Metodología de evaluación de desviaciones geométricas 3D en piezas planas y volumétricas mediante Geomagic Control

i T abajo Fin de Más e Más e Uni e si a io en Ingenie ía Indus ial Me odología de e aluación de des iaciones geomé icas 3D en piezas planas y olumé icas median e Geomagic Con ol® Au o : Gonzalo Cha es Aguile a Tu o : Gab iel Cen eno Báez Depa amen o de Ingenie ía Mecánica y Fab icación Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Uni e sidad de Se illa Uni e sidad de Se illa Se illa, 2017 ii iii T abajo Fin de Más e Más e Uni e si a io en Ingenie ía Indus ial Me odología de e aluación de des iaciones geomé icas 3D en piezas planas y olumé icas median e Geomagic Con ol® Au o : Gonzalo Cha es Aguile a Tu o : Gab iel Cen eno Báez P o eso Con a ado Doc o Depa amen o de Ingenie ía Mecánica y Fab icación Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Uni e sidad de Se illa Se illa, 2017 i P oyec o Fin de Más e : Me odología de e aluación de des iaciones geomé icas 3D en piezas planas y olumé icas median e Geomagic Con ol®. El ibunal nomb ado pa a juzga el P oyec o a iba indicado, compues o po los siguien es miemb os: P esiden e: Vocales: Sec e a io: Acue dan o o ga le la cali icación de: Se illa, 2017 El Sec e a io del T ibunal Au o : Gonzalo Cha es Aguile a Tu o : Gab iel Cen eno Báez A mi amilia y amigos. i ii Ag adecimien os A mis pad es, pues o que sin su apoyo el llega has a aquí hab ía sido imposible A mis amigos, po aguan a me y ayuda me en an os momen os pa a inalmen e so ea las di icul ades encon adas po el camino. A mi u o Gab iel Cen eno Báez, po habe me pe mi ido ealiza con él és e p oyec o y busca huecos en su ap e ada agenda pa a ayuda me en odo lo que se encon aba en su mano. A los miemb os del depa amen o de Ingenie ía Mecánica y Fab icación, en especial a Ma a y Es e po echa me an as manos como he necesi ado a la ho a de pelea me con el escáne . Gonzalo Cha es Aguile a Se illa, 2017 iii ix Resumen El obje i o p incipal de es e abajo es gene a una me odología de escaneo median e el uso de un escane Geomagic Cap u e® y del p og ama Geomagic Con ol®, aplicando dicha me odología a casos eales de escaneo 3D de piezas de ensayo ipo de di e en e geome ía, incluyendo piezas planas, olumé icas, con aguje os, e c. Finalmen e se debe á ealiza un análisis de des iaciones geomé icas en un caso de es udio eal, consis en e en una p ó esis pa cial ab icada median e con o mado inc emen al mono-pun o con el obje i o de se u ilizada pa a la sus i ución la pa e on al de un c áneo. P ime o se ealiza á una in oducción sob e la con ex ualización de los ipos de escáne es 3D que exis en, si uando el escáne Geomagic Cap u eTM den o de és e con ex o, mos ando además su alcance y las capacidades que nos b inda. T as és o se pasa á a un minucioso manual en el cual se explica paso po paso como usa dicho p og ama pa a pode ealiza un escaneo comple o y minucioso de cualquie ipo de elemen o que se aya a es udia . Pa a una ez digi alizada la pieza y co egidos odos los de ec os, p ocede a la pa e del manual de la compa ación del modelo ob enido y el modelo eó ico y po úl imo la ob ención de los esul ados. Po úl imo és e es udio se cen a a p incipalmen e en es ipos de p ocedimien os, p ime o las conside adas piezas olumé icas, la cual se ejempli ica con un modelo ealizado median e imp esión 3D y compa ado con su modelo eó ico, la cual se a a de la me odología con la meno di icul ad. Y pos e io men e se comen a an las llamadas “piezas planas”, dichas piezas, su ca ac e ís ica p incipal se á el pequeño espeso po el que es a án o madas. Pa a la ejempli icación de es e ipo de piezas se usa á un modelo c eado median e Fo mación Inc emen al (SPIF), la cual se á inalmen e compa ada con el modelo eó ico de su ensayo. Po úl imo, se expond á el es udio de piezas planas de es y olumé icas de e e encia, usando pa a ello más conc e amen e un ensayo de “ o mación inc emen al” usado pa a la ab icación de p ó esis c aneales, pues o que exis e una g an demanda de es e ipo de p ó esis, la gama de edades que las equie en es más amplia y se les equie e un cie o endimien o. A odo és o se le ha de suma la complejidad de los con o nos que las p ó esis gene ales ac uales no llegan a adap a se a la pe ección. Pa a pode llega a obse a el alcance que puede ene es e ipo de p o o ipado ápido que ac ualmen e se encuen a en es udio, debido a su meno cos o de ab icación y mejo adap ación de dichas p ó esis a cada indi iduo que las p ó esis con encionales. Es e apa ado se cen a á en la compa ación de una p ó esis eal con el modelo eó ico del c áneo al que se i ía de p ó esis con el consecuen e es udio de des iaciones en e los dos modelos y sus conclusiones pe inen es. x i x ii 2 Índice de Figu as Figu a 1.1 Escáne 3D de con ac o ............................................................................................................... 2 Figu a 1.2 Escáne 3D ime o ligh : Scan s a ion 2 .................................................................................... 3 Figu a 1.3 Modo uncionamien o iangulación ........................................................................................... 4 Figu a 1.4 Escáne 3D iangulación ............................................................................................................ 4 Figu a 1.5 Escáne 3D di e encia de ase: Fa o pho on ............................................................................... 5 Figu a 1.6 Escáne 3D luz es uc u ada: Geomagic cap u e ........................................................................ 6 Figu a 1.7 C eación de a a a es 3D ............................................................................................................. 8 Figu a 1.8 Conse ación del pa imonio con ecnologías 3D ...................................................................... 9 Figu a 1.9 Escáne 3D en la indus ia .......................................................................................................... 9 Figu a 1.10 iTe o 3D Digi al Scanne ........................................................................................................ 10 Figu a 1.11 Escáne an opomé ico .......................................................................................................... 10 Figu a 2.1 Diag ama de lujo de me odología ............................................................................................ 14 Figu a 2.2 Cuad o de con ol de escaneo ................................................................................................... 15 Figu a 2.3 Cuad o de con ol de con igu ación .......................................................................................... 16 Figu a 2.4 T ípode ...................................................................................................................................... 21 Figu a 2.5 Toma de conexión del escáne .................................................................................................. 22 Figu a 2.6 Conexión al o denado .............................................................................................................. 22 Figu a 2.7 Focos de la cáma a y cen o de pa ón p oyec ado ................................................................... 23 Figu a 2.8 Exposición baja, exposición al a y exposición .......................................................................... 23 Figu a 2.9 T ans o mación de disposi i o .................................................................................................. 24 Figu a 2.10 Mesa y pieza ambos con a ge s .............................................................................................. 24 Figu a 2.11 Pieza con uido ........................................................................................................................ 26 Figu a 2.12 Pieza sin uido ......................................................................................................................... 27 Figu a 2.13 Zona seleccionada po e o y deseleccionada ........................................................................ 27 Figu a 2.14 Regis o manual ...................................................................................................................... 28 Figu a 2.15 Pieza usionada ....................................................................................................................... 28 Figu a 2.16 Cuad o llena odo y llena solo uno ....................................................................................... 29 Figu a 2.17 Aguje o an es y después de ellena ........................................................................................ 29 Figu a 2.18 Ta ge sin ma ca , ma cado y eliminado ................................................................................. 30 Figu a 2.19 Ve de Tes -Fusionado ges o de modelo ................................................................................ 31 Figu a 2.20 Ven ana es adís icas de las p opiedades de alineación mejo adap ación ............................... 