Luận văn Thạc sĩ: Ứng dụng CAD/CAM/CNC vào sản xuất chân tay giả - Nguyễn Duy Chiến

Toàn văn luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC vào sản xuất chân tay giả, giúp nâng cao độ chính xác và chất lượng sản phẩm.

• Tác giả: Nguyễn Duy Chiến
• Người hướng dẫn: PGS. TS Trần Xuân Việt
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Cơ Khí
• Đề tài: Ứng Dụng Công Nghệ CAD/CAM - CNC Vào Sản Xuất Chân Tay Giả
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sỹ Khoa Học
• Năm xuất bản: 2006
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tình hình sản xuất chân tay giả ở Việt Nam

Trong những năm qua, ngành sản xuất chân tay giả ở Việt Nam đã có những bước tiến đáng kể. Trước đây, các sản phẩm chỉnh hình được chế tạo hoàn toàn bằng công nghệ thủ công với các phương pháp đẽo, gọt, đúc truyền thống. Tuy nhiên, những sản phẩm này không đáp ứng đầy đủ nhu cầu của người tàn tật vì chúng thiếu tiện lợi, độ bền thấp, nặng và không thẩm mỹ. Hiện nay, với nhu cầu của khoảng 700.000 người tàn tật vận động tại Việt Nam cần dụng cụ chỉnh hình, việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC đã mở ra hướng phát triển mới cho ngành công nghiệp này.

1.1. Tình hình hiện nay của công nghệ sản xuất

Nguyên vật liệu truyền thống như gỗ, nhựa lỏng, cao su tự nhiên dần được thay thế bằng các vật liệu hiện đại. Các cơ sở sản xuất bán thành phẩm chỉnh hình ngày càng đa dạng về kiểu cách và mẫu mã. Tuy nhiên, công nghệ gia công vẫn còn hạn chế, chưa thể đáp ứng hoàn toàn nhu cầu cao về chính xác và thẩm mỹ của người tàn tật.

1.2. Nhu cầu thị trường và cơ hội phát triển

Với dân số hơn 80 triệu người, tỷ lệ người tàn tật khoảng 6,5-7%, nhu cầu sản xuất chân tay giả chất lượng cao là rất lớn. Các nước Đông Nam Á như Lào, Campuchia cũng cần nhiều dụng cụ chỉnh hình. Thị trường toàn cầu cho thấy tỷ lệ người cần hỗ trợ này khoảng 0,5% dân số thế giới, mở ra cơ hội xuất khẩu lớn.

II. Ứng dụng công nghệ CAD trong thiết kế chân tay giả

Công nghệ CAD (Computer-Aided Design) đóng vai trò quan trọng trong quy trình thiết kế chân tay giả hiện đại. Thay vì dựa hoàn toàn vào kinh nghiệm thủ công, các kỹ sư có thể tạo mô hình 3D chính xác, tối ưu hóa từng chi tiết để phù hợp với sinh lý học của người dùng. Công nghệ CAD cho phép mô phỏng, kiểm tra và điều chỉnh thiết kế trước khi sản xuất, giảm chi phí nguyên vật liệu và thời gian phát triển sản phẩm. Điều này giúp tạo ra những chân tay giả vừa vặn, thoải mái, đẹp mắt và an toàn cho người sử dụng.

2.1. Quá trình thiết kế số hóa

Phần mềm CAD cho phép các thiết kế viên nhập dữ liệu measurements của người bệnh và tạo mô hình socket - bộ phận quyết định chất lượng của chân tay giả. Mô hình 3D giúp kiểm tra độ chính xác, tính thẩm mỹ và khả năng chuyển động trước sản xuất, tiết kiệm thời gian và chi phí.

2.2. Lợi ích của thiết kế CAD

Công nghệ CAD đảm bảo tính chính xác cao, dễ dàng sửa đổi và tái sử dụng thiết kế, giảm sai sót, tăng tính nhất quán sản phẩm. Các bản vẽ kỹ thuật được tạo tự động, hỗ trợ quá trình sản xuất CNC và CAM hiệu quả hơn.

