Công nghệ quét laser, dường như là quá cao cấp đối với một số người trong ngành công nghiệp gia công kim loại ở Đông Nam Á, nhưng các quan điểm đó đang thay đổi.

Hình minh họa

Nghiên cứu 3D có triển vọng khả thi, đặt ra cuộc đua trí tuệ 20 – 30 năm tiến vào tương lai. Tuy có vẻ mỉa mai khi giao phó công nghệ này cho bộ hồ sơ KIV dưới dạng “đáng quan tâm” trong thế giới gia công kim loại ở Đông Nam Á, nhưng điều quan trọng là đóng vai trò phản biện và chứng minh công nghệ in 3D có chỗ đứng trong lĩnh vực gia công kim loại ở khu vực này.

Khái niệm lấy bản quét của vật thể hoặc xung quanh và biểu diễn dưới dạng mô hình 3D có thể chỉ là bộ tạo điều kiện để thiết lập tài liệu 3D, nhưng ý tưởng tốt là nghiên cứu xem bộ tạo điều kiện hoặc máy quét 3D này có thể làm được những gì trong thể giới gia công kim loại.

Lần đầu tiên xuất hiện vào đầu thập niên 1990, qua nhiều năm máy quét 3D đã thực hiện các bước cải tiển nho nhỏ. Tuy nhiên, tiến bộ công nghệ có thể đã cản trở phương pháp này thâm nhập vào lĩnh vực gia công kim loại, bởi vì, tương tự việc thiết lập tài liệu 3D, quét bằng máy laser 3D được nhận thức là nằm ngoài tầm với của nhiều người trong công nghiệp gia công kim loại, đặc biệt là những người trong các nền kinh tế mới nổi, nơi vẫn còn ưa chuộng các phương pháp đo đạc truyền thống. Nơi đang có quan niệm sai lầm, cho rằng các nhà cung cấp giải pháp đo lường đang bị “xua đuổi”.

Khẳng định rằng máy quét laser 3D có chỗ đứng trong lĩnh vực gia công kim loại ở Đông Nam Á, giám đốc kinh doanh khu vực châu Á – Thái Bình Dương của công ty Faro, Mak Poh Fatt, nói: “Do bản chất tinh vi của công nghệ quét laser 3D, nhiều người tự giả thiết rằng, công nghệ này rất tốn tiền. Tuy nhiên, với tiển bộ công nghệ, quét laser 3D dần dần trở nên thuận tiện hơn, có khả năng chứa nhiều tính năng hơn trong một thiết bị gọn và nhẹ.”

Phần thế giới còn lại dường như đồng ý với quan điểm này. Theo tạp chí MarketsandMarkets, doanh số bán toàn cầu trong thị trường quét 3D được kỳ vọng từ 2,06 tỷ US$ ước tính trong năm 2013 tăng lên 4,08 tỷ USS vào năm 2016, tỷ suất tăng trưởng tổng hợp hàng năm (CAGR) khoảng 14.6%.

Với tiềm năng thị trường đó, sẽ không ngạc nhiên khi các nhà phát triển mong muốn đầu tư các nguồn tài nguyên đáng kể vào R&D để đưa ra các sản phẩm mỗi năm một tốt hơn.

Tuy nhiên, ở Đông Nam Á, mọi việc không đơn giản như vậy. Sự ghi nhận công nghệ này là tốt, nhưng chưa đủ thuyết phục mọi người mở tập séc (cheque) của họ. Đối với những doanh nghiệp nhỏ và vừa, muốn khảo sát để tiếp thu kiểu công nghệ này, công nghệ đó phải “trong tầm với” và có tính “khả thi”.

Xu hướng mới
Để thuyết phục mọi người rằng công nghệ này là “trong tầm với” và “khả thi”, cần hướng tới các vấn đề về tính thuận tiện và năng suất. Các nhà cung cấp giải pháp đo lường đang làm việc theo hướng này, và một trong số họ đang cảm nhận sự thay đổi trong nhận thức theo từng bước chậm rãi ở Đông Nam Á.