32 x iii Figu a 2.21 Final de dos elemen os alineados ............................................................................................ 32 Figu a 2.22 Análisis de des iaciones 3D ................................................................................................... 34 Figu a 2.23 Media colo ............................................................................................................................. 34 Figu a 2.24 Di e en es o mas de isualización ......................................................................................... 35 Figu a 2.25 Des iaciones con campana de Gauss ...................................................................................... 35 Figu a 2.26 Cuad o de des iación .............................................................................................................. 36 Figu a 2.27 Cuad o dialogo de sección a a és de un obje o .................................................................... 37 Figu a 2.28 Co e ........................................................................................................................................ 38 Figu a 2.29 Cuad o de dialogo de c ea dimensiones 2D y ejemplo aco ación ......................................... 39 Figu a 2.30 Display compa a .................................................................................................................... 39 Figu a 2.31 Análisis de des iaciones bidimensional .................................................................................. 40 Figu a 2.32 Expo o pd y edi a plan illa ................................................................................................ 41 Figu a 2.33 Opciones c ea in o me ........................................................................................................... 41 Figu a 3.1 Ejemplo de pieza olumé ica ................................................................................................... 44 Figu a 3.2 Escaneo ca a delan e a y elemen o inal ................................................................................... 44 Figu a 3.3 Escaneo ca a ase a y elemen o inal ....................................................................................... 45 Figu a 3.4 Ca a delan e a y ase a sin uido .............................................................................................. 45 Figu a 3.5 Alineación de los g upos ........................................................................................................... 46 Figu a 3.6 Alineación inal ......................................................................................................................... 46 Figu a 3.7 Pieza an es y después de aplica egis o global ....................................................................... 47 Figu a 3.8 Con igu ación de usionado ...................................................................................................... 47 Figu a 3.9 Elemen o usionado .................................................................................................................. 48 Figu a 3.10 An es y después de ellena aguje o ........................................................................................ 48 Figu a 3.11 Ta ge sin selecciona , a ge seleccionado y a ge eliminado ............................................... 48 Figu a 3.12 Pieza con y sin a ge s ............................................................................................................. 49 Figu a 3.13 Cuad o con igu ación educi uido y aplicado al elemen o ................................................... 49 Figu a 3.14 Punas igualadas ....................................................................................................................... 49 Figu a 3.15 Cuad o con igu ación mesh doc o y aplicado en la pieza...................................................... 50 Figu a 3.16 Tes es ablecido ....................................................................................................................... 50 Figu a 3.17 Cuad o de con igu ación, elemen os sin alinea y alineados .................................................. 51 Figu a 3.18 Re e encias ac i adas .............................................................................................................. 51 Figu a 3.19 Con igu ación sección a a és de obje o y esul ado ............................................................. 52 Figu a 3.20 Con igu ación y aco ación des iaciones en e modelo eó ico y es ..................................... 52 Figu a 3.21 Ob ención de las des iaciones del elemen o ........................................................................... 53 Figu a 3.22 Pieza con ano aciones y esul ados ......................................................................................... 54 xix Figu a 3.23 Cuad o con igu ación compa a 2D, esul ado y opciones ..................................................... 55 Figu a 3.24 Ubicación ca pe a compa aciones 2D ..................................................................................... 55 Figu a 3.25 In o me c eado po Geomagic ................................................................................................ 56 Figu a 4.1 Ejemplo de pieza plana ............................................................................................................. 58 Figu a 4.2 Pieza sin uido ........................................................................................................................... 58 Figu a 4.3 Alineación de los g upos ........................................................................................................... 59 Figu a 4.4 Figu a alineada .......................................................................................................................... 59 Figu a 4.5 Cuad o con igu ación egis o global y elemen o an es y después de aplica .......................... 59 Figu a 4.6 Pieza usionada con de ec os .................................................................................................... 60 Figu a 4.7 An es y después de ellena un aguje o y pieza sin aguje os .................................................... 60 Figu a 4.8 Pieza sin a ge s ......................................................................................................................... 61 Figu a 4.9 Aplicaciones educi uido, elaja y elimina e icales con su con igu ación ........................ 61 Figu a 4.10 Pieza as aplica educi uido, elaja y elimina e icales .................................................. 62 Figu a 4.11 Aplicación mesh doc o .......................................................................................................... 62 Figu a 4.12 Con igu ación alineación mejo adap ación y elemen o an es y después de aplica lo ........... 63 Figu a 4.13 Sección a a és de la pieza..................................................................................................... 64 Figu a 4.14 Aplicación compa a 2D ......................................................................................................... 64 Figu a 4.15 Pieza con comen a ios ag egados ........................................................................................... 65 Figu a 4.16 Aco ación des iación modelo eó ico y eal ........................................................................... 65 Figu a 4.17 Des iaciones idimensionales ob enidas ................................................................................ 67 Figu a 4.18 Pieza con ano aciones ............................................................................................................. 67 Figu a 4.19 In o me c eado po Geomagic ................................................................................................ 68 Figu a 5.1 P ó esis a escanea .................................................................................................................... 72 Figu a 5.2 Escaneado inal ca a supe io ................................................................................................... 72 Figu a 5.3 Escaneo ca a ase a .................................................................................................................. 73 Figu a 5.4 Ca a supe io y ase as limpias de uido .................................................................................. 73 Figu a 5.5 Alineación de los g upos ........................................................................................................... 74 Figu a 5.6 Alineación inal ......................................................................................................................... 74 Figu a 5.7 Cuad o con igu ación egis o global y el elemen o an es y después de aplica se ................... 74 Figu a 5.8 Resul ados de aplica egis o global ........................................................................................ 75 Figu a 5.9 Elemen o con aguje os, an es y después de ce a un aguje o y elemen o sin aguje os ........... 