III. Quy trình CAM CNC trong chế tạo bán thành phẩm

Công nghệ CAM (Computer-Aided Manufacturing) và CNC (Computer Numerical Control) là yếu tố chủ chốt trong sản xuất chân tay giả hiện đại. Sau khi thiết kế hoàn tất trên CAD, dữ liệu được truyền sang hệ thống CAM để tạo chương trình điều khiển máy CNC. Các máy CNC tự động gia công socket và các bộ phận khác với độ chính xác cao, tốc độ nhanh và chi phí thấp. Quá trình này loại bỏ hoàn toàn công nghệ thủ công cũ, đảm bảo chân tay giả có kích thước chuẩn, bề mặt mịn màng, độ bền cao, phù hợp với nhu cầu người tàn tật.

3.1. Ứng dụng máy CNC trong gia công socket

Socket là bộ phận tiếp xúc trực tiếp với cơ thể, cần độ chính xác tuyệt đối. Máy CNC có thể gia công các hình dạng phức tạp, đảm bảo vừa vặn hoàn hảo. Công nghệ này cho phép sản xuất hàng loạt với chi phí thấp hơn 50% so với thủ công.

3.2. Lợi ích của quy trình CAM CNC

Công nghệ CAM/CNC giảm thời gian sản xuất, tăng năng suất, đảm bảo chất lượng ổn định. Sản phẩm đạt độ chính xác ±0,5mm, bề mặt hoàn thiện tốt, tính thẩm mỹ cao. Chi phí sản xuất giảm, giá thành chân tay giả trở nên phải chăng hơn cho người tàn tật.

IV. Tác động và triển vọng phát triển công nghệ CAD CAM CNC

Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC vào sản xuất chân tay giả mang lại những thay đổi tích cực cho người tàn tật Việt Nam. Chân tay giả được sản xuất bằng công nghệ này vừa vặn, nhẹ, bền, đẹp, góp phần nâng cao chất lượng sống. Từ cơ sở socket, công nghệ này có thể mở rộng sang sản xuất các bộ phận khác như khép gế, bàn chân giả, ngang. Triển vọng phát triển rất lớn khi các cơ sở sản xuất Việt Nam từng bước áp dụng công nghệ này, không chỉ phục vụ thị trường nội địa mà còn xuất khẩu sang các nước Đông Nam Á và thế giới.

4.1. Tác động xã hội và nhân văn

Chân tay giả chất lượng cao giúp người tàn tật tích cực hơn trong sinh hoạt, lao động, học tập. Giá thành giảm nhờ công nghệ CNC cho phép nhiều người tiếp cận, cải thiện đáng kể cuộc sống của những người có khuyết tật vận động.

4.2. Tương lai ngành công nghiệp chỉnh hình

Các cơ sở sản xuất dụng cụ chỉnh hình Việt Nam cần tiếp tục đầu tư vào công nghệ CAD/CAM/CNC. Mở rộng ứng dụng sang các bộ phận khác, nâng cao chất lượng, giảm chi phí để cạnh tranh trên thị trường quốc tế. Đây là cơ hội để Việt Nam trở thành trung tâm sản xuất chân tay giả chất lượng cao cho khu vực.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẢO TẠO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HÀ NỘI LUAN VAN THAC S¥ KHOA HỌC NGANH: CONG NGHE CO KHi UNG DUNG CONG NGHE CAD/CAM - CNC VAO SAN XUAT CHAN TAY GIA NGUYÊN DUY CHIẾN HẢ NỘI - 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẢO TẠO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HÀ NỘI LUẬN VAN THẠC SỸ KHOA HOC UNG DUNG CONG NGHE CAD/CAM - CNC VAO SAN XUAT CHAN TAY GIA NGANH: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ NGUYEN DUY CHIEN Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS TRẤN XUAN VIET HÀ NỘI - 2006 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC ỨNG DỤNG CÔNG NGHE CAD/CAM - CNC VAO SAN XUAT CHAN TAY GIA NGÀNH: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ MÃ SỐ: NGỦ DUY CHỈ HÀ NỘI - 2006 WA VEN OT NCHIED 3 3Ô MÔN CÔNG KƠ lỆ CHẾ TẠO CHƯƠNG L ÔNG QUAN VE CHAN TAY GIA 1. Tình hình sản xuất chân tay gia 6 Viet Nam 1. Tình hình hiện nay Trong suốt thời gian dài, bán thành phẩm của dụng cụ chỉnh hình ở nước ta chỉ được thiết kế sản xuất, chế lạo bằng công nghệ và thiết bị từ những năm 1970, các thiết này đã lạc hậu.

