Giống như nhiều người đam mê công nghệ, tôi thường chuẩn bị các file cho việc in 3D bằng cách sử dụng các chương trình mô hình 3D chuyên dụng hoặc tải chúng từ các kho lưu trữ mô hình 3D trực tuyến như Thingiverse. Mặc dù đây là phương pháp tuyệt vời và phổ biến để có được thiết kế in 3D, nhưng chúng không phải là lựa chọn duy nhất. Một cách tiếp cận khác đang ngày càng trở nên phổ biến là sử dụng máy quét 3D để thu thập dữ liệu từ các vật thể trong thế giới thực và biến chúng thành các file sẵn sàng để in 3D.
Máy quét 3D đầu tiên mà tôi sở hữu là Revopoint MetroX. Mặc dù hoàn toàn mới lạ với công nghệ này, tôi nhanh chóng nhận ra tiềm năng to lớn của nó và ước gì mình đã sở hữu một chiếc sớm hơn. Dưới đây là những lợi ích đáng kể của việc sử dụng máy quét 3D để chuẩn bị file, thay vì các phương pháp tạo mô hình 3D truyền thống. Tuy nhiên, điều quan trọng cần nhớ là với quét 3D, bạn không thể tạo ra một mô hình không tồn tại trong đời thực, và nó có những hạn chế nhất định khi quét các cấu trúc bên trong phức tạp hoặc các bề mặt rỗng. Bây giờ, hãy cùng khám phá những lợi ích này.
4. Máy Quét 3D Giúp Tiết Kiệm Thời Gian Đáng Kể
Dễ Dàng Tái Tạo Vật Thể Hiện Có – Điều Khó Khăn Khi Thiết Kế Thủ Công
Thiết kế mô hình 3D thủ công thường là một quá trình tẻ nhạt và tốn thời gian, đặc biệt khi phải thiết kế một hình dạng 3D phức tạp từ đầu. Bạn cần xác định hình dạng, tinh chỉnh các cạnh, điêu khắc và thêm các chi tiết phức tạp cho đến khi đạt được hình học hoàn hảo. Để có được kết quả như ý, bạn phải tạo ra mọi đường cong, bề mặt và kết cấu; trong hầu hết các trường hợp, việc này đòi hỏi nhiều lần thử nghiệm. Ngay cả khi sử dụng một phần mềm mô hình 3D mạnh mẽ, việc thiết kế thủ công vẫn đòi hỏi kỹ năng, sự kiên nhẫn và sự hiểu biết sâu sắc về các nguyên tắc thiết kế. Tùy thuộc vào độ phức tạp, bạn có thể mất hàng giờ, thậm chí hàng ngày để hoàn thành một thiết kế.
Khi bắt đầu học mô hình 3D, tôi đã làm quen với TinkerCAD theo lời khuyên của nhiều người, và tôi có thể nhanh chóng thiết kế các mô hình đơn giản. Tuy nhiên, khi tôi muốn tạo các mô hình 3D phức tạp hơn, tôi phải tìm đến một chương trình nâng cao hơn như Solidworks, và phải mất khá nhiều thời gian để tìm hiểu cách thức hoạt động của từng công cụ. Với máy quét 3D, bạn chỉ cần đảm bảo rằng máy quét của mình đã được thiết lập đúng cách, và sau đó bạn có thể tạo ra file của mình một cách nhanh chóng.
Khi có một chiếc máy quét 3D, tôi chỉ cần hiệu chỉnh nó là có thể bắt đầu sử dụng. Việc này không hề khó khăn, vì máy quét đi kèm với một bảng hiệu chuẩn và hướng dẫn cụ thể trong phần mềm được cung cấp. Các khối tạo hình đi kèm với máy quét 3D giúp quá trình quét nhanh hơn, ngay cả đối với những vật thể không có nhiều chi tiết. Phần mềm đi kèm máy quét cũng giúp việc chỉnh sửa các bản quét 3D trở nên dễ dàng hơn, và chỉ trong vài phút, tôi đã có thể quét và làm sạch một mô hình 3D hoàn chỉnh.
Mô hình đầu người được quét 3D và hiển thị trên phần mềm Revo Scan 5, thể hiện khả năng tái tạo vật thể chi tiết bằng công nghệ quét 3D.
3. Độ Chính Xác Vượt Trội So Với Thiết Kế 3D Truyền Thống
Không Cần Đo Đạc Thủ Công Hay Ước Lượng
Thiết kế mô hình 3D truyền thống phụ thuộc vào các phép đo, nhập kích thước và sử dụng hình ảnh tham chiếu, điều này có thể dễ dẫn đến sai sót. Ngay cả những nhà thiết kế 3D giàu kinh nghiệm cũng cần rất nhiều thời gian để phát triển một thiết kế chính xác, đặc biệt là đối với các bộ phận chức năng như bánh răng, vòng bi hoặc các mô hình y tế như bộ phận giả và mô hình răng.
Khi cần thu thập chi tiết của các vật thể trong thế giới thực, máy quét 3D có thể ghi lại thiết kế với độ chính xác cao, thường là đến cấp độ vi mô trong một số trường hợp, đảm bảo tạo ra bản sao kỹ thuật số chính xác của vật thể gốc. Điều này càng đúng nếu bạn đang sử dụng một máy quét 3D cao cấp. Chẳng hạn, độ chính xác của MetroX mà tôi đang sử dụng lên tới 0.03 mm, nhưng một số máy quét khác còn có thể đạt tới 0.01mm. Tôi đã sử dụng nó để quét nhiều vật thể khác nhau, như một con cú, một chậu hoa và khuôn mặt của một người mà tôi đã in 3D trước đó, và chúng đều cho kết quả khá tốt. Các bản quét 3D của con cú thậm chí còn ghi lại được những chi tiết nhỏ như các vết nứt trên file gốc, như được thể hiện trong các hình ảnh của bài viết này. Thật sự rất ấn tượng.