75 Figu a 5.10 Elemen o con y sin a ge s ...................................................................................................... 76 Figu a 5.11 Aplicaciones educi uido, elaja y elimina e icales con su con igu ación ...................... 76 Figu a 5.12 Pieza as aplica educi uido, elaja y elimina e icales .................................................. 77 Figu a 5.13 Cuad o de con igu ación de mesh doc o y pieza an es y después de aplica ......................... 77 xx Figu a 5.14 Modelo eó ico nube de pun os il ada y modelo mallado ..................................................... 78 Figu a 5.15 Modelo eó ico sólido ............................................................................................................. 78 Figu a 5.16 Pieza es y e e encia en Geomagic ....................................................................................... 79 Figu a 5.17 Ensayo escaneado y eco ado ................................................................................................ 79 Figu a 5.18 Alineación del pun o n ............................................................................................................ 80 Figu a 5.19 Alineación mejo adap ación .................................................................................................. 80 Figu a 5.20 Compa a 2D ........................................................................................................................... 81 Figu a 5.21 Compa ación 2D ..................................................................................................................... 81 Figu a 5.22 Aco ación de la sección pa a ealiza g á ica .......................................................................... 82 Figu a 5.23 Posicionamien o de la p ó esis sob e la zona a eemplaza .................................................... 85 Figu a 5.24 Des iaciones idimensionales ob enidas ................................................................................ 86 1 1 INTRODUCCIÓN 1.1 Tecnologías de escaneo 3D Un escáne 3D es un disposi i o que analiza cualquie elemen o euniendo da os sob e su o ma y has a en ocasiones su colo , gene ando una nube de pun os y a pa i de és a nube de pun os se puede ex apola la o ma del obje o y se c ean los modelos digi ales idimensionales, los cuales pueden llega a se usados en una g an a iedad de campos. Ac ualmen e las ecnologías de escaneo 3D se pueden di idi en dos g andes g upos en unción de si exis e con ac o con el obje o o no, pueden se conside ados de con ac o o sin con ac o. Tipos de escáne 3D Escáne de con ac o Palpado es Escáne sin con ac o Ac i o Time o ligh T iangulación Di e encia de ase Holog a ía conoscópica Luz es uc u ada Luz modulada Pasi o Es e eoscópicos Silue a Modulo basado en imagen 2  Los escáne es 3D de con ac o. Realizan un examen de la pieza apoyada median e el uso de palpado es los cuales p oceden a eco e el elemen o o simplemen e cap an di e en es pun os sob e el obje o. Es a ecnología es usada mayo men e pa a la e i icación de dimensiones en p ocesos de ab icación, pudiendo llega a consegui una p ecisiones ípicas de 0,01 mm, pe o cabe des aca que su p incipal des en aja es el consiguien e con ac o con la pieza, la cual puede llega a se modi icada po los palpado es o dañada, po lo que no es ap o pa a obje os delicados o de g an alo y además en compa ación con los escáne es 3D sin con ac o son signi ica i amen e más len os. Figu a 1.1 Escáne 3D de con ac o  Escáne es 3D sin con ac o. Den o de és e se pueden encon a dos g andes g upos, los cuales di ie en en si emi en algún ipo de señal pa a analiza su e o no que se án los llamados ac i os y los que no emi en ningún ipo de señal, los cuales se án los pasi os. o Escáne 3D ac i o. Se encuen a basado p incipalmen e en una ecnología, la cual emi e algún ipo de señal, siendo és as habi ualmen e adiaciones elec omagné icas, las cuales son analizadas a su e o no. Den o de es a ipología, cabe hace e e encia a los dis in os ipos exis en es:  Time o ligh . También conocido como iempo de uelo, se basa p incipalmen e en la emisión de un pulso de luz a la ez que se c onome a el iempo que a da en llega al obje o y ol e . Debido a que la elocidad de la luz es conocida, el escáne calcula la dis ancia has a el pun o como “(C* )/2”, dependiendo la p ecisión de es e 3 escáne al medi el iempo de du ación. Puede des aca se que suelen se de al a p ecisión, gene ando una al a densidad de pun os y ealizan un mues eo ápido, pudiendo llega a medi en e 10.000 y 100.000 pun os po segundo. És e ipo de escáne es muy usado pa a el es udio de especímenes paleon ológicos debido al g an olumen que ienen capacidad de cap a és os, como se des aca en el a ículo Das e al. (2017), el cual lo expone como una écnica ápida y en able pa a el escaneo idimensional y pos e io eplicación de dichos especímenes median e o o ipo de écnicas como pueden se las imp eso as 3D. Figu a 1.2 Escáne 3D ime o ligh : Scan s a ion 2 (Disponible en h p://www.usedlase acke .com)  T iangulación. És a ecnología se basa en la incidencia de un haz de luz láse que incide sob e el obje o y a a és de la cáma a se busca la ubicación de dicho pun o, pues o que dependiendo de a la dis ancia que golpea el láse sob e la supe icie, el pun o del láse apa ece á en di e en es posiciones del senso de la cáma a. Pa iendo de que se conoce la dis ancia en e el emiso y el ecep o , además del ángulo del é ice del emiso y el ángulo del é ice del ecep o , con odo es o es posible de e mina se la ubicación de cada pun o en el espacio. És a ecnología posee una p ecisión muy ele ada pe o queda limi ada en la p ác ica a una dis ancia del elemen o de no más de 30 cen íme os, pe o ob eniendo p ecisiones de milésimas de milíme os, dependiendo és a di ec amen e del ángulo o mado en el pun o, eniéndose en cuen a que la p ecisión más baja se da á cuan o es e ángulo o me 90º . En e o os usos, es e ipo de escáne se han usado en el campo odon ológico debido al educido espacio pa a pode abaja sin con ac o, (Pa k e al., 2016). También es usado pa a la me ología de piezas pequeñas con supe icies lib es y de g an complejidad, llegando a au oma iza es e p oceso ob eniendo una g an esolución y calidad (Valigi e al., 2017). 4 Figu a 1.3 Modo uncionamien o iangulación (Disponible en h ps://en.wikipedia.o g) Figu a 1.4 Escáne 3D iangulación (Disponible en h p://www.3dimp eso as3d.com)  Di e encia de ase. Tecnología es á basada en la emisión de un haz láse con inuo y de po encia modulada, ob eniéndose la di e encia de ase en e la luz emi ida y la ecibida po el ecep o . El alcance de és a ecnología se encuen a limi ado po el modo de uncionamien o, pues o que al modula un haz con una ecuencia cons an e exis e cie a ambigüedad al ob ene la dis ancia p opo cional a la longi ud de onda usada, eniendo un ango de uso in e medio, no u ilizandose a una dis ancia supe io a 200 me os y poseyendo un e o ca ac e ís ico de unos 2 milíme os po cada 25 me os de dis ancia. Además, cuen a con una elocidad de cap u as muy 5 ele ada, llegando a consegui elocidades de escaneo que ondan los 100.000 y 1 millón de pun os po segundo, dependiendo de la p ecisión. Figu a 1.5 Escáne 3D di e encia de ase: Fa o pho on (Disponible en h p:// osol.com)  Holog a ía conoscópica. Dicha ecnología se a a de una écnica in e e omé ica, donde un haz de luz e lejado po una supe icie a a iesa un c is al que posee dos índices de e acción, uno se á o dina io y ijo y el o o ex ao dina io, el cual se á unción del ángulo de incidencia del ayo en la supe icie del c is al. Al a a esa el haz el c is al, como consecuencia de los dos índices de e acción se ob ienen dos ayos pa alelos, es os median e una len e cilínd ica se hace que in e ie an en e sí, es a in e e encia se á cap u ada po el senso de la cáma a ob eniendo de és a o ma un pa ón de anjas y a a és de la ecuencia de és a in e e encia es posible de e mina la dis ancia del obje o en el que se p oyec ó el haz. Cabe des aca en es a écnica su ele ada p ecisión, mejo es que una mic a y además que es posible usa se con luz no cohe en e, po lo que no iene que se obliga o iamen e un láse lo cual es algo obliga o io en el es o de ipos, an solo es necesa io que sea un oco monoc omá ico.  