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REPRESENTAÇÃO GEOMÉTRICA 3D PARA AM, OUTRAS FORMAS DE REPRESENTAÇÃO DE…

- - - - SISTEMAS CAD 3D
        
        O modelo deve ser totalmente fechado para definir o volume exato da peça final. As peças modeladas incorretamente impedem a formação do sólido, gerando, consequentemente, arquivos impróprios para uso na AM
        
        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, mas dependendo da distância entre elas e das precisões numéricas envolvidas, pode haver uma interpretação de que não estão conectadas
        
        SÓLIDOS NÃO CONECTADOS
        
        Dois ou mais sólidos não conectados, mas aparentemente conectados em virtude da mínima distância entre eles, representam ser um modelo único
        
        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
        
        As geometrias geradas por modeladores de superfícies devem conter delimitações bem definidas, sem quebras, falhas nas conexões ou superposições das várias superfícies componentes do modelo 3D
        
        À modelagem sólida é a forma mais adequada para a obtenção de arquivos 3D para a AM
        
        Os sistemas CAD permitem a geração de modelos geométricos 3D a partir de operações com sólidos e/ou superfícies
    - - DIGITALIZAÇÃO TRIDIMENSIONAL
        
        A digitalização 3D (também denominada escaneamento) 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
        
        Para a maioria dos processos de digitalização 3D, inicialmente, é obtida uma nuvem de pontos distribuídos na superfície do objeto, os quais, em seguida, podem ser transformados em superfícies para edição e correção em um sistema CAD 3D
        
        Esse processamento da nuvem de pontos é feito por uma classe de sistemas de softwares especializados, gerando, em geral, superfícies NURBS (non-uniform rational b-spline), que reproduzem com fidelidade a geometria digitalizada
    - - Outra forma de se obter modelos 3D, inclusive com informações internas das estruturas, é por meio de tecnologias de imagens não invasivas
        
        TOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA
        
        É possível obter a radiodensidade dos tecidos ou materiais componentes da estrutura do objeto, isto é, a média de absorção de raios x por essas regiões
        
        À radiodensidade é traduzida para imagens em níveis de cinza em uma escala denominada Hounsfield. Os tons mais claros representam regiões mais densas, como os ossos, e os mais escuros, as menos densas, como a pele e os músculos, no caso de tomografia médica
        
        RESSONÂNCIA MAGNÉTICA
        
        A RM utiliza um campo magnético de alta intensidade para orientar o spin do átomo de hidrogênio. Por meio da rádiofrequência, utilizando-se uma bobina receptora, o decaimento dessa orientação é medido
        
        De forma simplificada, o decaimento é proporcional ao hidrogênio presente nos tecidos ou estruturas, em resumo, a quantidade de água em cada um deles, e, dessa maneira, consegue distinguir tecidos diferentes, medindo assim, a composição de cada um e representando-os numa escala em níveis de cinza
        
        ULTRASSONOGRAFIA
        
        É uma modalidade de imagem médica baseada na emissão e na recepção de ondas acústicas e na forma como os tecidos refletem essas ondas, que são, em seguida, captadas por um sensor e processadas computacionalmente
- - - - Esse formato caracteriza-se por ser uma forma simples e robusta de representar modelos tridimensionais por meio de uma malha triangular que recobre todas as superfícies de um objeto
    - - Cada elemento triangular da malha STL é independente, possui três vértices e contém um vetor normal unitário que aponta sempre para onde não há material (parte externa da peça). Assim, os vetores normais servem para distinguir em que região deve existir material
    - - REGRAS DE FORMAÇÃO DOS TRIÂNGULOS NO ARQUIVO STL
        
        Para a tecelagem da malha de triângulo sobre as superfícies, são observadas as seguintes regras básicas de formação: regra da mão direita e conexão vértice-vértice
    - - FORMATO DE ARQUIVO STL NA REPRESENTAÇÃO ASCII
        
        A representação de um arquivo STL, em ASCII (American Standard Code for Information Intercange), caracteres de texto, é utilizado de modo que este possa ser interpretado de forma fácil e inteligível por pessoas ou por diferentes plataformas computacionais
        
        O arquivo STL na apresentação ASCII é editável e apresenta os valores numéricos em pontos flutuantes das coordenadas cartesianas (x, y, x) dos vértices de cada triângulo da malha que representa o objeto
    - - FORMATO DE ARQUIVO STL NA REPRESENTAÇÃO BINÁRIA
        
        A representação de dados em formato binário torna o 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 coloridas
    - - DEFICIÊNCIAS DO FORMATO STL
        
        A direção do vetor normal não é totalmente confiável e há redundância de dados, o que resulta em tamanho excessivo dos arquivos
        
        Não representa cor, acabamento superficial, tipo de material e materiais com gradação funcional
        
        Os arquivos STL não contém informações topológicas que garantam a conecticvidade e a consistência da malha
        
        Os arquivos STL não trazem nenhuma informação sobre a unidade de medida utilizada
    - - 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
        
        Os triângulos do arquivo STL devem recobrir totalmente a superfície do modelo, pois se apresentar aberturas, os limites e a forma do objeto modelado não serão definidos de forma precisa
        
        Malha com degeneração de triângulos
        
        A degeneração ocorre quando a área interna dos triângulos é tão pequena que o vetor normal inexiste
        
        Interseção de triângulos
        
        Quando dois ou mais triângulos se intersectam, ferem as regras de compartilhamento de vértice-vértice
        
        Inversão dos vetores normais
        
        Acontece quando a regra da mão direita para orientação da normal em relação ao triângulo não é respeitada ou quando a sequência dos vértices (1, 2 e 3) é indicada deforma errada pelo gerador de malha e, aplicando-se a regra da mão direita, a normal aponta para o lado oposto ao correto
        
        Lógica da geração de mala de triângulos
        
        Diferentes malhas podem ser gradas para os mesmos parâmetros de controle e o mesmo modelo geométrico, sendo possível obter diferenças significativas em termos de tamanho de arquivo
    - - FERRAMENTAS PARA MANIPULAÇÃO E CORREÇÃO DE ARQUIVOS NO FORMATO STL
        
        Essas ferramentas implementam algoritmos eficientes de melhoria da malha de triângulos e excelentes recursos para que os usuários possam planejar, simular e avaliar o tempo de construção da peça ou o conjunto delas
- - - - Parâmetros mais utilizados pelos sistemas CAD para controlar a malha gerada
        
        Comprimento da corda ou flecha
        
        Esse parâmetro determina a máxima distância ou desvio entre a superfície do modelo 3D e a superfície do triângulo que compõe a malha STL
        
        Ângulo de controle
        
        É utilizado para especificar uma tolerância para curvas com raios pequenos e detalhes de pequenas dimensões do modelo
        
        Qualidade da representação STL
        
        A conversão do modelo sólido em um modelo de representação de malhas de polígonos, inevitavelmente conduza erros de aproximação de superfícies contínuas e regulares que, por menores que sejam, não conseguem representar de forma suavizada essas superfícies
- - - - O objetivo principal do consórcio 3MF é prover uma representação capaz de ser:
        
        Rica o suficiente para representar integralmente um modelo com informações internas, materiais, cores e outras características
        
        Extensível de modo a suportar as inovações na área de AM
        
        Amplamente adotado
        
        Livre dos problemas encontrados os formatos utilizados atualmente