Tóm tắt nhanh
- Quét ảnh bằng điện thoại giúp lấy hình dáng phụ tùng làm nền dựng thiết kế, nhất là những đường cong khó đo bằng tay.
- Bản quét là lưới bề mặt, không tự trở thành bản CAD có kích thước và lỗ lắp chính xác.
- Cần đo lại chi tiết gốc, chỉnh tỷ lệ và dựng các vị trí lắp ghép trước khi in mẫu kiểm tra.
- Bambu Lab S1 đang được hãng giới thiệu ở trạng thái sắp ra mắt; chưa có cơ sở để so sánh độ chính xác hay giá với ứng dụng điện thoại.
Điện thoại có thể rút ngắn công đoạn dựng lại phụ tùng để in 3D, nhưng phần tiết kiệm nằm ở việc lấy hình dáng ban đầu, không phải bỏ qua đo đạc. Một bản quét trông giống chi tiết gốc vẫn có thể khiến lỗ vít lệch vị trí hoặc mép lắp không vừa khi đưa sang vật thể thật.
Cách dùng hợp lý là xem bản quét như mẫu tham chiếu cho thiết kế. Bạn tận dụng camera sẵn có để thu lại đường bao, rồi dùng thước cặp kiểm tra những kích thước quyết định khả năng lắp ghép. Đó cũng là ranh giới cần hiểu trước khi bỏ tiền mua máy quét riêng chỉ để thỉnh thoảng làm một chi tiết thay thế.
Chụp đủ bề mặt quan trọng hơn chọn điện thoại có LiDAR
Với quét ảnh, hay photogrammetry, thứ ứng dụng cần là các ảnh chụp cùng vật thể từ nhiều góc có phần nội dung chồng lấp. Phần mềm tìm các đặc điểm chung giữa ảnh để tái dựng hình học; quy trình này khác với việc dùng cảm biến LiDAR đo khoảng cách.
KIRI Engine xác nhận Photo Scan nhận ảnh từ camera điện thoại hoặc máy ảnh và xử lý trên máy chủ đám mây. Vì vậy, không cần mua iPhone Pro chỉ để bắt đầu thử cách quét này. Cũng không nên hiểu rằng điện thoại có LiDAR sẽ mặc nhiên thu được lỗ bắt vít hay cạnh nhỏ tốt hơn chế độ chụp ảnh: đó là những yêu cầu khác với thu lại không gian của một căn phòng.
Trước khi chụp, hãy đặt chi tiết ở nơi đủ sáng và kiểm tra xem camera có nhìn được các vùng lõm, cạnh bên cùng mặt dưới hay không. Chỉ đi quanh vật thể ở một độ cao dễ để sót những phần bị che. Hướng dẫn Photo Scan của KIRI Engine đề nghị chụp các vòng quanh chủ thể từ ít nhất ba độ cao, bổ sung ảnh cận các chi tiết cần giữ lại.
Ánh sáng tốt giúp ảnh rõ hơn nhưng không giải quyết được mọi bề mặt. Vật có họa tiết dễ cung cấp dấu mốc cho phần mềm hơn bề mặt trơn hoặc phản chiếu; nếu bản quét xuất hiện mảng phồng, méo hay mất chi tiết, cần xem lại ảnh chụp thay vì mặc định phần hình học được dựng đã đúng. Với phần bị khuất, việc ứng dụng lấp kín mô hình cũng không chứng minh nó đã khôi phục chính xác hình dạng gốc.
Nên bắt đầu bằng một chi tiết còn nguyên hình dáng và dễ quan sát các mặt. Nếu mẫu gốc đã vỡ hoặc thiếu một phần, bản quét chỉ thu được phần đang tồn tại; phần mất đi vẫn là công việc thiết kế, không phải kết quả tự có sau khi chụp thêm ảnh.
Giữ bản quét làm nền, dựng lại các chỗ phải lắp vừa
Phần đáng tận dụng nhất của bản quét là đường bao và các bề mặt cong khó đo thủ công. Còn các lỗ bắt vít, mặt phẳng tỳ vào chi tiết khác hay kích thước lòng lắp nên được xem là những ràng buộc phải xác nhận riêng.
Lý do nằm ở kiểu dữ liệu. Mesh là lưới bề mặt ghép từ nhiều mặt nhỏ, còn CAD tham số mô tả hình học bằng kích thước và các đặc tính có thể sửa. Có được mesh không đồng nghĩa với có sẵn một vòng tròn đúng đường kính, một lỗ vuông góc với mặt đáy hoặc các tâm lỗ nằm đúng khoảng cách. Xuất sang STL cũng chỉ đổi cách mang hình học sang phần mềm khác, không tự sửa những sai lệch ấy.
Sau khi quét, hãy mở mô hình để tìm phần nền bị lấy thừa, những mảnh rời và các vùng gồ ghề bất thường. KIRI Engine có công cụ cắt bỏ vùng không mong muốn và xuất các định dạng như STL, OBJ; mô hình cũng có thể được đưa sang Blender để xử lý tiếp. Làm sạch giúp dễ thao tác hơn, nhưng không nên đánh đồng một bề mặt mượt với một bề mặt đúng kích thước.
Tiếp đó, đo trên chi tiết thật các kích thước cần cho việc lắp: đường kính lỗ, khoảng cách tâm lỗ và vị trí của chúng so với mặt chuẩn. Dùng số đo đó để kiểm tra tỷ lệ bản quét rồi dựng lại những vùng chức năng trong phần mềm CAD. Nếu đường bao nhìn đúng nhưng các lỗ không khớp nhau, việc phóng to hoặc thu nhỏ toàn bộ mô hình chưa chắc giải quyết được; cần sửa hình học tại vùng sai.