Luz es uc u ada. Se a a de una ecnología basada en la p oyección de un pa ón de luz sob e un obje o y se analiza la de o mación p oducida en dicho pa ón debido a la geome ía del obje o. El modelo pod á se unidimensional o de dos dimensiones. El modelo unidimensional se encon a a o mado po una línea, la cual al se p oyec ada sob e el obje o se calculan odos los pun os de la línea usando una écnica semejan e a la de iangulación y és a línea ba e á a a és del campo pa a euni la in o mación necesa ia. En cuan o 12 13 2 METODOLOGÍA DE MEDICIÓN 2.1 In oducción a la me odología 2.1.1 Bloques Median e la exposición de es a me odología de uso se á posible ealiza comple amen e el escaneo de cualquie ipo de pieza y su pos e io compa ación con su modelo eó ico, el cual debe emos impo a y ene con an e io idad, pa a así pode ob ene las des iaciones exis en es en e ambos. Se comenza á en un p ime bloque indicando cómo se debe mon a y conec a el escáne , de qué o ma deben se colocados los a ge en la mesa usada pa a los escaneos y po úl imo den o de és e bloque, se mos a á de qué o ma se ha de en oca el escáne hacia la pieza. Además en és e bloque se end á un apéndice en el cual se comen a que pa a cie os ma e iales a escanea que debido a la na u aleza de los ma e iales que es ab icado dicho elemen o o en su de ec o po un a amien o supe icial e lejen la luz, po lo que no se pod á ealiza un co ec o escaneo, ya que las cap u as que se ob engan es a án muy dis o sionadas, se á con enien e da les una capa de una laca especí ica pa a ello, la cual pe mi i á un co ec o abajo al disminui los e lejos y a la ez sin daña ni modi ica la pieza. En el segundo bloque se p ocede á a ins ui sob e la ealización del escaneo de la pieza, eniendo la mayo ía de eces a ios g upos de escaneos, los cuales p ime o debe án se pulidos de uido, alineados y pos e io men e usionados. Dicho bloque con end á un apéndice en el cual se comen a á pa a los casos en los que hayan quedado a ge sob e la pieza la o ma de elimina los. El e ce bloque es a á basado en cómo impo a un modelo eó ico y la o ma de alinea lo con la pieza escaneada. El cua o bloque expond á la o ma de ealiza una compa ación 3D, con las dis in as posibilidades de isualización y mos ando ambién como ob ene la co espondien e campana de Gauss de des iaciones exis en es en e el modelo eó ico y la pieza escaneada. En el apéndice de es e bloque se explica á la o ma de ob ene una mejo isualización median e un ajus e del ango de des iaciones. Den o del quin o bloque se mos a á la o ma de ealiza dis in os co es al conjun o pa a ob ene en un plano 2D las des iaciones que se p oducen en dicho co e y de qué o ma ealiza mediciones sob e dicho plano. Po úl imo, en el sex o bloque se explica cómo se pod án ob ene los in o mes ealizados po el p og ama, los cuales nos p opo ciona án in o mación de odo lo ealizado en dicho abajo. 14 Figu a 2.1 Diag ama de lujo de me odología 2.1.1 Comandos p incipales  Escanea . La aplicación escanea dispond á de un cuad o de he amien as median e el cual se pod án ealiza los ajus es necesa ios pa a adap a los pa áme os a cada escaneo. Bloque 1 •Me odología de mon aje y escaneo Bloque 2 •Eliminación de impe ecciones consiguiendo un elemen o pa a compa a Bloque 3 •Me odos de alineación de elemen o es y e e encia Bloque 4 •Me odología ob encion de des iaciones de modelo 3D Bloque 5 •Me odología de ob ención de des iaciones de modelo 2D Bloque 6 •Ob ención de in o mes 15 Figu a 2.2 Cuad o de con ol de escaneo A Visualización. B E ique a del escáne . C Comando de isión de la cáma a izquie da o de echa. D Posición inicial de o ación del escáne de 360º. E Escanea . F Opciones de cap u a. G Con igu ación de exposición (las zonas ojas son b illos po lo an o debe habe las menos zonas posibles sin llega a educi en exceso, pues o que ambién se ía con ap oducen e). H Con igu ación de mesa gi a o ia, al igual que la posición inicial de o ación, solo se án posible usa se cuando se es é usando el mé odo de ajus e pe ec o. I Ba a de es ado. J Con igu ación. K Ayuda. 16 Den o de las opciones de cap u a, cabe comen a las dis in as posibilidades de escaneos: Escaneo sencillo De e mina au omá icamen e los mejo es ajus es de exposición y, a con inuación escanea el obje o u ilizando HDR si uese necesa io. HDR Cap u a múl iples imágenes pa a obje os b illan es o con múl iple colo es. Al a sensibilidad Mejo a los esul ados de las supe icies como el pelo, pe o se educe la p ecisión. Reduci dis o sión acial Reduce la dis o sión en escaneos de la ca a. Úl imo escaneo Mues a solo el escaneo más ecien e. Elimina el úl imo escaneo Elimina el úl imo escaneo. Den o de la opción de con igu ación apa ece á o o cuad o de he amien as, el cual se encon a á compues o po los siguien es elemen os: Figu a 2.3 Cuad o de con ol de con igu ación 17 A Es ado del equipo. B Con igu ación de exposición. C Resolución de escaneo. D T ans o mación del disposi i o (mé odos pa a egis a la posición de una pieza o alinea los escaneos en un único sis ema. El mé odo de ma cado es de des ino es el más e icaz has a aho a). E Opciones a anzadas. F A ás. G Ayuda. En cuan o a la aplicación de ans o mación del disposi i o es usada pa a egis a la posición del obje o o alinea los di e en es escaneos, exis iendo a ios mé odos que pod án se usados:  Es e as. Después de de ec a el pun o cen al de las es e as, calcula la ma iz de ans o mación de al o ma que la dis ancia en e los pun os de e e encia co espondien es se minimice, y en onces se usa la ans o mación pa a egis a la posición del obje o o pa a alinea los escaneos en un único sis ema coo denado. Pa a egis a la posición del obje o con el mé odo de las es e as, se equie e posiciona al menos es es e as y deben se isibles a la cáma a en cada escaneo.  Ajus e pe ec o. Calcula la ma iz de ans o mación alineando los escaneos y usa la ans o mación pa a egis a la posición del obje o o pa a alinea los escaneos en un único sis ema coo denado.  Ma cado es de des ino. Después de de ec a los a ge en cada escaneo, calcula la ma iz de ans o mación de al o ma que al menos cua o a ge ienen que se econocidos pa a que se p oduzca la alineación. En onces usa la ans o mación pa a egis a la posición del obje o o pa a alinea los escaneos en un único sis ema coo denado.  Ubicación ac ual. Regis a la posición del obje o usando la ma iz de ans o mación calculada de la alineación del úl imo escaneo.  Desplazamien o de pieza. Pa a ealiza un zoom sob e la pieza an solo es necesa io gi a la ueda del a ón. Si se desea o a la pieza se debe pulsa la ueda del a ón y a as a sin sol a . Po úl imo, si lo que se equie e es an solo desplaza la pieza, es o se ealiza á dejando pulsados Al y la ueda del a ón. 18  Elemen os de selección. Con es os comandos es posible elegi la he amien a de selección que se quie a u iliza . Y es os comandos pe mi i án elegi las dis in as o mas de selección de capas. Tabla 2.1 Elemen os de selección  Alinea . La aplicación “ egis o manual” pe mi e al usua io c ea una alineación con des iación mínima de dos o más análisis supe pues os de iniendo pun os co espondien es en egiones supe pues as. La aplicación “ egis o global” es usada pa a que la pieza quede aún mejo alineada, de o ma que epa e el e o exis en e haciendo que el ajus e sea lo más p eciso posible. Tabla 2.2 Comandos alinea  Fusiona . El uso de la aplicación “ usiona ” con ie e los g upos de escaneo en una única malla poligonal la cual ya pod á se usada pa a compa a la con un modelo eó ico. Tabla 2.3 Comando usiona 19  Repa a impe ecciones. Pa a elimina las impe ecciones exis en es en la malla poligonal exis en cie as aplicaciones. Suelen exis i huecos en la malla, los cuales se p ocede án a ellena pa a uni o miza la malla median e la aplicación “llena solo uno”. Pa a elimina impe ecciones como a ge s y deja la supe icie uni o me se usa la aplicación “de ea u e”. Pa a compensa el uido p oducido como e o del escáne mo iendo pun os a ubicaciones co ec as se usa la aplicación “ educi uido”. Pa a uni o miza la malla poligonal educiendo los ángulos en e los polígonos indi iduales se usa la aplicación “ elaja ”. En caso que se desee iguala las pun as de un pun o de la malla se usa la aplicación “elimina e icales”. Es posible ambién epa a au omá icamen e las impe ecciones de una malla poligonal usando la aplicación “mesh doc o ”. Tabla 2.4 Comandos epa a impe ecciones  Compa ación modelo es y modelo eó ico. Pa a impo a un modelo eó ico se hace clic en inicio y en la opción “impo a ”. Pa a alinea ambos modelos pa a pos e io men e pode compa a los se usa la aplicación “alineación mejo adap ación”. La aplicación “en idad ápida” se á usada pa a ma ca asgos sob e el modelo eó ico. En cambio, la aplicación “c eación au omá ica”, ans e i á au omá icamen e los asgos que posea el modelo eó ico al modelo es . Tabla 2.5 Comandos modelo es y modelo eó ico 20  Análisis de dimensiones en 2D. Una opción es usa la aplicación “sección a a és” median e la cual se c ea un plano pa a ealiza un co e sob e ambos modelos y sob e el que se pod án medi las de iaciones exis en es en e ambos. O a opción es la aplicación “compa a 2D” donde se selecciona á o o plano donde se ealiza á la compa ación, pe o en es e caso median e un mapa de colo es de las des iaciones. Tabla 2.6 Comandos análisis de dimensiones en 2D  Análisis de dimensiones en 3D. La aplicación “3D compa a ” es un comando que p oyec a los pun os de odas las ca as del obje o Tes en las ca as co espondien es del obje o de e e encia, mos ando la des iación en o ma de mapa de codi icación de colo . En caso de que e analiza el g oso de la pa ed se usa á la aplicación “e alua g oso de pa ed”, donde el comando analiza á el o al del g oso del obje o. Tabla 2.7 Comandos análisis dimensiones en 3D  C ea in o mes. Pa a c ea un in o me de allado de odo el abajo ealizado se usa la aplicación “c ea in o me”, la cual pe mi e c ea y edi a un in o me de odo el abajo ealizado, pe mi iendo además la elección del o ma o en el que se desee gua da . Tabla 2.8 Comando c ea in o me 21 2.2 Me odología 2.2.1 Bloque I  Mon aje y conexión del escáne . Pa a mon a y conec a el escáne , p ime o ab i emos el ípode, colocándolo de la o ma más es able posible y con is a al amaño de la pieza a escanea , pues o que pos e io men e debe emos e i ica el co ec o en oque, pa a lo cual es con enien e que la al u a y dis ancia a la pieza sea la mínima indispensable, paso que se e i ica á pos e io men e. Figu a 2.4 T ípode Una ez colocado el ípode, se ins ala con sumo cuidado en la pa e supe io el escáne y dejándolo bien suje o median e su mecanismo de ijación. 