Nguyên vật liệu được dũng chủ yếu là gỗ và nhựa lỏng, cao su tự nhiên, vải bố Trong những năm gần đây ở nước ta đã có nhiều cơ sở sân xuấi bán thành phẩm của đụng cụ chỉnh hình, số lượng nhiều hơn, kiểu cách chủng loại đa dạng hơn, mẫu mã đẹp hơn. Tuy nhiên công nghệ gia công vẫn cồn hạn chế chưa đáp tứng được nhu cầu của người tàn tật. Hướng phát triển của ngành sẵn xuất dụng cụ chỉnh hình Dân số nước ta hiện nay khoảng hơn B0 triệu người, tỷ lệ người tần tật khoảng 6,5 : 7 % dân số, tương dương khoảng 5: 7 triệu người. Tỷ lệ người tàn tat vận động (thiếu chân tay) cần dụng cụ chính hình xấp xi 0,8 % dân số, tương đương khoảng 700 000 người.

Ngoài ra các nước Đông Nam Á: lào, Campuchia. là những nước đông dân, chịu hậu quả chiến tranh lâu dài, như cầu cẩn đụng cụ chỉnh hình lớn. "Trên thế giới tỷ lệ người tàn tật vận động có nhu cầu cần dụng cụ chỉnh hình vào khoảng 0,5 ?# dân số thế giới Các số liệu trên cho thấy nhu cầu cần dụng cụ chỉnh hình là rất lớn, vì vậy cẩn tập trung vào những vấn để sau: “ĐÔNG -TIBE HÀ NỘI KICa CO XIÍ WA VEN OT NCHIED 3 3Ô MÔN CÔNG KƠ lỆ CHẾ TẠO CHƯƠNG L ÔNG QUAN VE CHAN TAY GIA 1. Tình hình sản xuất chân tay gia 6 Viet Nam 1.

Tình hình hiện nay Trong suốt thời gian dài, bán thành phẩm của dụng cụ chỉnh hình ở nước ta chỉ được thiết kế sản xuất, chế lạo bằng công nghệ và thiết bị từ những năm 1970, các thiết này đã lạc hậu. Nguyên vật liệu được dũng chủ yếu là gỗ và nhựa lỏng, cao su tự nhiên, vải bố Trong những năm gần đây ở nước ta đã có nhiều cơ sở sân xuấi bán thành phẩm của đụng cụ chỉnh hình, số lượng nhiều hơn, kiểu cách chủng loại đa dạng hơn, mẫu mã đẹp hơn. Tuy nhiên công nghệ gia công vẫn cồn hạn chế chưa đáp tứng được nhu cầu của người tàn tật. Hướng phát triển của ngành sẵn xuất dụng cụ chỉnh hình Dân số nước ta hiện nay khoảng hơn B0 triệu người, tỷ lệ người tần tật khoảng 6,5 : 7 % dân số, tương dương khoảng 5: 7 triệu người.

Tỷ lệ người tàn tat vận động (thiếu chân tay) cần dụng cụ chính hình xấp xi 0,8 % dân số, tương đương khoảng 700 000 người. Ngoài ra các nước Đông Nam Á: lào, Campuchia. là những nước đông dân, chịu hậu quả chiến tranh lâu dài, như cầu cẩn đụng cụ chỉnh hình lớn. "Trên thế giới tỷ lệ người tàn tật vận động có nhu cầu cần dụng cụ chỉnh hình vào khoảng 0,5 ?# dân số thế giới Các số liệu trên cho thấy nhu cầu cần dụng cụ chỉnh hình là rất lớn, vì vậy cẩn tập trung vào những vấn để sau: “ĐÔNG -TIBE HÀ NỘI KICa CO XIÍ WA VEN OT NCHIED 2 3Ô MÔN CÔNG KƠ lỆ CHẾ TẠO Trước đây việc chế tạo dụng cụ chỉnh hình nổi chung và chân tay giả nói riêng chỉ dựa hoàn toàn bảng thủ công: đẽo, gọt, đúc.như nạng chống, chân pỗ.VI vậy những sản phẩm này không đáp ứng dược mong muốn của người tàn tat: không thuận tiện trong sinh hoạt, lao động; độ bên không cao, nặng, không đẹp.

