Existen diferentes herramientas disponibles que ofrecen opciones para reparar los archivos STL.
Meshmixer cuenta con herramientas para procesos automáticos que serán suficientes para la mayoría de los modelos 3D y servirán para corregir pequeños errores, como agujeros en la malla, pero los modelos con errores más críticos requerirán una solución independiente.
En este tutorial te daremos algunos consejos de edición de archivos STL para la impresión 3D dental
Objetivo del tutorial avanzado de Meshmixer
Mostrar cómo reparar los archivos STL para impresión 3D dental, además de explicar cómo utilizar algunas herramientas avanzadas para preparar un modelo 3D dental de manera óptima. Resolvemos diferentes errores que podemos encontrar en el día a día en los protocolos digitales entre una clínica dental y un laboratorio dental de prótesis.
¿Por qué reparar un archivo STL en el software Meshmixer?
Un diseño 3D es una geometría matemáticamente «perfecta», definida por curvas y splines. En el caso de la impresión 3D, las superficies se convierten en un formato de malla 3D que describe la geometría como una nube de caras triangulares y vértices conectados.
La conversión en malla es como romper un espejo completamente liso y recomponerlo pegando los pedazos para que parezca el original. Si se hace mal, el resultado es un modelo 3D con todo tipo de filos, agujeros y piezas flotantes, así como zonas con muchos triángulos que se cruzan que no deberían estar ahí. Bien hecha, la impresión 3D es una malla idéntica al diseño original.
¿Cómo reparar un archivo STL?
Un flujo de trabajo de reparación puede resolverse de diferentes maneras, en este caso explicaremos una manera sencilla para resolverlo con una herramienta que será útil para resolver más errores.
Error 1 – Malla abierta modelo 3D dental
Modelo 3D dental en Meshmixer – Error Malla abierta
A menudo después de usar la herramienta Plane Cut para cortar el modelo nos encontramos con la malla 3D abierta, dando como resultado un modelo no apto para imprimir en 3D.
Sculpt Toll > Brushes >ShrinkSmooth
Las herramientas de “Volume Brushes” de Meshmixer son excelentes herramientas de “pincel” para reparar, esculpir y sellar. La región del pincel está definida por una esfera centrada en un punto del espacio 3D y aplica una deformación volumétrica.
ShrinkSmooth, es un pincel estándar de suavizado incluido en casi todos los programas de diseño 3D. Utilizaremos esta herramienta junto antes de usar la herramienta Plane Cut para cortar el modelo a la altura que queremos.
Pasos para configurar Meshmixer
Paso 1 – Configurar herramienta ShrinkSmooth
Modelo 3D dental en Meshmixer – Error Malla abierta
A menudo después de usar la herramienta Plane Cut para cortar el modelo nos encontramos con la malla 3D abierta, dando como resultado un modelo no apto para imprimir en 3D.
Sculpt Toll > Brushes >ShrinkSmooth
Las herramientas de “Volume Brushes” de Meshmixer son excelentes herramientas de “pincel” para reparar, esculpir y sellar. La región del pincel está definida por una esfera centrada en un punto del espacio 3D y aplica una deformación volumétrica.
ShrinkSmooth, es un pincel estándar de suavizado incluido en casi todos los programas de diseño 3D. Utilizaremos esta herramienta junto antes de usar la herramienta Plane Cut para cortar el modelo a la altura que queremos.
Modelo 3D dental en Meshmixer – Sculpt Toll > Brushes >ShrinkSmooth
Es posible utilizar la herramienta con diferentes configuraciones, en ese caso usaremos la siguiente: Falloff.
Modelo 3D dental en Meshmixer – Falloff
El menú desplegable Falloff permite seleccionar diferentes formas de modular la fuerza de la operación que está utilizando. Aplicaremos la primera opción.
Main Panel
El panel principal nos permite cambiar diferentes propiedades del pincel, en esta caso cambiaremos la Fuerza “strenght” y el tamaño “Size” a nuestro gusto. La profundidad “Depth” y la suavidad “Lazyness” lo dejaremos a cero (0).
Las casillas de verificación Flow y Volumetric (por defecto).
Paso 2 – Suavizar el modelo 3D
Modelo 3D dental en Meshmixer – Sculpt Toll > Brushes >ShrinkSmooth- Sin suavizar
Antes de aplicar el pincel podemos observar como alrededor del zócalo del modelo existen vértices y caras de triángulos que forman zonas oscuras. ¡Estas zonas deben ser suavizadas!