Trong thử nghiệm phụ tùng ô tô với iPhone 14 Pro, Polycam thu được hình dạng và vị trí lỗ hữu ích hơn cách dùng camera hồng ngoại phía trước, nhưng bản quét vẫn cần chỉnh tỷ lệ. Kết quả đó phù hợp với cách dùng mesh để dựng lại thiết kế, chứ chưa đủ để bỏ qua thước cặp và in thẳng mọi chi tiết từ ứng dụng.
In mẫu để kiểm tra độ khớp trước khi làm bản sử dụng
Khả năng lắp vừa phải được kiểm tra trên chi tiết thật, bởi màn hình có thể che giấu những sai lệch chỉ lộ ra lúc đưa hai bề mặt tiếp xúc với nhau. Sau khi dựng lại thiết kế, nên in mẫu kiểm tra trước khi coi công việc đã hoàn thành.
Bản mẫu cần trả lời đúng câu hỏi của phụ tùng: các lỗ có trùng vị trí không, mép có bị cấn không, bề mặt tiếp xúc có ngồi đúng chỗ không. Đừng chỉ so dáng tổng thể với bản gốc rồi kết luận đạt. Nếu phải ép mạnh mới lắp được, cần tìm lại chỗ sai thay vì coi lực ép là cách bù cho thiết kế.
Với chi tiết có nhiều vùng lắp ghép, ghi lại từng kích thước đã kiểm tra sẽ hữu ích hơn việc sửa tỷ lệ bằng mắt qua nhiều lượt in. Khi toàn bộ kích thước cùng lệch theo một tỷ lệ, hiệu chỉnh tỷ lệ có thể là bước phù hợp; khi chỉ một lỗ hoặc một góc sai, cần xem lại riêng vùng đó. Cách tách lỗi này giúp tránh sửa được chỗ này nhưng làm hỏng chỗ khác.
Thử nghiệm trên chi tiết xe còn cho thấy giới hạn của việc in trực tiếp từ mesh: bề mặt có thể hiện rõ các mặt tam giác, còn hình dạng thu được chưa tự có lòng rỗng hay các đặc tính cần cho lắp đặt. Vì thế, một mô hình có thể đưa vào phần mềm cắt lớp vẫn chưa chắc là phụ tùng đã thiết kế xong.
Độ khớp cũng chỉ là một tiêu chí. Bản sao lắp vừa không tự chứng minh độ bền, khả năng chịu nhiệt hoặc mức an toàn tương đương chi tiết gốc. Với bộ phận liên quan an toàn hay chịu tải quan trọng, không nên dùng kết quả quét điện thoại và một lần thử lắp làm căn cứ duy nhất để thay thế.
Người thuê in nên thống nhất kích thước, không chỉ gửi tệp STL
Nếu thuê dịch vụ in 3D tại Việt Nam, phần cần trao đổi rõ nhất là ai chịu trách nhiệm hiệu chỉnh thiết kế. Gửi một tệp STL chỉ cho bên in biết hình học cần sản xuất; nó không nói được kích thước nào đã đo chính xác, kích thước nào còn là ước lượng của ứng dụng.
Nên gửi kèm ảnh chi tiết gốc và ghi các kích thước lắp ghép đã đo, chỉ rõ mặt chuẩn hoặc vị trí cần kiểm tra. Nếu bên dịch vụ có nhận dựng CAD, hãy tách yêu cầu đó khỏi yêu cầu in theo tệp có sẵn. Nhờ vậy, hai bên tránh hiểu nhầm rằng một tệp mở được trong phần mềm cắt lớp đồng nghĩa với thiết kế đã đủ chính xác để dùng.
Đối với người chỉ thỉnh thoảng làm phụ tùng, nên thử quy trình bằng camera đang có trước khi mua thêm phần cứng. KIRI Engine công bố Photo Scan cho phép tải lên tối đa 150 ảnh mỗi lượt ở mức miễn phí và tạo số lượt quét không giới hạn khi có tài khoản. Đây là điều kiện của tính năng Photo Scan, không có nghĩa toàn bộ chế độ hay công cụ trong ứng dụng đều miễn phí.
Cũng cần tính công sức chỉnh sửa vào chi phí thực tế. Nếu mỗi bản quét đều mất nhiều thời gian cứu các bề mặt lỗi và dựng lại vùng lắp, tiền tiết kiệm ở thiết bị có thể phải đổi bằng thời gian làm CAD. Ngược lại, nếu mục đích chỉ là lấy một đường cong làm nền và bạn vẫn định đo lại các lỗ, quét ảnh có thể đã giải quyết đúng phần khó nhất mà không cần mua máy riêng.
Bambu Lab hiện giới thiệu S1 3D Scanner ở trạng thái sắp ra mắt, còn trang sản phẩm chưa nêu giá hay thông số kỹ thuật. Chưa thể kết luận ứng dụng điện thoại chính xác ngang máy này, hoặc máy sẽ loại bỏ được toàn bộ công đoạn hậu kỳ. Lựa chọn trước mắt nên dựa vào chất lượng bản quét của chính chi tiết bạn cần làm và thời gian chỉnh sửa sau đó, thay vì một phép so sánh chưa có dữ liệu.
Nguồn tham khảo: KIRI Engine Photo Scan; XDA Developers; All about the build: thử quét phụ tùng bằng điện thoại; Bambu Lab S1.