Hiện nay khoa học kỹ thuật nói chung và công nghệ CAD/CAM — CNC nói riêng để thâm nhập vào mọi lĩnh vực đời sống con người. Một số đơn vị sản xuất dụng cụ chỉnh hình đã ứng dụng công nghệ CAD/CAM — CNC vào việc chế Iạo chân tay giả. Bước đầu dã phân đạt dược những mong đợi của người tin tật Xuất phát từ những đồi hỏi thực tế của dụng cụ chỉnh hình, chúng tôi tiến hanh nghiên cứu để tài. “ỨNG DỰNG CÔNG NGHỆ CAD/CAM — CNC VÀO SAN XUAT CHAN TAY GIẢ” với mục tiêu: - &ắn xuất ra những bán thành phẩm chân tay giả cho người tàn tật có độ chính xác cao, - Sản suất trong thời gian ngắn với số lượng lớn.

- Có hình đắng mẫu mã dep Chan tay giả được cấu lạo bởi nhiều những bán thành phẩm khác như: Socket, khép géi, ban chan, .nhưng trong phạm vi của đề tài chúng tôi chỉ tap trung nghiên cứu bán thành phẩm mang tính quyết định tới chất lượng của chân tay giả đó là: Socket Để tài là cơ sở để các cơ sở sản xuất chân tay giả có thể tham khảo, ứng dụng công nghệ CAD/CAM — ƠNC vào sản xuất dựng cụ chỉnh hình và là tiên để cho việc ứng dụng vào sản xuất những bần thành phẩm khác. “ĐÔNG -TIBE HÀ NỘI KICa CO XIÍ MUC LUC MO DAU CHUONG L. TONG QUAN VE CHAN TAY GIA 1,1. Tình hình sản xuất chân tay giá ở Việt Mam.

Tình hình hiện nay 1. Hướng phát iển của ngành sản xuấi dụng cụ chữnh hình 1,2, Đặc tính kỹ thuật của chân giã. Đặc tính chưng của chắn giả 1. Những đặc tính của Sackef 1.3, Phương pháp chế tạo Socket truyền thống.4, Phirong phap ché tao Socket img dung CAD/CAM 12 CHUONG 2.

UNG DUNG CAD/CAM C CNC VAO 14 SAN XUAT SOCKET 2. Tình bình ứng dụng CAD/CAM L] CNC vào sản 14 xuất 2.Téng quan vé CADICAM 1 CNC 3. Tình hình nghiên cứu và áp đụng công nghệ CADICAM LU CNC 2. Ứng dụng phần mềm ShapeViaker44 vào săn xuất 20 Sorkct 2.

Giới thiệu về phần mềm ShapeMaker44 21 3. Cơ sử ứng dụng phần mêm ShapeMakerd4 21 2.1, Đặc điểm của Sockel chân giả. Nghiên cứu phan mém ShapeMaker44 CHƯƠNG 3 TRÌNH TỰ TIIẾT KẾ CHẾ TẠO MỘT 65 SOCKET TREN PHẦN MỀM SHAPEMAKER44 MUC LUC MO DAU CHUONG L. TONG QUAN VE CHAN TAY GIA 1,1.

Tình hình sản xuất chân tay giá ở Việt Mam. Tình hình hiện nay 1. Hướng phát iển của ngành sản xuấi dụng cụ chữnh hình 1,2, Đặc tính kỹ thuật của chân giã. Đặc tính chưng của chắn giả 1.

Những đặc tính của Sackef 1.3, Phương pháp chế tạo Socket truyền thống.4, Phirong phap ché tao Socket img dung CAD/CAM 12 CHUONG 2. UNG DUNG CAD/CAM C CNC VAO 14 SAN XUAT SOCKET 2. Tình bình ứng dụng CAD/CAM L] CNC vào sản 14 xuất 2.Téng quan vé CADICAM 1 CNC 3. Tình hình nghiên cứu và áp đụng công nghệ CADICAM LU CNC 2.