28 Figu a 2.14 Regis o manual Se dispond á en el apa ado “ ijado” uno de los g upos y en el lo an e o o, pudiendo aho a en las dos en anas supe io es selecciona los pun os que se equie an, usando como mínimo es pun os pa a que ealice la alineación, cuan o más p ecisos sean los pun os en los dos g upos de escaneo mejo alineada queda á la pieza. Es o se ealiza á has a que se conside e que se posee una co ec a alineación donde e mina emos clicando en OK. En la pan alla de abajo el cuad o de la izquie da los pun os ojos son los escaneados y los pun os na anjas los que supone el p og ama y en el cuad o de la de echa, los pun os e des son los escaneados y los azules los supues os. Una ez ealizada la alineación, aunque no es necesa io usa es a aplicación, es con enien e, pues o que “ egis o Global” nos e mina á de adap a los g upos median e una in e polación y ajus e del e o epa i á dicho e o c eado ob eniendo un esul ado bas an e sa is ac o io, o de no se así es posible cancela se. En la ole ancia se debe pone un alo muy bajo pa a que el ajus e sea lo más p eciso posible. Una ez de inidos los pa áme os clic en OK.  Fusionado. Una ez se disponga de los g upos alineados, es os g upos pod án se ya usionados con i iéndolos en una malla poligonal, donde pasa án a compo a se como un único elemen o. Pa a ello se selecciona an los g upos deseados y se clica á en “ usiona ”, pasando a o ma odos los g upos pa e de la misma nube de pun os, la cual ya se pod á compa a con su co espondien e modelo eó ico. Figu a 2.15 Pieza usionada 29  Rellena aguje os. Cuando ya se iene el elemen o usionado, la g an mayo ía de eces se pod á ap ecia en cie os bo des la exis encia huecos que pueden se debidos en e o as cosas al elimina el uido que se haya eliminado en exceso, y po an o se hubiese eliminado pa e de la pieza, es o es algo que sucede á con bas an e ecuencia en los é ices al uni dos ca as. Pa a ellena los se p ocede á eniendo ma cado el elemen o usionado, en la en ana “polígonos” end emos dos opciones, “llena odo” o “llena uno a uno”. Figu a 2.16 Cuad o llena odo y llena solo uno Es p e e ible usa la aplicación “llena uno solo” pa a pode i e i icando como se ellena cada aguje o y pode selecciona el modo de cobe u a más adecuado pa a la malla en cada caso de e minado, aunque ambién es posible usa la aplicación “llena odo” con la cual end emos que ene cuidado de que no nos ellene zonas a las que ealmen e no les al a ma e ial. Seleccionado ya la el ipo de cobe u a que se le a a ealiza a la malla y la opción en el caso de “llena uno solo”, se selecciona el aguje o deseado. Una ez ce ado és e aguje o se p ocede á uno a uno con el es o. Figu a 2.17 Aguje o an es y después de ellena  Eliminación de a ge s o iángulos seleccionados y ellena la geome ía esul an e. En el escaneo habi ualmen e se dispond án a ge s sob e la supe icie de la pieza pa a ealiza un mejo escaneo, con lo cual en es de p ocede a compa a con la pieza eó ica es ecomendable elimina és e de ec o que end emos sob e la pieza, pa a lo cual, usando cualquie a de las aplicaciones de selección, se ma ca á la zona del a ge . En la pes aña “polígonos” se usa á la aplicación “de ea u e”, la cual elimina á el a ge y deja á la supe icie o almen e uni o me y sin ningún as o del a ge . 30 Figu a 2.18 Ta ge sin ma ca , ma cado y eliminado  Compensa el uido. Pa a compensa el uido como e o del escáne mo iendo pun os a ubicaciones co ec as es posible usa la aplicación “ educi uido” den o de polígonos.  Uni o miza malla poligonal. La malla poligonal es posible uni o miza la educiendo los ángulos en e polígonos indi iduales median e la aplicación “ elaja ” que se encuen a en polígonos.  Iguala pun as. Iguala pun as de un solo pun o de una malla poligonal se ealiza median e la aplicación “Elimina Ve icales” la cual se encuen a en polígonos.  Repa a au omá icamen e impe ecciones. Es posible epa a au omá icamen e las impe ecciones de una malla poligonal usando la aplicación “Mesh doc o ” que se encuen a den o de polígonos 2.2.3 Bloque III  Impo a modelo eó ico. Una ez que ya se iene la pieza o almen e digi alizada, pa a pode ealiza su compa ación y análisis de des iaciones con su co espondien e modelo eó ico es p eciso p ime o impo a lo al p og ama. El modelo eó ico debe á se un a chi o ipo “pa ”, el cual, pa a impo a lo se clica á en el menú p incipal pa a desplega lo y una ez ahí clica en “impo a ” donde se selecciona á el a chi o deseado pa a impo a . 31 Una ez impo ado el a chi o, apa ece á la nue a pieza impo ada en azul sin ningún ipo de e e encia, po lo cual el siguien e paso se á alinea la con el elemen o escaneado.  Alineación de pieza escaneada y modelo eó ico. Realizada ya la impo ación de la pieza, se ha de p ocede a una alineación de ambos modelos, pues o que sin dicha alineación se á imposible ealiza un co ec o análisis de des iaciones. Pa a p ocede a ello se á muy impo an e ac i a p ime o “es ablece Tes ”, pa a ealiza es o an solo se á necesa io clica con el bo ón de echo en el ges o de modelo sob e el elemen o usionado, y una ez aquí clica en “es ablece Tes ”, una ez ealizado es o el elemen o usionado apa ece á en e de con la palab a “Tes ” delan e en el ges o de modelo. Figu a 2.19 Ve de Tes -Fusionado ges o de modelo Una ez ac i ado “Tes ” ya se puede p ocede a inicia la alineación, pa a comenza en “alineación” se usa á la aplicación “alineación del pun o N”, es e paso solo se á necesa io pa a acili a la alineación de ambos elemen os en cie os casos. En dicha aplicación end emos un display simila al usado pa a la alineación de a ios g upos escaneados, “ egis o manual”, usado con an e io idad. En es e display lo que se end á se án es en anas, en las que en una apa ece á el modelo eó ico, en o a el elemen o usionado, y en la úl ima, ambos elemen os pa a pode i e i icando la co ec a alineación. La o ma de p ocede se á la misma que la mencionada an e io men e de “ egis o manual”, se selecciona á un pun o conc e o en la en ana del elemen o impo ado, pa a después si ua ese mismo pun o en la en ana del elemen o usionado, debiéndose ealiza es e p ocedimien o con un mínimo de es pun os y un máximo de los que se conside en su icien es pa a la co ec a alineación sin esul a dichos pun os excesi os y a la ez con ap oducen es. Pa a inaliza es e p ocedimien o de alineación, si ha esul ado sa is ac o io se clica á en “OK” y si se quisiese desecha dicha alineación clica en “Cancela ”. T as es o, se pasa á a comen a la pa e más impo an e de es e apa ado, dicha aplicación se á “Alineación mejo adap ación”, la cual median e un mé odo de ajus e pe ec o y un nume o de i e aciones y ole ancias p ede e minadas po el usua io ealiza á un epa o del e o del ajus e has a ob ene la mejo alineación posible. Siendo ecomendable pa a ajus a el amaño de la mues a y la ole ancia pone unos 5000 iángulos y 0.0001mm espec i amen e. 32 Una ez de e minadas las p opiedades eque idas pa a la alineación se clica á en aplica pa a que el p og ama p oceda a ealiza las i e aciones, si el esul ado no uese el eque ido, es deci , el e o medio o la alineación ealizada no uesen los deseados, debido a una con igu ación de las p opiedades que no uesen adecuadas u o os mo i os, se pod á ol e a in oduci o as nue as p opiedades y ol e a aplica . Figu a 2.20 Ven ana es adís icas de las p opiedades de alineación mejo adap ación Si po el con a io es sa is ac o ia, se clica á en “OK” pa a e mina y gua da dicha alineación. Se á posible juga con las opciones de “comp oba sime ía”, “solo ajus es inos” o “mon ajes de al a p ecisión” pa a unas mejo es alineaciones. Figu a 2.21 Final de dos elemen os alineados  C ea asgos. Pa a ello p ime o ma ca la e e encia en el ges o de modelo, pos e io men e en inicio hace clic en “en idad ápida”. Cuando el modelo se encuen e ac i ado apa ece á en na anja. Los asgos se c ea an simplemen e haciendo clic en las ca as del CAD, una ez ealizado pa a sali pulsa ESC. 33 Después, usa en inicio la aplicación “c eación au omá ica”, con la que se ans e i á au omá icamen e los asgos del obje o de e e encia al de es , una ez ealizado hace clic en aplica . Si se desea sabe si la co espondencia de los asgos se ha hecho de o ma co ec a se ha á ab i á den o de he amien as la aplicación “co espondencia”, de es a o ma se puede comp oba pinchando en cada ca a del CAD si los pun os se han asociado de o ma co ec a.  