“Sự chấp nhận công nghệ quét laser ở Đông Nam Á đã lan tỏa nhanh qua một số ngành công nghiệp. Từ kinh nghiệm của chúng tôi, một khi các nhà sản xuất hiểu cách thức công nghệ này có thể phục vụ cho họ, tốc độ chuyển đổi sẽ rất nhanh. Đổi với họ, lợi ích về năng suất lao động, tính dễ sử dụng, và tính linh động, rõ ràng là rất hấp dẫn” ông Mak nói. Cho đến nay, xu hướng này cho thấy không có dấu hiệu lắng dịu.

“Dựa trên các quan sát của chúng tôi, thị trường này rất đói thông tin và các nhà sản xuất sẵn sang đầu tư. Nói chung, họ quan tâm đến khả năng học tập về công nghệ 3D và cách thức họ có thể tiếp thu công nghệ này. Như đã đề cập, tốc độ chuyển đổi là khá cao và họ sẽ không cần nhiều thời gian để quyết định đặt mua loại thiết bị này. Vì những lý do đó, chúng tôi cho rằng số lượng ở châu Á sẽ tăng nhanh trong ba năm tới.”

Các cải tiến trong công nghệ quét laser 3D
Các đồng nghiệp của ông Mak ở tiểu ban R&D dường như đồng ý với ông do Faro đã phát triển máy quét laser 3D có khoảng quét hầu như gấp ba lần các model cũ. Thiết bị Laser Scanner Focus3D X330 của Faro, hiện tại có thể quét các vật thể cáchxa đến 330 m và ngay dưới ánh nắng mặt trời.

Với khoảng quét và độ chính xác ngày càng tăng, máy quét này cho phép giảm bớt công sức đo đạc và xử lý hậu kỳ. Dữ liệu quét 3D có thể được nhập vào mọi giải pháp phần mềm thông dụng. Cuối cùng, nhà nghiên cứu này bổ sung thêm, các kích thước khoảng cách, các tính toán diện tích và thể tích, các nhiệm vụ phân tích và kiểm tra và lậptài liệu đều có thể được thực hiện một cách nhanh chóng, chính xác, và đáng tin cậy.

Quét laser 3D trong gia công kim loại
Các cải tiến này có vẻ khá tốt trên giấy tờ nhưng làm thế nào để sử dụng công nghệ quét laser một cách có ý nghĩa trong lĩnh vực gia công kim loại? Câu trả lời có thể nằm trong bản chất không tiếp xúc khi vận hành công nghệ này, có thể tạo ra các số đo chính xác trong hầu hết các bề mặt hoặc vị trí khó tiếp cận. “Máy quét Focus3D X 330 thích hợp cho những người dùng, cần các chi tiết và độ chính xác cao trong mô hình 3D của họ, cũng như yêu cầu dạng đo lường không tiếp xúc các đổi tượng quan tâm nhưng không thể chạm vào (chẳng hạn, các vật thể có nhiệt độ rất cao, rất dẻo, hoặc kích thước quá lớn).

Nói chung, nhà sản xuất, những người yêu cầu kiểm tra kích thước các bộ phận lớn hoặc phức tạp, tạo mẫu nhanh, hoặc kỹ thuật đảo ngược các sản phẩm, đều nhận thấy kỹ thuật thiết lập tài liệu 3D là rất hữu ích và có độ chính xác cao,” ông Mak nói.

Ứng dụng trong các ngành công nghiệp
Bên cạnh là kỹ thuật chuyên dùng cho các chuyên gia trong lĩnh vực đo lường, Mak còn nhấn mạnh tính đa dụng của công nghệ này trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

“Máy quét laser có vô số ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Các cải tiến máy quét laser 3D giúp cho loại máy này trở nên đa năng, có khả năng chịu được các điều kiện cả trong nhà và ngoài trời. Hiện tại, chỉ trong khu vực châu Á – Thái Bình Dương, các máy quét laser của chúng tôi ngày càng được các khách hàng sử dụng rộng rãi, gồm cả các ngành công nghiệp đóng tàu và dầu khí,” ông nói.