2. Dễ Dàng Chỉnh Sửa Và Tinh Chỉnh File Đã Quét
Làm Sạch Dữ Liệu Quét Và Chuẩn Bị Cho Quá Trình In 3D
Hầu hết các nhà sản xuất máy quét 3D đều cung cấp phần mềm tương thích với máy quét của họ để chỉnh sửa các bản quét 3D. Ví dụ, máy quét 3D MetroX mà tôi sử dụng đi kèm với phần mềm Revo Scan 5 để chỉnh sửa dữ liệu quét thô. Phần mềm này rất dễ sử dụng và tôi không mất nhiều thời gian để tìm hiểu cách làm sạch các bản quét 3D. Điều này tương tự với hầu hết các phần mềm quét 3D khác hiện có, mặc dù với một số phần mềm, bạn sẽ cần dành chút thời gian để học.
Trong mô hình chậu hoa mà tôi đã quét, có một số phần mà tôi cần loại bỏ, chẳng hạn như các cánh hoa mà máy quét đã ghi lại ở phần trên của chậu. Tôi đã chọn các phần không mong muốn đó bằng công cụ chọn đa giác (polygon selection tool), sau đó nhấp vào công cụ xóa (delete tool), và chúng biến mất ngay lập tức. Ngoài ra, phần mềm còn cung cấp các công cụ để vá lỗ hổng, kết hợp các bản quét 3D, làm mịn các cạnh và bề mặt, cũng như các công cụ đơn giản hóa để giảm số lượng lưới (mesh).
Nếu bạn cũng mua một chiếc máy quét 3D, bạn nên tuân thủ phần mềm mà nhà sản xuất cung cấp, vì nó thường đi kèm với tài liệu hướng dẫn sử dụng. Tuy nhiên, nếu bạn đã quen thuộc với các công cụ chỉnh sửa lưới khác như Meshmixer, bạn hoàn toàn có thể sử dụng chúng thay thế, vì Meshmixer cũng cung cấp tất cả các công cụ cần thiết để chỉnh sửa bản quét 3D của bạn và biến chúng thành file sẵn sàng để in 3D.
Giao diện phần mềm Revo Scan 5 với các công cụ chỉnh sửa mô hình 3D, giúp tinh chỉnh dữ liệu quét và chuẩn bị file in 3D hiệu quả.
1. Máy Quét 3D Khả Năng Ghi Lại Kết Cấu Bề Mặt (Texture) Tự Nhiên
Nắm Bắt Vật Thể Thực Tế Với Toàn Bộ Chi Tiết Vốn Có
Việc thêm kết cấu (texture) vào mô hình 3D bằng các phần mềm mô hình truyền thống đòi hỏi rất nhiều công sức. Bạn cần phải tạo chúng thủ công, điều này tốn thời gian và yêu cầu kỹ năng cao. Một máy quét 3D không chỉ ghi lại hình học mà còn cả kết cấu bề mặt, tạo ra một mô hình có đầy đủ kết cấu mà không cần thêm bất kỳ công đoạn nào. Một số máy quét 3D cho phép bạn quét file có màu sắc hoặc không màu. Tôi đã quét một chậu hoa bằng máy quét MetroX, và kết quả rất tốt. Khi phóng to, bạn có thể nhìn thấy các chữ viết bên cạnh và cả cánh hoa chạm vào một bên chậu.
Máy quét sẽ tách phần lưới (mesh) khỏi kết cấu (texture), cho phép bạn chỉnh sửa chúng riêng biệt. Sau khi chỉnh sửa file, bạn có thể xuất nó ở định dạng OBJ hoặc PLY, đây là các định dạng lưu trữ cả dữ liệu hình học và thông tin màu sắc, kết cấu. Các máy in 3D đa màu sắc thường hỗ trợ định dạng file OBJ.
Khả năng của máy quét 3D trong việc ghi lại các vật thể đời thực với chi tiết vốn có khiến chúng trở thành một lựa chọn tuyệt vời để bảo tồn các hiện vật kỹ thuật số. Nếu bạn có một vật thể ở nhà cần được bảo quản, việc quét nó và in 3D là một lựa chọn tuyệt vời.
Mô hình chậu hoa được quét 3D màu sắc chi tiết trên phần mềm Revo Scan 5, cho thấy khả năng ghi lại texture bề mặt sống động.
Tạo File Cho In 3D Bằng Máy Quét 3D: Giải Pháp Tối Ưu
Quét 3D là một lựa chọn tuyệt vời để chuẩn bị các file sẵn sàng in của các vật thể hiện có, thay vì phải mất nhiều thời gian để tạo mô hình 3D từ đầu. Mặc dù bạn vẫn cần thực hiện một số bước xử lý hậu kỳ để làm sạch các bản quét, nhưng quy trình tổng thể vẫn nhanh hơn đáng kể. Tuy nhiên, giống như bất kỳ công cụ nào khác, máy quét 3D cũng có những nhược điểm, chẳng hạn như khả năng gặp khó khăn khi quét các vật thể trong suốt và phản chiếu, cũng như có thể không ghi lại chính xác các cấu trúc bên trong của một vật thể. Nếu bạn có ý định mua một chiếc, điều quan trọng là nó phải có độ chính xác và độ phân giải cao để ghi lại tất cả các chi tiết của các vật thể mà bạn đang làm việc.