Re-alinea el obje o de es y el obje o de e e encia. Pa a comenza , den o de inicio ab i la aplicación “RPS alineación”, una ez abie o se ha á clic en una lis a de pun os de e e encia y pos e io men e clic en su elemen o homologo, haciendo linalmen e clic en “c ea pa ”. Es posible hace es icciones en los es ejes, pe o es as es icciones se ealiza an en pa es, y es e p oceso se pod á epe i con odos los asgos que se posean y una ez inalizado clica en OK. Una ez ealizado es o ya se puede p ocede a e-alinea , pa a ello hace clic en la aplicación “alineación basada en en idades”, la cual se encuen a en inicio, donde se uni án los asgos de la lis a de “ ijado” y “ lo a ” c eando un pa . 2.2.4 Bloque IV Una ez en es e bloque, después de ene los modelos co ec amen e alineados se en a en el pun o más impo an e de es e bloque y a su ez uno de los pun os más impo an es de oda la me odología, el cual se á la compa ación de los modelos.  Realización de la compa ación 3D. P ime o, pa a comenza se ealiza á un análisis de las dimensiones en 3D, pa a ello se ma ca á la e e encia en el ges o de modelo, y en dimensiones 3D ab i “c ea dimensiones 3D”. Una ez ealizado es o, se p ocede a es ablece un plano de abajo, seleccionando en de ini el plano de ca ac e ís icas del obje o y elegi el plano deseado donde se p oyec a an las mediciones. Después selecciona “p ime ex emo” y elegi 34 el ipo de dimensión que se quie a ealiza , pa a ello hace clic p ime o en un plano y pos e io men e en el o o, si se clica en “siguien e” se pod án segui ealizando mediciones, pe o si no se desea clica en OK. Pa a ans e i dichas mediciones ealizadas al obje o Tes , en dimensiones 3D ab i “e alua dimensiones 3D”, después clica en aplica y OK. Una ez inalizado es o ya se pod á ma ca la e e encia en el modelo, y ab iendo la aplicación “ajus es de ubicación” que se encuen a en he amien as, se c ea a un conjun o de pun os que se án usados en el siguien e paso, además los pa áme os de la ejilla pod án se modi icados como con enga. Aho a se p ocede á a dicha compa ación, pa a ello den o de análisis se usa á la aplicación “3D compa a ”. Es e comando p oyec a los pun os de odas las ca as del obje o de Tes en las ca as co espondien es del obje o de Re e encia, mos ando la des iación en o ma de mapa de codi icación de colo . Es a aplicación gene a á una asignación de colo es idimensionales de las di e encias en e los dos modelos, pa a ello se comple a án las p opiedades de la compa ación que se aya a ealiza en el cuad o de dialogo de 3D compa a . Una ez dispues as dichas p opiedades se p ocede á a ealiza la compa ación 3D, donde se ob end á un p ime esul ado de las des iaciones ob enidas, pudiéndose ob ene dis in as isualizaciones del esul ado ob enido aplicándose la más adecuada con o me es a se adap e a dicha necesidad. Figu a 2.22 Análisis de des iaciones 3D  Dis in as o mas de isualización. Den o de los dis in os eque imien os de las o mas a expone los esul ados que pueden llega a exis i , aquí se con empla an los que pueden ealiza se con es e p og ama. Se á posible modi ica el ango de gama de colo es el cual se usa pa a expone los esul ados modi icando “media colo ”. Figu a 2.23 Media colo 35 O median e el “display” es posible hace que el modelo desapa ezca y solamen e quede la igu a de las des iaciones, quedando el modelo en o ma de esquele o pa a pode ene una mejo isualización de las des iaciones p oducidas en el modelo. Es o se ealiza á usando “ e e encia de colo ”, “pun os de es de colo ” y “des iaciones de colo ”. Figu a 2.24 Di e en es o mas de isualización  Campana de Gauss de des iaciones. O a de las opciones exis en es es la campana de Gauss de las des iaciones de la compa ación 3D, la cual nos p o ee de la dis ibución de las des iaciones ob enidas en unción de los lími es desc i os. Pa a in oduci dicha campana de Gauss en el ango de des iaciones simplemen e se á necesa io clica con el bo ón de echo sob e la leyenda y ac i a “his og ama”. Figu a 2.25 Des iaciones con campana de Gauss 36  C ea ano aciones. Pa a c ea ano aciones lo p ime o se á ma ca “ esul ” en el ges o de modelo, una ez ma cado ab i en inicio la aplicación “c ea ano aciones”. La inalidad de es e comando es c ea ano aciones en la pan alla, que desc iban la compa ación en 3D de los pun os de in e és especi icados en el conjun o de ubicación ealizado en el paso an e io . Es posible modi ica los da os que apa ecen en las ano aciones median e “edi a display”. Todas es as ano aciones se án posible e las en el ges o de modelo, den o de la ca pe a “ esul ”, en la subca pe a denominada “ is as ano ación”. Cabe menciona que en cada ano ación se mos a á la media de la des iación en un adio de e minado al ededo del pun o analizado.  Apéndice. Cabe comen a como apéndice en es e bloque, que pa a un mejo ango de esul ados de la compa ación 3D es muy ecomendable in en a ajus a el ango de la máxima des iación lo máximo posible den o de lo posible, pues o que si es e ango a ía mucho del que posee dicha compa ación los esul ados a la ho a de la ep esen ación no se án odo lo exac os posible y pudiendo además si el ango se encuen a muy alejado es as des iaciones se e án de o ma imp ecisas, ya que el ango de des iaciones que ealmen e impo a no pod á ap ecia se con oda la exac i ud posible debido a habe pues o una de iación máxima demasiado ele ada hace que es e ango aumen e ambién y con e jan demasiados pun os en esa zona. Figu a 2.26 Cuad o de des iación 2.2.5 Bloque V 37  Realización de co e. Pa a ob ene más in o mación ace ca de las di e encias en e los modelos es posible ealiza un co e sob e ambos modelos, pa a pode ob ene de es a o ma un plano en pe spec i a de la zona elegida y pode ob ene así da os más conc e os de des iaciones. Pues os a ealiza un co e, lo p ime o que se debe hace se á ealiza el plano po el cual se quie e ealiza dicho co e, pa a ello se selecciona a en la pa e de análisis la aplicación “sección a a és”. Una ez den o de es a aplicación median e las opciones de “ubicación de sección” se c ea el plano po el cual se desea ealiza dicha sección. Den o de las opciones de dialogo en “ e con ol” se pod á modi ica el nomb e de la sección y en “opciones” se pod ás selecciona pa a que el co e se le haga a ambos modelos o an solo a uno. Figu a 2.27 Cuad o dialogo de sección a a és de un obje o Una ez c eado el plano deseado es necesa io clica en “calcula ” pa a que el p og ama p oceda a ealiza el co e y mos a lo, si el esul ado no uese sa is ac o io se pod á modi ica el plano de co e y ol e a calcula , pa a de es a o ma cuando se ob iene el co e deseado se clica á en “OK” pa a que dicho co e quede gua dado y puedan ealiza se pos e io men e odas las aco aciones necesa ias sob e és e. 44 3.2 Caso de es udio El caso de es udio elegido pa a el ejemplo en piezas olumé icas es un elemen o ab icado median e imp esión 3D. Figu a 3.1 Ejemplo de pieza olumé ica Pa a comenza , una ez conec ado, colocado el escáne , dado una capa de esp ay an i e lejos a la pieza y colocados los a ge s, se coloca dicha pieza en la mesa de abajo gi a o ia y se p ocede á a ealiza el escaneo de la p ime a ca a. Figu a 3.2 Escaneo ca a delan e a y elemen o inal 45 Una ez e minado el escaneo de la ca a supe io se p ocede á a da le la uel a a la pieza y cap u a la ca a ase a. Figu a 3.3 Escaneo ca a ase a y elemen o inal Después de habe ealizado odos los g upos de cap u as necesa ios se p ocede a elimina de uido cada uno de ellos pa a de es a o ma pode alinea mejo y ob ene pos e io men e una mejo compa ación de los elemen os. Figu a 3.4 Ca a delan e a y ase a sin uido 46 T as elimina con la mayo cau ela y paciencia posible el uido de los g upos, se pasa a ealiza su co espondien e alineación. P ime o, a a és de la aplicación egis o manual, asegu ándose an es de ab i la aplicación de que odos los g upos que se desean alinea se encuen an ma cados. Figu a 3.5 Alineación de los g upos Pa a una co ec a alineación los pun os que se ma quen en ambos g upos debe án se en lo co espondien e a su si uación global en cada uno de los g upos lo más exac o posible. Figu a 3.6 Alineación inal 47 Cuando ya se ha ealizado és a p ime a alineación se pasa á a usa “ egis o global”, donde se epa i á el e o come ido an e io men e alineando y median e un nume o de i e aciones y ole ancia p ede e minadas se consegui á que quede lo más exac o posible. Figu a 3.7 Pieza an es y después de aplica egis o global Una ez se ienen ambos elemen os pe ec amen e alineados y con el e o lo más epa ido posible se pasa á a usiona odos los g upos pa a de es a o ma ob ene un único elemen o, el cual se á una malla poligonal que pod á se compa ada con modelos eó icos. Se á ecomendable es ablece alo es bajos de des iación pa a que la pieza quede lo mejo usionada posible. Figu a 3.8 Con igu ación de usionado 48 T as con igu a las condiciones del usionado y ealiza lo la malla poligonal esul an e aun end á cie os de ec os como aguje os de no habe podido ce a la malla, a ge s u o os de ec os. Figu a 3.9 Elemen o usionado Teniendo en cuen a és os de ec os que aún iene dicha malla, se p ocede en p ime luga a ce a