy tính hoặc từ dữ liệu
chụp cắt lớp điện toán CT, cộng hưởng từ MRI hoặc từ dữ
liệu của các thiết bò số hóa 3D”. Tạo mẫu nhanh là công
nghệ chế tạo mô hình vật lý hoặc mẫu sản phẩm từ những
dữ liệu sau đây:

Thiết kế 3D trên máy tính.

Dữ liệu chụp cắt lớp điện toán CT và cộng hưởng từ MRI.

Dữ liệu từ các thiết bò số hóa 3D như các máy đo tọa độ
CMM, máy quét 3D (3D scanner),…
KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH


Đặc điểm thứ nhất của đònh nghóa này là quá
trình tạo mẫu từ những kết quả của quá trình thiết
kế thuận.


Đặc điểm thứ hai của đònh nghóa này là quá trình
tạo mẫu các sản phẩm y học từ những dữ liệu của
phương pháp kỹ thuật ngược bằng các công cụ
máy chụp cắt lớp điện toán hoặc máy cộng hưởng
từ.

Đặc điểm thứ ba của đònh nghóa này là quá trình
tạo mẫu các sản phẩm công nghiệp từ những dữ
liệu của phương pháp kỹ thuật ngược bằng các
công cụ số hóa 3D.
KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ TẠO MẪU NHANH

MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TẠO MẪU NHANH

Tạo mẫu là một công việc quan trọng của quá
trình thiết kế, chế tạo sản phẩm. Có thể nói tạo
mẫu là mô hình hóa ý tưởng của người thiết kế.
Cho nên trước khi sản xuất hàng loạt sản phẩm
bao giờ người ta cũng tạo mẫu để nghiên cứu
xem xét, phân tích sự phù hợp của mẫu so với
những yêu cầu của sản phẩm.

Kỹ thuật ngược có quan hệ mất thiết với tạo mẫu
nhanh và có vai trò quan trọng để sửa đổi cải tiến
và thiết kế một cách sáng tạo mô hình ảo trên
máy tính và được minh họa qua sơ đồ

MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TẠO MẪU NHANH
Cải tiến
mô hình ảo

3D
Cải tiến
mô hình vật lý
TẠO MẪU NHANH
KỸ THUẬT NGƯC


Ngày nay với sự phát triển của công nghệ CAD/CAM,
công nghệ tạo mẫu nhanh, thì việc tạo mẫu trở thành công
đoạn cực kỳ quan trọng trong việc phát triển sản phẩm
mới. Tạo mẫu nhanh cho phép rút ngắn chu kỳ chuẩn bò
sản xuất và sản xuất để đưa nhanh sản phẩm ra thò trường.

Công nghệ tạo mẫu nhanh là một kỹ thuật để cạnh tranh
sản phẩm của mỗi doanh nghiệp trong thời đại hiện nay.

Ngoài ra công nghệ tạo mẫu nhanh có khả năng thay đổi
mẫu mã sản phẩm một cách nhanh chóng.

Chính vì lẽ đó mục đích của tạo mẫu nhanh hiện nay
chính là để chào hàng và quảng cáo tiếp thò sản phẩm mới
cũng như để nghiên cứu, xem xét và phân tích tính phù
hợp của mẫu.
MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TẠO MẪU NHANH


Hiện nay tạo mẫu nhanh là một công nghệ có tốc
độ phát triển như vũ bão và là công nghệ của thế
kỷ 21. Công nghệ này áp dụng tích hợp các thành
tựu của công nghệ thông tin, công nghệ tự động,

cơ khí chính xác và quang học, laser, cũng như
công nghệ vật liệu.

Trong các cuốn sách Sản xuất ở thế kỷ 21 của K
Wrigh cũng như cuốn Nền sản xuất hiện đại trong
thế kỷ 21 của các giáo sư Trung Quốc đều đề cập
đến công nghệ tạo mẫu nhanh và phương pháp kỹ
thuật ngược.
MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TẠO MẪU NHANH

SỰ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ
TẠO MẪU NHANH

Lòch sử ra đời của công nghệ tạo mẫu nhanh được đánh
dấu bằng sáng chế của Hull vào năm 1984 về Thiết bò tạo
hình lập thể (StereoLithography Apparatus - SLA), được
công nhận vào năm 1986 và thương mại hóa bởi công ty
3D System vào năm 1987.

Sau khi được thương mại hóa vào năm 1987, 34 hệ thống
đã được cung cấp vào năm 1998. Và theo báo cáo tổng
kết của Hiệp hội Tạo mẫu nhanh thế giới do Wohler làm
chủ tòch, tính đến năm 2001, đã có kho ng 8000 hệ thống ả
tạo mẫu nhanh được trang bò cho 53 nước trên thế giới.
[74]

SỰ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ
TẠO MẪU NHANH

Theo GS. Clocke, số lượng hệ thống tạo mẫu nhanh được sử dụng tăng lên

không ngừng hàng năm, được minh họa trên đồ thò sau:

SỰ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ
TẠO MẪU NHANH

Mỗi phương pháp công nghệ tạo mẫu nhanh có những đặc điểm và
ứng dụng riêng biệt, nên số lượng thiết bò của từng loại cũng khác
nhau theo như biểu đồ sau đây:
Từ biểu đồ này cho thấy:
- công nghệ SLA có 2115 hệ thống,
chiếm tỉ lệ 31%
- công nghệ FDM có 1216 hệ thống,
chiếm tỉ lệ 17,82%
- công nghệ LOM có 692 hệ thống,
chiếm tỉ lệ 10,2%
- công nghệ SLS có 690 hệ thống,
chiếm tỉ lệ 9,8%

SỰ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ
TẠO MẪU NHANH

Last year, 28 companies produced and sold RP machines
11 U.S., 7 Japan,
4 Germany, 3 China,
1 Singapore, 1
Sweden,
and 1 Israel

SỰ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ
TẠO MẪU NHANH


RP unit sales worldwide

SỰ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN CỦA CÔNG NGHỆ
TẠO MẪU NHANH