Trong thời đại chuyển đổi số, khả năng ứng dụng công nghệ 3D Laser Scanning cũng bùng nổ và đang ngày càng trở nên phổ biến trong nhiều lĩnh vực của đời sống từ kĩ thuật, xây dựng đến giải trí, y tế và du lịch. Hãy cùng StarGlobal 3D tìm hiểu thêm về công nghệ tiên tinày trong bài viết dưới đây.
Định nghĩa về “Công Nghệ 3D Laser Scanning”
3D laser scanning (hoặc Scan 3D) là việc dùng máy quét 3D để quét một đối tượng hoặc môi trường để thu thập dữ liệu về hình dạng, đặc tính của vật thể. Mục đích của máy quét 3D thường là tạo ra một mô hình 3D bao gồm các đám mây điểm của các mẫu hình học trên bề mặt đối tượng. Những điểm này sau đó có thể được sử dụng để tái dựng hình dạng và màu sắc trên bề mặt của đối tượng.
Một máy quét 3D có thể dựa trên nhiều công nghệ khác nhau, mỗi công nghệ có những hạn chế, ưu điểm và chi phí riêng. Nhiều hạn chế trong các loại đối tượng có thể được số hóa vẫn còn tồn tại. ví dụ, công nghệ quang học có thể gặp nhiều khó khăn với các vật thể sáng bóng, phản chiếu hoặc trong suốt.
Dữ liệu 3D được thu thập hữu ích cho nhiều ứng dụng, ngành công nghiệp giải trí trong sản xuất phim và trò chơi video, bao gồm cả thực tế ảo.
Các ứng dụng phổ biến khác của công nghệ này bao gồm thực tế tăng cường (AR), chụp chuyển động, nhận dạng cử chỉ, thiết kế công nghiệp, chỉnh hình và chân tay giả, kỹ thuật đảo ngược (Thiết kế ngược) và tạo mẫu 3D, kiểm soát/kiểm tra chất lượng công trình/dự án, số hóa 3D các Di sản văn hóa, mô hình 3D (3D modelling), bản thiết kế, bản vẽ kỹ thuật 3D…
Ứng dụng của công nghệ 3D laser scanning
1. Ngành xây dựng và kỹ thuật dân dụng
• Điều khiển robot: ví dụ máy quét laser có thể hoạt động như “mắt” của robot.
• Bản vẽ 2D/3D xây dựng cầu, nhà máy công nghiệp và di tích
• Tài liệu 3D về các di tích lịch sử
• Kiểm soát chất lượng công trình
• Khảo sát số lượng
• Giám sát tải trọng
• Thiết kế lại đường cao tốc
• Thiết lập một dấu mốc của hình dạng/trạng thái có sẵn để phát hiện các thay đổi cấu trúc do tiếp xúc với các tải trọng cực đoan như động đất, va chạm tàu/xe tải hoặc hỏa hoạn.
• Tạo bản đồ GIS (hệ thống thông tin địa lý) và địa chất.
• Quét laser dưới bề mặt trong các mỏ và lỗ rỗng Karst.
• Tài liệu pháp y.
2. Hỗ trợ quá trình thiết kế
• Tăng độ chính xác làm việc với các bộ phận và hình dạng phức tạp.
• Phối hợp thiết kế sản phẩm bằng cách sử dụng các bộ phận từ nhiều nguồn.
• Thay thế các bộ phận bị thiếu hoặc cũ trong điều kiện không tìm được linh kiện phù hợp.
• Tiết kiệm chi phí bằng cách cho phép thiết kế thi công, ví dụ như trong các nhà máy sản xuất ô tô.
• Các kỹ sư có thể làm quen với nhà máy bằng các bản quét được chia sẻ trên web, tiết kiệm chi phí đi lại.
3. Giải trí 
Máy quét 3D được ngành công nghiệp giải trí sử dụng để tạo ra các hình ảnh 3D kỹ thuật số cho mục đích giải trí. Chúng được sử dụng rất nhiều trong điện ảnh ảo (CGI). Nếu có sẵn một mô hình tương đương trong thực tế, việc quét 3D và mô phỏng lại sẽ nhanh hơn nhiều so với việc tạo thủ công mô hình 3D mới. Điều này khiến công nghệ 3D laser scanning trở nên rất hữu dụng trong ngành công nghiệp game và điện ảnh.
