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

Abstract

El objetivo principal de este trabajo es generar una metodología de escaneo mediante el uso de un escaner Geomagic Capture® y del programa Geomagic Control®, aplicando dicha metodología a casos reales de escaneo 3D de piezas de ensayo tipo de diferente geometría, incluyendo piezas planas, volumétricas, con agujeros, etc. Finalmente se deberá realizar un análisis de desviaciones geométricas en un caso de estudio real, consistente en una prótesis parcial fabricada mediante conformado incremental mono-punto con el objetivo de ser utilizada para la sustitución la parte frontal de un cráneo. Primero se realizará una introducción sobre la contextualización de los tipos de escáneres 3D que existen, situando el escáner Geomagic CaptureTM dentro de éste contexto, mostrando además su alcance y las capacidades que nos brinda. Tras ésto se pasará a un minucioso manual en el cual se explica paso por paso como usar dicho programa para poder realizar un escaneo completo y minucioso de cualquier tipo de elemento que se vaya a estudiar. Para una vez digitalizada la pieza y corregidos todos los defectos, proceder a la parte del manual de la comparación del modelo obtenido y el modelo teórico y por último la obtención de los resultados. Por último éste estudio se centrara principalmente en tres tipos de procedimientos, primero las consideradas piezas volumétricas, la cual se ejemplifica con un modelo realizado mediante impresión 3D y comparado con su modelo teórico, la cual se trata de la metodología con la menor dificultad. Y posteriormente se comentaran las llamadas “piezas planas”, dichas piezas, su característica principal será el pequeño espesor por el que estarán formadas. Para la ejemplificación de este tipo de piezas se usará un modelo creado mediante Formación Incremental (SPIF), la cual será finalmente comparada con el modelo teórico de su ensayo. Por último, se expondrá el estudio de piezas planas de test y volumétricas de referencia, usando para ello más concretamente un ensayo de “formación incremental” usado para la fabricación de prótesis craneales, puesto que existe una gran demanda de este tipo de prótesis, la gama de edades que las requieren es más amplia y se les requiere un cierto rendimiento. A todo ésto se le ha de sumar la complejidad de los contornos que las prótesis generales actuales no llegan a adaptarse a la perfección. Para poder llegar a observar el alcance que puede tener este tipo de prototipado rápido que actualmente se encuentra en estudio, debido a su menor costo de fabricación y mejor adaptación de dichas prótesis a cada individuo que las prótesis convencionales. Este apartado se centrará en la comparación de una prótesis real con el modelo teórico del cráneo al que serviría de prótesis con el consecuente estudio de desviaciones entre los dos modelos y sus conclusiones pertinentes.

The aim of this project is to create a manual step by step in order to show how to use Geomagic Control program, specifically, how to scan a piece and in order to stablish a comparison between the theoretical model and the real one. On the one hand, an introduction about the context of the different types of 3D scans is made, situating the Geomagic Capture inside this context and exposing also its capacities. Then an specific manual, in which appears how to use this program and how to create a complete scan of any type of element, is used. When the piece is digitalized and the mistakes are corrected, we can access to the specific section of the manual, in which the comparison appears, and finally to the acquisition of the results. On the second hand, the study will be focus on three specific procedures: firstly volumetric pieces, which are exemplified by a 3D model and compared with its theoretical version. And then the “flat pieces” will be considered, whose main characteristic is its light density. In order to exemplify this kind of pieces we will use a model created by SPIF which will be compared with its own theoretical model. Finally a study of flat pieces and volume pieces will be exposed employing an essay of “SPIF“ used previously so as to create cranial prosthesis due to its demand. It is necessary to include the complexity of the different prosthesis which usually are not able to adapt correctly. This section will be focused on a comparison between a real prosthesis and the theoretical model of the skull with the study about both models.