los aguje os exis en es, pa a ello se usa á la aplicación “llena uno solo” eniendo en cuen a las ca ac e ís icas de cada aguje o. Figu a 3.10 An es y después de ellena aguje o Cuando ya se han eliminado odos los aguje os uno a uno, se pasa á a elimina los a ge s que habían sido colocados an e io men e sob e dicha pieza, pa a ello p ime o se ma ca á el a ge y seguidamen e se ac i a á la aplicación “de ea u e” la cual deja á la zona o almen e uni o me. Figu a 3.11 Ta ge sin selecciona , a ge seleccionado y a ge eliminado 49 Figu a 3.12 Pieza con y sin a ge s Aho a, pa a compensa el uido c eado como e o del escáne , median e la aplicación “ educi uido” se mo e án pun os a ubicaciones co ec as con igu ando los pa áme os dependiendo de los eque imien os. Figu a 3.13 Cuad o con igu ación educi uido y aplicado al elemen o En el caso que se desee educi los ángulos en e polígonos indi iduales de la malla poligonal se usa á la aplicación “ elaja ”. También si lo que se equie e es iguala las pun as de un pun o de una malla poligonal se usa á la aplicación “ e icales” Figu a 3.14 Punas igualadas 50 En cambio, si se desea epa a au omá icamen e las impe ecciones de una malla poligonal se puede usa la aplicación “mesh doc o ”, la cual ealiza a la epa ación de odas las impe ecciones a endiendo a su p opio c i e io. Figu a 3.15 Cuad o con igu ación mesh doc o y aplicado en la pieza Después de habe eliminado las impe ecciones exis en es en la pieza ya se á posible compa a la con el modelo eó ico, pa a lo cual se á necesa io impo a dicho modelo. Pa a pode alinea y compa a el elemen o escaneado con el CAD se á necesa io es ablece como “ es ” el obje o escaneado, pa a ello se clica á sob e el con el bo ón de echo en el ges o de modelo y se ac i a á “es ablece es ”. Figu a 3.16 Tes es ablecido Dispues o es o, se p ocede a alinea ambos obje os, pa a ello se usa á la aplicación “alineación mejo adap ación”, donde se con igu a á el núme o de iángulos y las ole ancias. 51 Figu a 3.17 Cuad o de con igu ación, elemen os sin alinea y alineados Si se desean c ea asgos, p ime o se ac i a á la aplicación “en idad ápida” y se ma ca an los asgos deseados sob e el CAD, pa a pos e io men e con la aplicación “c eación au omá ica” se ans e i án au omá icamen e dichos asgos al obje o es . Figu a 3.18 Re e encias ac i adas Den o ya de los análisis dimensionales, se p ocede á p ime o a ealiza un análisis de las dimensiones del g oso en 2D, pa a lo que se ealiza á p ime o una sección con la aplicación “sección a a és del obje o”, con la que se selecciona a el plano de co e. 52 Figu a 3.19 Con igu ación sección a a és de obje o y esul ado Y median e la aplicación “dimensiones 2D” se pod án ealiza a las aco aciones necesa ias. Figu a 3.20 Con igu ación y aco ación des iaciones en e modelo eó ico y es Pa a analiza dimensiones en 3D exis e un comando que p oyec a los pun os de odas las ca as del obje o es en las ca as co espondien es al obje o eó ico, mos ando median e un mapa de codi icación de colo las des iaciones en e los pun os. Pa a ello se usa á la aplicación “3D compa a ” donde se ajus a an los pa áme os deseados en su cuad o de con igu ación pa a ob ene inalmen e la compa ación. 53 Figu a 3.21 Ob ención de las des iaciones del elemen o Si se desean ealiza ano aciones sob e los esul ados, p ime o se debe á ma ca sob e el ges o de modelo “ esul ” y pos e io men e ab i la aplicación “c ea ano aciones” donde se ealiza an las ano aciones deseadas de la o ma comen ada an e io men e. 60 Una ez se ienen ambos elemen os pe ec amen e alineados y con el e o exis en e lo más epa ido posible se pasa á a usiona odos los g upos pa a de es a o ma ob ene un único elemen o, el cual se á una malla poligonal que pod á se compa ada con modelos eó icos. Se á ecomendable es ablece alo es bajos de des iación pa a que la pieza quede lo mejo usionada posible. T as con igu a las condiciones del usionado y ealiza lo, la malla poligonal esul an e aún end á cie os de ec os como aguje os de no habe podido ce a la malla, a ge s u o os de ec os. Figu a 4.6 Pieza usionada con de ec os Teniendo en cuen a és os de ec os que aún posee dicha malla, se p ocede en p ime luga a ce a los aguje os exis en es, pa a ello se usa á la aplicación “llena uno solo” eniendo en cuen a las ca ac e ís icas de cada aguje o. Figu a 4.7 An es y después de ellena un aguje o y pieza sin aguje os 61 Cuando ya se han eliminado odos los aguje os uno a uno, se pasa á a elimina los a ge s que habían sido colocados an e io men e sob e dicha pieza, pa a ello p ime o se ma ca á el a ge y seguidamen e se ac i a á la aplicación “de ea u e” la cual deja á la zona o almen e uni o me. Figu a 4.8 Pieza sin a ge s Aho a, pa a compensa el e o c eado po el uido del escáne al ealiza una cap u a, median e la aplicación “ educi uido” se mo e án pun os a ubicaciones co ec as, ambién se educi á el ángulo en e polígonos indi iduales de la malla poligonal median e la aplicación “ elaja ” y se iguala an las pun as de un pun o de la malla poligonal con la aplicación “elimina e icales”. Figu a 4.9 Aplicaciones educi uido, elaja y elimina e icales con su con igu ación 62 Figu a 4.10 Pieza as aplica educi uido, elaja y elimina e icales En cambio, si se desea epa a au omá icamen e las impe ecciones de una malla poligonal se puede usa la aplicación “mesh doc o ”, la cual ealiza a la epa ación de odas las impe ecciones a endiendo a su p opio c i e io. Figu a 4.11 Aplicación mesh doc o Una ez se han eliminado odas las impe ecciones exis en es en la pieza ya se á posible compa a la con el modelo eó ico, pa a lo cual se á necesa io impo a dicho modelo. Pa a pode alinea y compa a el elemen o escaneado con el CAD se á necesa io es ablece como “ es ” el obje o escaneado, pa a ello se clica á sob e el con el bo ón de echo en el ges o de modelo y se ac i a á “es ablece es ”. Dispues o es o, se p ocede a alinea ambos obje os, pa a ello se usa á la aplicación “alineación mejo adap ación”, donde se con igu a á el núme o de iángulos y las ole ancias. 63 Figu a 4.12 Con igu ación alineación mejo adap ación y elemen o an es y después de aplica lo Si se desean c ea asgos, p ime o se ac i a á la aplicación “en idad ápida” y se ma ca an los asgos deseados sob e el CAD, pa a pos e io men e con la aplicación “c eación au omá ica” se ans e i án au omá icamen e dichos asgos al obje o es . Den o ya de los análisis dimensionales, se p ocede á p ime o a ealiza un análisis pa a compa a las dimensiones en 2D, pa a lo que se ealiza á p ime o una sección con la aplicación “sección a a és del obje o”, con la que se selecciona a el plano de co e y median e la aplicación “compa a 2D”, en dicha aplicación se ma ca á 3D des iación pa a es e caso. 64 Figu a 4.13 Sección a a és de la pieza Figu a 4.14 Aplicación compa a 2D Es posible ealiza ambién ano aciones de la misma o ma que se ha comen ado an e io men e, y además, dichas compa aciones se pod án encon a en una subca pe a llamada compa aciones 2D que se encon a á den o de “ esul ”. 65 Figu a 4.15 Pieza con comen a ios ag egados De dicha sección ealizada se á posible ealiza una g á ica que ep esen e la des iación del modelo eó ico con espec o al modelo eal, pa a lo cual se p ocede aco ando oda la sección ealizada y ob eniendo la des iación exis en e en cada pun o, con lo cual se pod á ob ene dicha g á ica. Figu a 4.16 Aco ación des iación modelo eó ico y eal 66 Tabla 4.1 De o mación co e pieza SPIF en e a modelo eó ico Posición elemen o (mm) Des iación (mm) 0 2,149 1,6601 1,3619 2,9373 1,0922 3,9462 1,0192 4,7017 0,9968 5,546 0,9824 6,6295 0,9663 7,568 0,953 8,4487 0,9415 9,303 0,9328 10,2185 0,9317 11,2834 0,9529 12,2289 0,9868 13,3458 1,0322 14,4786 1,0775 15,5174 1,1265 16,5099 1,1846 17,3247 1,226 18,4176 1,2732 19,4691 1,3089 21,0459 1,3291 Tabla 4.2 Da os des iación del modelo 67 Pa a analiza dimensiones en 3D exis e un comando que p oyec a los pun os de odas las ca as del obje o es en las ca as co espondien es al obje o eó ico, mos ando median e un mapa de codi icación de colo las des iaciones en e los pun os. Pa a ello se usa á la aplicación “3D compa a ” donde se ajus a an los pa áme os deseados en su cuad o de con igu ación pa a ob ene inalmen e la compa ación. Figu a 4.17 Des iaciones idimensionales ob enidas Si se desean ealiza ano aciones sob e los esul ados, p ime o se debe á ma ca sob e el ges o de modelo “ esul ” y pos e io men e ab i la aplicación “c ea ano aciones” donde se ealiza an las ano aciones deseadas de la o ma comen ada an e io men e. Figu a 4.18 Pieza con ano aciones 68 Po úl imo, Geomagic o ece la posibilidad de ob ene un in o me sob e odo lo ealizado, pa a ello se ma ca an p ime o los o ma os en los que se deseen dichos in o mes y se ab i á la aplicación “c ea in o me”, as lo cual se c ea á y gua da á dicho in o me donde se le haya ma cado. Figu a 4.19 In o me c eado po Geomagic Pa a conclui , de es e ipo de ensayo cabe des aca la g an capacidad de ob ene des iaciones sob e pequeños g oso es median e compa aciones en 2D, las cuales pueden llega a se muy ú iles en ensayos donde su geome ía es simé ica, y pudiéndose llega inalmen e median e la ob ención de g a icas de des iaciones a compa a los esul ados de dis in os ensayos. 