Representação geométrica 3D para AM

Representação geométrica 3D para AM

1. FORMAS DE OBTENÇÃO DE MODELO GEOMÉTRICO 3D

   • sistemas
     • Os sistemJs CAD permitem a geração de modelos geométricos modelagem sólida é a forma mais adequada para a obtenção de .3[) para a AM. visto que apresenta menos problemas na do modelo natiSX) em um dos formatos usados na AM. As geometrias gera das por modeladores dc superficies devem conter delimitaçöes bem definidas, sem quebras, falhas nas conexöcs ou superposições das várias superfícies componentes do modelo
     • Problemas decorrentes de erros na modelagem CAD
       • Superfícies não conectadas
         • Esse problema ocorre na modelagem de superfícies quando, aparentemente, duas superfícies próximas formam um volume fechado. Dependendo da distância entre essas superfícies e das precisões numéricas envolvidas. pode haver uma interpretação de que as superfícies não estão conectadas
       • Sólidos não conectados
         • esse é um erro, normalmente, originado no momento de construir o modelo, ou seja, relacionado com o usuário do sistema CAD Dois ou mais sólidos não conectados na modelagem, Quando o modelo é convertido para algum formato para uso na AM, usualmente O STL, o algoritmo de geração de malha reconhece essa configuração como dois sólidos, criando também duas malhas independentes e superfícies "quase" coincidentes. O resultado é que um estreito espaço entre esses sólidos é gerado, fragilizando o protótipo
       • Sobreposição de superfícies
         • A sobreposição de superfícies gera uma malha com triângulos sobrepostos e acontece quando se utiliza um modelador de superfície para a modelagem da peça. Esse problema é dificil de se detectar antes dc iniciar o planejamento de processo, e deve ser corrigido na modelagem CAD.
   • DIGITALIZAÇÃO TRIDIMENSIONAL
     • A digitalização permite a obtenção das superfícies externas de objetos por meio de scanners ou máquinas fotográficas. Esses equipamentos são capazes de capturar a geometria de um objeto físico, que, depois de tratada, é convertida em superfícies para serem utilizadas nos modelos de engenharia
   • TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA, RESSONÂNCIA MAGNÉTICA E ULTRASSOM 3D
     • forma de se obter modelos com informações internas das estruturas. é por meio de tecnologias de imagens não invasi\ns como a tomografia ( microtomografia) computadorizada (TC), a ressonåncia magnética (RIM) e, mais centemente, a ultrassonografia
     • é um recurso bastante utilizado na engenharia. com os tomógrafos industriais, para a engenharia reversa de estruturas internas, o que não é possível com qualquer outro scanner de superfície. Ê útil também na análise estrutural de peças ou sistemas, avaliando a sua integridade com ensaios não destrutivos da amostra.
     • normalmente em formato STL, também pode ser impresso em equipamentos de AM para servir como referência e simulação da cirurgia real

2. FORMATO STL

   • FORMATO DE ARQUIVO STL NA REPRESENTAÇÃO ASCII
     • caracteres de texto. é utilizada de modo que este Fossa interpretado de forma facil e inteligivel por pessoas ou por diferentes plataforma computacionais.
       • por algum motivo, é necessário que sejam interpreta&5 por pessoas para fins de pesquisa, ou mesmo quando é desejada a interoperabilidadt entre diferentes sistemas computacionais.
   • REGRAS DE FORMAÇÃO DOS TRIÂNGULOS NO ARQUIVO STL
     • Regra da mão direita
       • A sequência dos vértices de cada triângulo é listada no sentido anti-horário
     • conexão vertice-vertice
       • dois triingulos vizinhos compartilham única e Clusivamentedois vértices
   • FORMATO DE ARQUIVO STL NA REPRESENTAÇÃO BINÁRIA
     • representação de dados em formato binário torna 0 arquivo mais compacto, porém pouco inteligível para fins de interpretação humana e menos portável entre diferentes plataformas computacionais
   • ARQUIVO STL EM CORES
     • Comumente, a representação de um objeto pelo formato STL não permite incluir atributos de cores. No entanto, a representação de cores pode ser possível. acompanhando a evolução de alguns processos de AM que incluem esse atributo para produzir peças
   • DEFICIÊNCIAS DO FORMATO STL
     • Os STL no contêm informações topológicas que garantam a conectividade e a conststénclå da malha, a direçäo do vetor normal não é totalmente Confiá e hå redundincia de dados. o que resulta em tamanho excessivo dos arquivos Além disso. este nio representa cor, acabamento superficial, tipo de material e mate. riais com gradação funcional (functionallygraded materials - FGM).

3. EXPORTAÇÃO DE ARQUIVOS STL EM SISTEMAS CAD 30

   • todos os programas CAD oferecem um módulo de exportação de dados de sua representaçäo nativa para o STL. A utilização desses módulos apresenta certa facilidade, pois, normalmente, a exportação é uma simples operação de gravação de arquivo com diferente extensão (tipo de arquivo).
   • QUALIDADE DA REPRESENTAÇÃO STL
     • A conversão do modelo sólido em um modelo de representação de malhas de polígonos, como é o caso do ST L, inevitavelmente conduz a erros de aproximação de superfícies contínuas e regulares por facetas que, por menores que sejam. não conseguem representar de forma suavizada essas superfícies.

4. PROBLEMAS MAIS COMUNS ENCONTRADOS NOS ARQUIVOS NO FORMATO STL

   • PROBLEMAS DECORRENTES DOS ALGORITMOS DOS SISTEMAS CAD
     • Malha com falhas ou aberturas por falta de triângulos
       • Malha com falhas ou aberturas por falta de triângulos Os triângulos do arquivo STL devem recobrir totalmente a superfície do modelo. Se, por algum motivo. houver a falta de triângulos, essas superfícies passam a apresentar aberturas
     • Malha com degeneração de triângulos
       • degeneraçäoocorre quando a área interna dos triângulos é tão pequena quec vetor normal inexiste
     • Interseção de triângulos
       • Quando dois ou mais triingulos se intersectam, ferem as regras de mento de vértice-vértice
     • Inversão dos vetores normais
       • A inscrsâo de normais, ou normais inconsistentes, acontece quando a regrada mio direita para orientaçäo da normal em relação ao triângulo não é respeitadaœ
     • Lógica da geração da malha de triângulos
       • Outra consideração a ser observada na representação STL é que a malha de triângulos depende da estratégia e da robustez do algoritmo implementado para a sua geração. Assim, diferentes malhas STL podem ser geradas para os mesmos parâmetros dc controle e o mesmo modelo geométrico.