Sự khác biệt giữa công nghệ quét 3D ánh sáng xanh và ánh sáng trắng

I. Những thông tin cần biết về công nghệ quét 3D

Điểm nổi bật:
Một ưu điểm vượt trội của máy quét 3D sử dụng công nghệ ánh sáng xanh so với ánh sáng trắng là khả năng thu thập chi tiết bề mặt với độ chính xác và độ phân giải cao, đặc biệt trên những bề mặt phản chiếu hoặc tối. Công nghệ quét 3D đã trở thành bước quan trọng trong các quy trình kiểm tra chất lượng, thử nghiệm, sản xuất và thiết kế ngược. Việc tạo lập bản vẽ 3D và tối ưu hóa quy trình làm việc thông qua các giải pháp quang học không tiếp xúc đã giúp các tổ chức nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu thời gian chờ đợi.

Tuy nhiên, khi thị trường tràn ngập nhiều giải pháp quét 3D, các doanh nghiệp không thể trực tiếp trải nghiệm toàn bộ sản phẩm – điều này có thể dẫn đến lựa chọn không phù hợp, ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu quả vận hành. Khi tiêu chuẩn công nghiệp ngày càng khắt khe và cạnh tranh trở nên gay gắt, hiểu biết sâu sắc về những công nghệ đo lường tiên tiến là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng và tuân thủ quy định.

Một trong những điểm dễ gây nhầm lẫn chính là sự phân biệt giữa công nghệ ánh sáng trắng và ánh sáng xanh. Tóm lại, nếu nói ngắn gọn thì ánh sáng xanh là phiên bản hiện đại, tiên tiến hơn so với ánh sáng trắng. Bài viết dưới đây sẽ đi sâu phân tích ưu điểm của từng công nghệ, thông qua đó làm sáng tỏ lợi ích mà công nghệ quét 3D mang lại – điển hình như dự án tiết kiệm tới 100 triệu đô la Mỹ của AMRDEC nhờ ứng dụng máy quét 3D ánh sáng xanh ATOS.

II. Hướng dẫn từ ZEISS

1. Công nghệ quét 3D ánh sáng trắng là gì?
Công nghệ quét 3D ánh sáng trắng là phương pháp đo lường không tiếp xúc, dựa vào việc sử dụng ánh sáng trắng để chiếu lên vật thể nhằm thu thập dữ liệu mô hình 3D một cách nhanh chóng và chính xác. Quá trình này bắt đầu bằng việc chiếu các mẫu ánh sáng (đường chiếu) từ một thấu kính 2D lên bề mặt vật thể. Các camera ghi nhận sự biến dạng của các đường chiếu khi gặp các bề mặt không đồng nhất, từ đó các thuật toán tiên tiến xử lý và chuyển đổi dữ liệu thành đám mây điểm với tọa độ X, Y, Z. Các đám mây điểm này sau đó được kết hợp để xây dựng mô hình 3D hoàn chỉnh.

Với hơn hai thập kỷ kinh nghiệm, công nghệ ánh sáng trắng đã chứng tỏ được hiệu quả của mình trong việc tạo ra các bản vẽ 3D chính xác. Ngay cả các hệ thống như ATOS của ZEISS – hiện đã được nâng cấp lên công nghệ ánh sáng xanh – ban đầu cũng dựa trên nền tảng ánh sáng trắng từ những năm 1995.

So với phương pháp quét laser truyền thống, sử dụng tia laser để đo lường bề mặt và thường đòi hỏi quy trình phức tạp, quét 3D bằng ánh sáng trắng mang lại nhiều lợi thế. Hệ thống ánh sáng trắng thường được tích hợp với các thiết bị cố định như chân đỡ, bệ gá hoặc robot, giúp thực hiện quá trình “quét chụp” nhanh chóng, giảm thiểu thời gian cài đặt, hạn chế sự trùng lặp dữ liệu và giảm sai số so với các máy đo tọa độ (CMM) truyền thống yêu cầu tiếp xúc trực tiếp với vật thể.