Tiềm năng của công nghệ này còn có thể giúp tạo ra những bộ sưu tập ấn tượng, các hình/tượng sáp 3D mô phỏng người thực. Bằng cách dùng công nghệ Quét 3D, mọi việc có thể được xử lý nhanh chóng, chính xác và tiết kiệm rất nhiều chi phí liên quan.
4. Thực thi pháp luật
Quét laser 3D được sử dụng bởi các cơ quan thực thi pháp luật trên toàn thế giới.
Mô hình 3D được sử dụng cho tài liệu tại chỗ của:
Hiện trường vụ án
Quỹ đạo bay của đạn
Phân tích mẫu vết máu
Tái thiết tai nạn
Khủng bố
Tai nạn máy bay, và nhiều hơn nữa
5. Thiết kế ngược (Kỹ thuật đảo ngược)
Thiêt kế ngược của một thành phần cơ học đòi hỏi một mô hình kỹ thuật số chính xác của các đối tượng được sao chép. Thay vì một tập hợp các điểm, một mô hình kỹ thuật số chính xác có thể được biểu diễn bằng lưới đa giác, một tập hợp các bề mặt NURBS phẳng hoặc cong, hoặc lý tưởng cho các thành phần cơ học, mô hình rắn CAD.
Máy quét 3D laser scanning có thể được sử dụng để số hóa các hình dạng tự do hoặc thay đổi hình dạng của mô hình lăng trụ, trong khi máy đo tọa độ thường chỉ xác định kích thước đơn giản của mô hình lăng trụ cao. Những điểm dữ liệu này sau đó được xử lý để tạo ra một mô hình kỹ thuật số, sau đó sử dụng phần mềm kỹ thuật đảo ngược chuyên dụng để phục hồi các thiết kế ban đầu đã bị hư/mất.
6. Bất động sản
Một vùng Đất đai rộng lớn hoặc cả một tòa nhà có thể được quét thành mô hình 3D, cho phép người mua tham quan và kiểm tra tài sản từ xa, bất cứ nơi nào mà không cần phải có mặt tại hiện trường. Một chuyến tham quan ảo điển hình sẽ bao gồm chế độ xem nhà 3D thu nhỏ, chế độ xem 3D Nội thất, cũng như sơ đồ Thiết kế 3D.
7. Du lịch ảo/ từ xa
Môi trường tại một nơi quan tâm có thể được nắm bắt và chuyển đổi thành mô hình 3D. Mô hình này sau đó có thể được trải nghiệm, thông qua giao diện Thực tế ảo VR hoặc giao diện “2D” truyền thống. Điều này cho phép người dùng khám phá các địa điểm bất tiện cho việc đi lại, hoặc có thể tham khảo trước các địa điểm muốn đi để lên kế hoạch cho chuyến đi được tốt đẹp.
8. Di sản văn hóa
Đã có nhiều dự án nghiên cứu được thực hiện thông qua việc quét các địa điểm lịch sử và hiện vật cả cho mục đích tài liệu và phân tích. Tại Việt Nam, Công ty StarGlobal là đơn vị tiên phong trong việc áp dụng công nghệ 3D laser scanning trong việc số hóa các di sản tầm cỡ của Việt Nam như Nhà thờ Đức Bà, Bến Nhà rồng, Bảo tàng Phụ nữ Việt Nam, Nhà thờ Tân Định…
Việc sử dụng kết hợp các công nghệ quét và in 3D cho phép sao chép các vật thể thật mà không sử dụng các kỹ thuật thủ công truyền thống. Trong nhiều trường hợp, việc quét và xây dựng mô hình bằng công nghệ kĩ thuật số có thể giảm thiểu tối đa khả năng gây hư hại trên các hiện vật và di sản văn hóa trong quá trình tác nghiệp.