Ứng dụng phần mềm ShapeViaker44 vào săn xuất 20 Sorkct 2. Giới thiệu về phần mềm ShapeMaker44 21 3. Cơ sử ứng dụng phần mêm ShapeMakerd4 21 2.1, Đặc điểm của Sockel chân giả. Nghiên cứu phan mém ShapeMaker44 CHƯƠNG 3 TRÌNH TỰ TIIẾT KẾ CHẾ TẠO MỘT 65 SOCKET TREN PHẦN MỀM SHAPEMAKER44 WA VEN OT NCHIED 1 3Ô MÔN CÔNG KƠ lỆ CHẾ TẠO MO DAU Môi trường và điều kiện sống của mỗi con người bao gồm các yếu tố tự nhiên và các yếu tố vật chất nhân tạo, chúng quan hệ lật thiết với nhau, ảnh hưởng trực tiếp tới dời sống, sự tổn tại và phát triển của con người.

Trong công cuộc diấu tranh giành độc lập và xây dựng Chủ nghĩa xã hội ở nước ta chính sách xã hội đối với thương binh và người lần lật (sau đây gọi chung là người lần tẬU) là nhiệm vụ quan trọng. Đảng và Nhà nước luôn quan tâm tới các chính sách đối với người lần tật, tạo mọi điểu kiện để người tần tật có điều kiện hoà nhập vào cộng đồng, làm giảm nhẹ nỗi bất hạnh cho một số lượng khá lớn người tàn tật để họ tạo lập cuộc sống gia đình. Số lượng người lần tật ở nước ta hiện nay khá lớn, theo báo cáo điều tra những năm gần đây, ước tính hiện nay Việt Nam có khoảng 7 triệu người tàn tật, chiếm khoảng 6,8 % dân số. Trong đố người tàn tật có nhu cầu dụng cụ chỉnh hình chiếm khoảng 68 % tổng số người tàn tật.

số người tàn tật vận động (cụt chân, tay) chiếm trên 40 %; trong độ tuổi lao động, học tập chiếm khoảng 62 %, "Từ những năm 70, Nhà nước đã đầu tư xây dựng hệ thống ngành chỉnh hình và phục hồi chức năng cho người tần tật. Nhu cầu sử dụng thì nhiều nhưng hàng năm chỉ sẵn xuất, lắp ráp được khoảng và cung cấp được 4000 đến 5000 dụng eụ chỉnh hình cho người tần tật. Theo số liệu thống kê trong thời gian lừ nam 1992 đến năm 1997 hành năm có tới 15 000 đến 20 000 dụng cụ chỉnh hình dược lắp ráp và cung cấp cho xã hội Ở nước ta hiện nay đời sống của người dân ngày càng được nâng cao, người tàn tật ngày cầng có nhu cầu được trợ giúp vận động bảng những đụng cụ chỉnh hình cố chất lương cao, mẫu mã đẹp, đáp ứng được nhu cầu của người tàn tật. “ĐÔNG -TIBE HÀ NỘI KICa CO XIÍ 3.1, Chuan Bi anu oe.

cccee reece S75 Sen 65 3. Chuẩn bị mẫu cốt âm Quát biên đọng bằng máy quất Thiết kế mẫu 66 3. Đánh dấu các điểm m 3. Đưa mô hình vào mẫu thiết kế.

Hiệu chỉnh mẫu 3. Dáng dung chan gid 3.3, Thiết lập chế dộ gìa công và gia công mẫu cối đương 72 3. Thiết lập chế dộ gia công 3. Gia công nuẫu cất dương CHƯƠNG 4.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 76 4. 76 Tài liệu tham khảo 78 3.1, Chuan Bi anu oe. cccee reece S75 Sen 65 3. Chuẩn bị mẫu cốt âm Quát biên đọng bằng máy quất Thiết kế mẫu 66 3.

Đánh dấu các điểm m 3. Đưa mô hình vào mẫu thiết kế. Hiệu chỉnh mẫu 3. Dáng dung chan gid 3.3, Thiết lập chế dộ gìa công và gia công mẫu cối đương 72 3.

Thiết lập chế dộ gia công 3. Gia công nuẫu cất dương CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 76 76 4.