2. Công nghệ quét 3D ánh sáng xanh là gì?
Trong khi công nghệ ánh sáng trắng đã tạo dựng được nền tảng vững chắc trong lĩnh vực quét 3D, công nghệ ánh sáng xanh lại đánh dấu một bước tiến vượt bậc về hiệu suất và độ chính xác. Dù hai công nghệ có những điểm tương đồng và được ứng dụng rộng rãi, nhưng ánh sáng xanh nổi bật nhờ khả năng sử dụng dải sóng hẹp, giúp loại bỏ nhiễu loạn từ ánh sáng môi trường và cho ra dữ liệu đo lường ổn định hơn.

Hệ thống ATOS của ZEISS, áp dụng công nghệ ánh sáng xanh, cho phép người dùng nhanh chóng tạo lập bản vẽ 3D với chi tiết tuyệt đối. Ví dụ, phiên bản ATOS Triple Scan – dù là thế hệ cũ – đã chứng minh khả năng đo tới 8 triệu điểm mỗi giây. Nhờ đó, trong cuộc thi “GE High Accuracy, High Throughput Inspection Technologies Challenge”, ATOS Triple Scan đã vượt qua thử thách đo lưỡi dao Victorinox trong thời gian dưới ba phút, đạt độ chính xác ≤10 microns với độ lặp lại chỉ 5 microns, vượt trội so với hơn 50 đối thủ cùng tham gia. Thành công này đã mở đường cho các thế hệ máy ATOS sau này, với cải tiến đáng kể về tốc độ và độ chính xác.

Hiện nay, ATOS Triple Scan đã được thay thế bởi ZEISS ATOS 5 – phiên bản nâng cấp với những cải tiến vượt trội về:

• Độ chính xác cao hơn
• Tốc độ quét nhanh hơn
• Khoảng cách đo cải thiện
• Khả năng phát hiện bề mặt tối ưu
• Giao diện thân thiện với người dùng
• Tích hợp phần mềm linh hoạt
• Giảm thiểu nhiễu

Những ưu điểm này khiến ZEISS ATOS 5 trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng đo lường công nghiệp đòi hỏi tiêu chuẩn khắt khe. Một ví dụ cụ thể là trong ngành hàng không: Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Canada đã sử dụng máy quét 3D ATOS kết hợp với công nghệ TRITOP để phục chế một chiếc máy bay C130 cổ, qua đó nâng cấp các hệ thống cơ khí – điện tử và tạo ra mô hình 3D phục vụ cho các phân tích CFD và ứng suất chỉ trong vòng hai tuần.

Đáng chú ý, công nghệ ánh sáng xanh ATOS còn được Trung tâm Kỹ thuật và Phát triển Nghiên cứu Không quân và Tên lửa của quân đội Mỹ lựa chọn làm tiêu chuẩn cho các ứng dụng kiểm tra, thiết kế ngược và gia công thích ứng, giúp tiết kiệm lên tới 100 triệu đô la Mỹ cho dự án của AMRDEC.

III. Tổng kết

So sánh giữa công nghệ quét 3D ánh sáng trắng và ánh sáng xanh cho thấy cả hai đều có vai trò quan trọng trong đo lường không tiếp xúc. Mặc dù ánh sáng trắng đã được ứng dụng thành công trong hơn hai thập kỷ qua với khả năng tạo ra các mô hình 3D chính xác thông qua phương pháp chiếu mẫu, nhưng công nghệ ánh sáng xanh – đặc biệt trong hệ thống ATOS của ZEISS – đã đưa hiệu suất quét 3D lên một tầm cao mới. Với độ chính xác vượt trội, tốc độ quét nhanh hơn và hiệu quả cao hơn, công nghệ ánh sáng xanh không chỉ tối ưu hóa quy trình kiểm soát chất lượng mà còn giúp cải thiện đáng kể hiệu suất sản xuất trong môi trường công nghiệp ngày càng cạnh tranh.

Việc nắm vững những khác biệt cốt lõi giữa ánh sáng trắng và ánh sáng xanh là điều thiết yếu đối với các nhà sản xuất và doanh nghiệp đang tìm kiếm giải pháp đo lường 3D tiên tiến nhất, nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường và nâng cao lợi thế cạnh tranh.