Procedury obróbki obrazów tomograficznych w celu oceny dokładności wydruku modeli wykonanych z materiałów termoplastycznych

• Autorzy: Turek Paweł , Budzik Grzegorz , Przesłowski Łukasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/148.2020.11.3

Warianty tytułu

EN

Developing of a procedure for processing tomographic images to analyse the accuracy of manufactured thermoplastic models using 3D printing methods

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pierwszym etapie badań zamodelowano geometrię modelu w środowisku CATIA V5R26. Kolejny etap procesu polegał na wydruku modeli przy użyciu techniki FDM (zastosowano materiały ABS-M30 oraz PC-10) oraz MEM (zastosowano materiały PLA oraz PET). Następnie przeprowadzono proces pomiarowy wydrukowanych modeli z materiałów termoplastycznych przy użyciu tomograficznego systemu pomiarowego. W procesie rekonstrukcji geometrii modeli z obrazów 2D wdrożono procedurę składającą się z 4 etapów: cyfrowej filtracji i interpolacji danych, segmentacji metodą grupowania danych (clustering) i rekonstrukcji geometrii metodą aktywnego konturu (active contour). Proces weryfikacji poprawności i precyzji wykonania modeli przeprowadzono w oprogramowaniu Focus Inspection oraz GOM Inspect. Najmniejsze błędy odwzorowania kształtu geometrii uzyskano dla modelu wykonanego z materiału ABS-M30 (odchyłka średnia wyniosła -0,021 mm, a odchylenie standardowe 0,154 mm).

EN

In the first stage of the research, the model geometry was created in the CATIA V5R26 software. In the next stage, the 3D printed process of the models was performed using the FDM (ABS-M30 and PC-10 was used) and MEM technique (PLA and PET materials was used). Then, the measurement process of the printed models from thermoplastic materials was carried out with the use of a tomography system. In the process of reconstructing the geometry of models from 2D images, a procedure consisting of 4 stages was implemented: digital filtering and interpolation of data, segmentation by data clustering and reconstruction of geometry by the active contour method. The process of verifying the accuracy of models was carried out in the Focus Inspection and GOM Inspect software. The most accurate representation of the shape of the geometry was obtained for the model made of ABS-M30 (the mean deviation was -0.021 mm and standard deviation 0.154 mm).

Słowa kluczowe

PL

szybkie prototypowanie; system tomograficzny; współrzędnościowa technika pomiarowa; dokładność

EN

rapid prototyping; tomography system; coordinate measuring technique; accuracy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT ; Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego
• Czasopismo: Przegląd Mechaniczny
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 11
• Strony: 33--36
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il.

Twórcy

autor

Turek Paweł

• Katedra Technik Wytwarzania i Automatyzacji Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza

autor

Budzik Grzegorz

• Katedra Konstrukcji Maszyn Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza

autor

Przesłowski Łukasz

• Katedra Konstrukcji Maszyn Politechnika Rzeszowska im. I. Łukasiewicza

Bibliografia

• [1] Gebhard A. 2003. Rapid Prototyping. Munich, Germany: Hanser.
• [2] Boboulos M. 2010. CAD-CAM and Rapid Prototyping Application Evaluation. PhD & Ventus Publishing Aps.
• [3] Thompson M.K., et al. 2016. “Design for Additive Manufacturing: Trends, opportunities, considerations, and constraints”. CIRP annals 65(2): 737–760.
• [4] Ford S., M. Despeisse 2016. “Additive manufacturing and sustainability: An exploratory study of the advantages and challenges”. J. Clean. Prod. 137: 1573–1587.
• [5] Rokicki P., et al. 2016. “The assessment of geometric accuracy of aircraft engine blades with the use of an optical coordinate scanner”. Aircraft Engineering and Aerospace Technology. An International Journal 88(3): 374–381.
• [6] Leal R., F.M., Barreiros, L. Alves , F. Romeiro, J.C. Vasco, M. Santos, C. Marto. 2017. “Additive manufacturing tooling for the automotive industry”. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 92(5-8): 1671–1676.
• [7] Gibson I. et al. 2014. Additive manufacturing technologies. New York, USA: Springer.
• [8] Budzik G., J. Burek, A. Bazan, P. Turek P. 2016. „Analysis of the accuracy of reconstructed two teeth models manufactured using the 3DP and FDM technologies”. Stroj Vestn: JMech E 62(1): 11–20.
• [9] Panayotov I.V., et al. 2016. “Polyetheretherketone (PEEK) for medical applications”. Journal of Materials Science: Materials in Medicine 27(7): 118.
• [10] Kozior T., et al. 2020. “Quality of the Surface Texture and Mechanical Properties of FDM Printed Samples after Thermal and Chemical Treatment”. Strojniski Vestnik/Journal of Mechanical Engineering 66(2): 105–113.
• [11] Ratajczyk E. 2011. „Tomografia komputerowa CT w zastosowaniach przemysłowych. Cz. II. Tomografy i ich parametry, przykłady zastosowań”. Mechanik 84(3): 226–228.
• [12] Budzik G., P. Turek. 2018. “Improved accuracy of mandible geometry reconstruction at the stage of data processing and modeling”. Australasian Physical and Engineering Sciences in Medicine 41(3): 687–695.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).