Un algoritmo per rimuovere l’autointersezione dei dati mesh 3D senza cambiare la forma originale

Nuovo metodo per la rimozione di dati mesh 3D che si intersecano da soli
Nel recente pubblicato ” Un algoritmo robusto per rimuovere l’autointersezione dei dati mesh 3D senza cambiare la forma originale “, gli autori Jiang Zhu, Yurio Hosaka e Hayato Yoshioka affrontano il problema dell’autointersezione nella produzione digitale, sviluppando un algoritmo per eliminare l’autointersezione dei modelli mesh 3D.

I modelli di mesh, generati in 3D, sono oggi popolari per l’uso nella produzione di oggi, consentendo agli utenti di ottenere dati digitali in modo efficiente su larga scala durante la scansione. Le stampe 3D possono quindi essere costruite in base ai dati digitali, con il modello a maglie triangolari 3D il più comune. Gli autori sottolineano l’importanza della qualità nei dati mesh, composti in modo ottimale da un triangolo chiuso “senza errori topologici” e triangoli che si intersecano. Numerosi tipi di parti non molteplice di mesh vengono create inavvertitamente durante la modellazione o la scansione 3D, tra cui:

fori
Aree con spessore zero
Autointersezioni
“Poiché tali maglie non molteplici non esistono nel mondo fisico, devono essere riparate in anticipo per l’uso effettivo”, affermano i ricercatori. “Nel tradizionale processo di reverse engineering, le maglie non-manifold vengono riparate manualmente dall’operatore.

“L’aumento della complessità della mesh rende tale processo un compito che richiede molto tempo. Al fine di realizzare l’automazione del rilevamento 3D e della stampa 3D, il rilevamento e la correzione automatici della mesh non-manifold sono diventati un compito essenziale da risolvere. “

L’algoritmo sviluppato deve effettuare le seguenti operazioni:

Rileva sfaccettature intersecate
Dividi le sfaccettature intersecate
Trova le sfaccettature esterne
Elimina le sfaccettature interne e seppellire le sfaccettature
Per questo studio, i ricercatori hanno creato un modello a piramide nel cubo, dimostrando che tutti i triangoli intersecati erano separati in triangoli più piccoli lungo le linee di incrocio. Il modello mostra la corretta rimozione delle intersezioni usando il metodo del team di ricerca.

Il team di ricerca ha utilizzato un secondo modello, utilizzato per testare le palle intersecate. Il modello era composto da dieci sfere e ognuna progettata con 300 sfaccettature triangolari.

L’ultimo modello, creato come una replica di un modello Nobel, è stato riprodotto da una scansione composta da 2.656 vertici e 5.067 facce triangolari. Sebbene esistessero 33 triangoli intersecati, tutti molto piccoli, tutte le parti autointersezionate sono state sostituite dalla sfaccettatura divisa, con il modello creato su una stampante 3D Prodigy Plus e senza errori.

“Il risultato sperimentale indica che rispetto al software commerciale, questo metodo proposto è più efficace per rimuovere le parti autointersecate nel modello 3D, mantenendo invariata la forma originale. Potrebbe essere utilizzato per risolvere i problemi di mesh non molteplici nella stampa 3D o nell’analisi FEM. Inoltre, questo metodo può anche essere modificato per il funzionamento booleano dei modelli di mesh 3D. “

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