4.3 Conclusiones Las piezas planas a la ho a de su digi alización el mayo p oblema que p esen an es debido a su g oso , pues o que a la ho a de la digi alización el inco ec o mon aje conlle a a des iaciones conclusiones inco ec as. O o de los g andes p oblemas de es e ipo de piezas se dan sob e los modelos con o mas simé icas, los cuales una ez escaneados es muy complicado sabe po ejemplo a que esquina co esponde cie o escaneo, lo cual puede lle a a uni de o ma inco ec a los g upos, si uando de es a o ma de o maciones en luga es que ealmen e no le co esponden dando esul ados alsos a la ho a de la compa ación con el modelo eó ico. Cabe la posibilidad de e i a es os e o es median e el uso de écnicas cie amen e udimen a ias pe o e icaces, como po ejemplo, sob e ensayos donde la in o mación que es ealmen e impo an e se encuen a con enida en la zona de o mada, es posible ma ca la supe icie de la placa plana median e un punzón ealizando ma cas que pe mi an iden i ica sin ningún ipo de p oblema con que esquina se es a ía abajando, eniendo en cuen a siemp e que dichas supe icies no deben con ene in o mación ele an e ace ca del ensayo. 69 Al a a se la mayo ía de es e ipo de piezas de modelos simé icos a eces es muy complicado obse a si cie as cap u as el p og ama se encuen a alineándolas de o ma co ec a, pues o el escalonamien o p oducido a eces se á casi inap eciable. Una o ma de e i a dicho e o , a la ez que ayuda a la co ec a alineación se á la colocación de algunos a ge s sob e la supe icie de la pieza, lo cual además de ale pa a una mejo iden i icación y alineación de las cap u as, pueden es os ale pa a soluciona el p oblema an e io de sabe con qué esquina se es á abajando, pues o que los a ge s queda án ma cados en el modelo, y una ez después de usiona los g upos es posible elimina dichos a ge s de la pieza sin habe enido que modi ica la o daña la. 76 Cuando ya se han eliminado odos los aguje os uno a uno, se pasa á a elimina los a ge s que habían sido colocados an e io men e sob e dicha pieza, pa a ello p ime o se ma ca á el a ge y seguidamen e se ac i a á la aplicación “de ea u e” la cual deja á la zona o almen e uni o me. Figu a 5.10 Elemen o con y sin a ge s Aho a, pa a compensa el e o c eado po el uido del escáne al ealiza una cap u a, median e la aplicación “ educi uido” se mo e án pun os a ubicaciones co ec as, ambién se educi á el ángulo en e polígonos indi iduales de la malla poligonal median e la aplicación “ elaja ” y se iguala an las pun as de un pun o de la malla poligonal con la aplicación “elimina e icales”. Figu a 5.11 Aplicaciones educi uido, elaja y elimina e icales con su con igu ación 77 Figu a 5.12 Pieza as aplica educi uido, elaja y elimina e icales En cambio, si se desea epa a au omá icamen e las impe ecciones de una malla poligonal se puede usa la aplicación “mesh doc o ”, la cual ealiza a la epa ación de odas las impe ecciones a endiendo a su p opio c i e io. Figu a 5.13 Cuad o de con igu ación de mesh doc o y pieza an es y después de aplica Una ez se han eliminado odas las impe ecciones exis en es en la pieza ya se á posible compa a la con el modelo eó ico, pe o pa a és e caso pa icula exis e un p oblema pues o que el modelo eó ico que se posee es un modelo de nube de pun os, lo cual no se á posible compa a con nues o elemen o, po lo an o, se usa á el p og ama Ca ia pa a a a és de la nube de pun os exis en e c ea un sólido pa a pode ealiza dicha compa ación. Pa a comenza , debido a la g an can idad de pun os que iene dicho modelo pa a que se pueda c ea un buen mallado sin que de p oblemas el p og ama se ealiza un il ado de pun os y se eliminan cie as impe ecciones, as lo cual se ealiza el mallado de la nube. 78 Figu a 5.14 Modelo eó ico nube de pun os il ada y modelo mallado Debido a que el elemen o iene excesi a in o mación innecesa ia que pod á causa p oblemas al c ea el sólido o pos e io men e al ealiza la alineación o compa ación se oma la decisión de c ea un sólido solo de la pa e supe io del c áneo, la cual inclui á oda la zona de es udio donde i á si uada la p ó esis. Figu a 5.15 Modelo eó ico sólido T as c ea el sólido con Ca ia ya se á posible impo a el a chi o “pa ” a Geomagic Cap u e pa a p ocede a ealiza la alineación y di e en es es udios. 79 Figu a 5.16 Pieza es y e e encia en Geomagic An es de p ocede a la alineación de ambos elemen os, pa a acili a el abajo al p og ama y e i a la apa ición de e o es, debido a que del ensayo escaneado an solo la zona de o mada se ía la p ó esis, y po an o coincidi á con el modelo eó ico del c áneo. Pa a ello, median e la aplicación “ eco a ” se selecciona la pa e que in e esa pa a el es udio y se eco a. Figu a 5.17 Ensayo escaneado y eco ado Pa a pode alinea y compa a el elemen o escaneado con el CAD se á necesa io es ablece como “ es ” el obje o escaneado, pa a ello se clica á sob e el con el bo ón de echo en el ges o de modelo y se ac i a á “es ablece es ”. Pa a consegui una mejo alineación en e ambos modelos a di e encia del es o de casos p ime o se ealiza á una “alineación del pun o n” pa a consegui una p ime a alineación, ya que uno de los elemen os es mucho mayo que el o o, si se ealizase di ec amen e una “alineación mejo adap ación” es posible que 80 el p og ama e minase las i e aciones y no consiguiese coloca los elemen os. Po ello se p ocede a si ua los pun os con la mayo exac i ud posible. Figu a 5.18 Alineación del pun o n T as habe ealizado la p ime a ap oximación se ealiza á una “alineación mejo adap ación”, donde se con igu a an el núme o de i e aciones, las ole ancias y además pa a es e caso se ma ca á la opción de “solo ajus es inos” con lo que se consegui á una pe ec a alineación de ambos elemen os. Figu a 5.19 Alineación mejo adap ación Den o ya de los análisis dimensionales, se p ocede á p ime o a ealiza un análisis pa a compa a las dimensiones en 2D, pa a lo que se ealiza á p ime o una sección con la aplicación “sección a a és del obje o”, con la que se selecciona a el plano de co e y median e la aplicación “compa a 2D”, en dicha aplicación se ma ca á 3D des iación pa a es e caso. 81 Figu a 5.20 Compa a 2D Figu a 5.21 Compa ación 2D Se pod á ealiza ambién ano aciones de la misma o ma que se ha comen ado an e io men e, y además, dichas compa aciones se pod án encon a en una subca pe a llamada compa aciones 2D que se encon a á den o de “ esul ”. De dicha sección ealizada se á posible ealiza una g á ica que ep esen e la des iación del modelo eó ico con espec o al modelo eal, pa a lo cual se p ocede aco ando oda la sección ealizada y ob eniendo la des iación exis en e en cada pun o, con lo cual se pod á ob ene dicha g á ica. 82 Figu a 5.22 Aco ación de la sección pa a ealiza g á ica Tabla 5.1 De o mación en e p ó esis c aneal y c áneo 83 Posición elemen o (mm) Des iación (mm) 0 1,4666 2,4633 0,896 5,3684 0,5674 7,9222 0,5733 10,5567 0,5927 13,2421 0,504 15,8333 0,4466 18,8623 0,208 21,7905 -0,0671 24,5652 -0,239 27,0959 -0,2865 29,738 -0,2765 32,1687 -0,1595 34,4272 0,0056 37,0838 0,2843 39,8412 0,5662 42,0426 0,7279 44,2088 0,7809 47,0163 0,7816 50,0519 0,7256 52,9485 0,6484 Tabla 5.2 Da os de des iación del modelo Se pod ía llega a ealiza un mejo ajus e de las des iaciones máximas pa a que de es a o ma aunque las des iaciones in e nas se inc emen en las máximas disminui ían. 84 Tabla 5.3 De o mación en e p ó esis c aneal y c áneo con da os modi icados Posición elemen o (mm) Des iación (mm) 0 0,87655 2,4633 0,30595 5,3684 -0,02265 7,9222 -0,01675 10,5567 0,00265 13,2421 -0,08605 15,8333 -0,14345 18,8623 -0,38205 21,7905 -0,65715 24,5652 -0,82905 27,0959 -0,87655 29,738 -0,86655 32,1687 -0,74955 34,4272 -0,58445 37,0838 -0,30575 39,8412 -0,02385 42,0426 0,13785 44,2088 0,19085 47,0163 0,19155 50,0519 0,13555 52,9485 0,05835 Tabla 5.4 Da os de des iación del modelo modi icados 85 De es a o ma los esul ados se encon a ían muy ce canos a los expues os po Cen eno e al., 2017. Figu a 5.23 Posicionamien o de la p ó esis sob e la zona a eemplaza Tabla 5.5 Cepas p incipales de la p ó esis c aneal den o de la zona de o mación po SPIF (p oceden e del a iculo Cen eno e al., 2017) Pa a analiza dimensiones en 3D exis e un comando que p oyec a los pun os de odas las ca as del obje o es en las ca as co espondien es al obje o eó ico, mos ando median e un mapa de codi icación de colo las des iaciones en e los pun os. Pa a ello se usa á la aplicación “3D compa a ” donde se ajus a an los pa áme os deseados en su cuad o de con igu ación pa a ob ene inalmen e la compa ación. 92 Pa k, H.-S., Shah, C., & Shah, R. (2016). AN ENHANCED DEVELOPMENT OF 3D INTRA-ORAL SCANNER USING FRINGE-PROJECTION TECHNIQUE FOR DENTISTRY. Web o Science, 2(UNSP V002T02A036). Ob enido de h ps://apps.webo knowledge.com/ ull_ eco d.do?p oduc =WOS&sea ch_mode=Gene alSea c h&qid=6&SID=P1LcHXXY3UZn zADVX &page=1&doc=3&cacheu lF omRigh Click=no Rioux, M., Bi d, T., & Gi olami, M. (May de 1993). 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