9. CAD / CAM y tế
Công nghệ 3D laser scanning được sử dụng để chụp hình dạng 3D của bệnh nhân trong chỉnh hình và nha khoa. Nó dần dần thay thế kỹ thuật đúc thạch cao thông thường. Phần mềm CAD/CAM này sau đó được sử dụng để thiết kế và sản xuất các orthosis giả hay cấy ghép nha khoa.
Nhiều hệ thống CAD/CAM của nha khoa và các hệ thống phòng thí nghiệm sử dụng công nghệ quét 3D để chụp bề mặt 3D của chế phẩm nha khoa (in vivo hoặc in vitro). Sau đó, ta có thể xây dựng mô hình kỹ thuật số bằng phần mềm CAD và cuối cùng tạo ra mô hình cuối cùng bằng công nghệ CAM (như máy phay CNC hoặc máy in 3D).
10. Đảm bảo chất lượng và đo lường công nghiệp
Việc số hóa các đối tượng trong thế giới thực có tầm quan trọng sống còn trong lĩnh vực công nghiệp. Phương pháp này được áp dụng trong đảm bảo chất lượng công nghiệp để đo đạc chính xác kích thước công trình. Các quy trình công nghiệp như lắp ráp rất phức tạp, có tính tự động cao và thường dựa trên dữ liệu CAD (Computer Aided Design). Vấn đề là, mức độ tự động hóa tương tự cũng được yêu cầu để đảm bảo chất lượng.
Hiệu suất tối ưu của quá trình này được đảm bảo bởi các hệ thống đảm bảo chất lượng. Đặc biệt là các bộ phận kim loại phải được kiểm tra để đảm bảo rằng chúng có kích thước chính xác, khớp với nhau và cuối cùng là có thể hoạt động trơn tru, hiệu quả.
“So sánh CAD” là quá trình so sánh dữ liệu 3D với mô hình CAD và có nhiều ứng dụng khác nhau như xác định độ hao mòn, đánh giá độ chính xác của mô hình, phân tích bề mặt điêu khắc. Hiện nay, các công nghệ “Quét tam giác laser”, “Structured Light” và “Quét tiếp xúc” đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Tuy nhiên, công nghệ quét 3D mang lại nhiều lợi thế hơn so với các phương pháp đo đầu dò cảm ứng truyền thống.
Máy quét 3D laser scanning giúp xác định các vật thể xung quanh, chụp các chi tiết đẹp và bề mặt tự do mà không cần điểm tham chiếu. Toàn bộ bề mặt được bao phủ nhanh chóng mà không có nguy cơ làm hỏng các bộ phận. Ngoài ra, biểu đồ được cung cấp có thể cho thấy độ lệch hình học của vật thể, cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về nguyên nhân tiềm tàng.
Trong các quy trình tự động hóa cao, các thông tin hình học thu được được chuyển đến các máy sản xuất để tạo ra các vật thể mong muốn. Kết quả đo đạc có thể khác với thông số kỹ thuật do sự mài mòn cơ học, do đó vật thể cũng phải được số hóa để đánh giá các độ lệch này. Bằng cách này, máy quét 3D được sử dụng để tạo ra các điểm ảnh từ bề mặt của đối tượng và so sánh với thông số ban đầu.
Hi vọng là qua bài viết trên, StarGlobal 3D đã cung cấp cho các bạn những thông tin bổ ích về Công nghệ 3D Laser Scanning. Tham khảo ngay về dịch vụ 3D Laser Scanning được cung cấp bới StarGlobal 3D tại đây.
CÔNG TY CP GIẢI PHÁP CHUYÊN GIA STAR GLOBAL
- Trụ sở chính: 04 Đường N8, Khu phố 2, Phường Phú Hữu, Quận 9, Thành phố Hồ Chí Minh.
- Văn phòng miền Nam: SAV7 The Sun Avenue, 28 Mai Chí Thọ, phường An Phú, thành phố Thủ Đức, TP. HCM.
- Văn phòng miền Bắc: 25, Ngõ 50, Trung Yên, Phường Yên Hoà, Quận Cầu Giấy, Thành phố Hà Nội.
- Hotline: (+84) 944 850 527
- Website: https://starglobal3d.com/