Lấy một ví dụ, ông cho biết trong công nghiệp đóng tàu, quét 3D được dùng để phân tích quá trình hàn các bộ phận vỏ tàu. Công nghệ này còn cho phép kiểm tra độ chính xác thân tàu kết cấu bằng thép so với thiết kế CAD.

Trong ngành công nghiệp này, máy quét laser 3D còn có vai trò trong quy trình lắp ráp hoặc trang bị thêm cho hệ thống xử lý nước dằn tàu trong các tàu quốc tế liên đại dương. Nói chung, hệ thống xử lý nước dằn tàu được bổ trí trong buồng máy (động cơ) hoặc buồng bơm của tàu biển. Lắp đặt hệ thổng mới và lớn cho tàu biển đòi hỏi nhiều thời gian và công sức do tính phức tạp của hệ thống đường ổng và máy móc liên quan.

Phương pháp truyền thống thiết lập các bản vẽ chi tiết đòi hỏi các đo đạc thủ công, sao chép chính xác mặt bằng vị trí thực. Sự tái lập mô hình bất kỳ phục vụ cho hệ thổng mới đều phải được thực hiện dựa trên các bản vẽ thủ công đó. Điều này đòi hỏi số lượng rất lớn các đo đạc tại chỗ trên tàu, và tốn nhiều thời gian thiết kế. Ngoài ra, các giới hạn do đo đạc thủ công cho thấy sai số nhỏ trên giấy có thể dẫn đến sai số thiết kể rất lớn trong quá trình thực thi.

Theo ông, sử dụng Focus 3D cho phép giảm thời gian đo đạc tại chỗ. Các kỹ thuật viên tốn nhiều ngày để đo đạc hệ thống đường ổng và trang thiết bị hiện hữu một cách thủ công, nhưng với máy quét laser 3D, họ chỉ cần vài giờ để hoàn tất nhiệm vụ này. Ngoài ra, các điểm đo đạc được thu thập có thể chuyển đổi sang dữ liệu CAD 3D, cho phép tạo ra các bản bẽ thiết kế 3D một cách trực tiếp từ dữ liệu 3D.

Phương pháp đo đạc mới
Trong công nghiệp ô tô, nơi sử dụng máy quét laser chưa “mạnh mẽ trong quy trình sản xuất”, công nghệ này được sử dụng chủ yếu trong lắp đặt nhà xưởng và các mục đích kiểm tra.

Quả vậy, quét laser 3D có thể được chuyển thành một dạng giải pháp khác trong ngành công nghiệp này. Mak nói Magnus Ronnang, chuyên viên kỹ thuật từ tập đoàn xe hơi Volvo Cars Group, cho biết về ứng dụng quét laser 3D trong quy trình sản xuất ảo.

Ronnang khẳng định rằng sắp xảy ra sự thay đổi mô hình, nơi kỹ thuật chuyển đổi từ các đám mây điểm sang CAD có lẽ không còn cần thiêt nữa. Thay vào đó, các đám mây điểm sẽ được dùng một cách trực tiếp cho nhiều mục đích sản xuất kỹ thuật. Dữ liệu CAD nên được sử dụng để biểu thị các vật thể tạo tác mới, chưa hiện hữu.

Với tính đa năng, có thể ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau, và các dấu hiệu về thay đổi quan niệm của người dùng trong lĩnh vực này, mọi người đều có thể đoán rằng công nghệ quét laser 3D sẽ có các bước tiển lớn chỉ trong tương lai gần.

Tuy có thể có danh sách các lý do để không chấp nhận công nghệ quét laser 3D trong phòng đo lường ở khu vực này, nhưng sự nhận định công nghệ này “nằm ngoài phạm vi của chúng ta” chắc chắn không thuộc vào danh sách đó.

(Nguồn: Cẩm nang gia công kim loại Việt Nam)