Modelo 3D dental en Meshmixer – Sculpt Toll > Brushes >ShrinkSmooth- Suavizado
Haciendo clic izquierdo y arrastrando el pincel por la zona deseada, aplicamos la operación de suavizado.
Luego volvemos a utilizar la herramienta Plane Cut para cortar el modelo a la altura que queramos.
Modelo 3D dental en Meshmixer – Listo para imprimir en 3D
Nota: Si después de realizar el corte todavía se observa el error, vuelve a repetir el proceso anterior
Si has llegado hasta aquí, ¡enhorabuena!, ya puedes imprimir tu modelo en 3D hoy mismo. Solo tienes que exportarlo (File>Export) en formato STL o OBJ.
Error 2 – Agujeros y triángulos flotantes en la malla del modelo 3D
Modelo 3D dental en Meshmixer – Error Malla de triángulos flotante
En ocasiones los archivos STL generados por un escáner intraoral contienen mallas flotantes, ya sea por la saliva del paciente o por la scaner una zona de tejido blando.
Antes de realizar el diseño CAD es recomendable editar la malla y “limpiar” cuanto sea posible de manera que el archivo STL final sea apto para la impresión en 3D.
En la imagen anterior se observan 2 errores de mallas que forman geometrías que no pueden ser impresas en 3D con fiabilidad.
¿Cómo detectar estos errores en los archivos STL?
Existen errores que son detectables y reparados de manera automática utilizando una herramienta de Análisis y errores que deben ser detectados visualmente y reparados manualmente para crear un sólido imprimible. En este tutorial trataremos ambos casos.
Paso 1 – Inspección Automática de errores
Modelo 3D dental en Meshmixer – Seleccionar Analysis Inspector
La herramienta Analysis > Inspector se centra en identificar y reparar algunos problemas comunes de malla que suelen ocurrir en los escaneos 3D.
Modelo 3D dental en Meshmixer – Ejecutar Analysis Inspector
Al ejecutar la herramienta Analysis > Inspector, se muestran los errores en el archivo STL con indicadores de palo/bola codificados por colores.
Para reparar cada error basta con hacer clic en cada bola o hacer clic en Auto Repair All
¿Cómo funciona la herramienta Inspector de Meshmixer?
El inspector solo intenta lidiar con tres problemas simples en la malla. El objetivo de las estrategias de reparación es crear una malla cerrada que no tenga agujeros ni áreas no múltiples. Además, se descartarán pequeños componentes flotantes.
Modelo 3D dental en Meshmixer – Zoom indicadores de colores Analysis Inspector
Los indicadores azules identifican los agujeros en la malla. La reparación automática intenta rellenar agujeros utilizando las estrategias de la herramienta Editar> Borrar y rellenar.
Los indicadores rojos identifican regiones no múltiples. Los elementos no múltiples son vértices o aristas «bowtie» con más de dos triángulos conectados. Para reparar una región no múltiple, primero eliminamos los triángulos resaltados en rojo y luego intentamos llenar el agujero resultante.
Los indicadores magentas identifican áreas de componentes pequeños. Estas regiones simplemente se eliminan. El umbral predeterminado es 1% en relación con el área de superficie total del modelo.
Si ejecutamos la herramienta haciendo clic en Auto Repair All se ejecutarán las estrategias de reparación automáticamente. Sin embargo también pueden fallar.
Modelo 3D dental en Meshmixer – Fallo Auto Repair All
Si hacemos clic con el botón izquierdo en una esfera y la reparación falla, se volverá gris, como se muestra en la imagen anterior. En este caso, es recomendable reparar el error manualmente.
Paso 2 – Inspección Visual y selección manual
Este archivo STL, también presenta un error de Triángulos flotantes que forman una geometría no apta para la impresión 3D dental.
Aplicaremos la estrategia Editar> Borrar y rellenar.
Modelo 3D dental en Meshmixer – Seleccionar herramienta Select
Se trata de la herramienta más utilizada en Meshmixer. Muchas operaciones dependen de poder seleccionar la superficie que deseamos modificar.
El panel principal. En la parte superior, podemos alternar entre los modos Pincel “Brush” y Lazo “Lasso”. La mayoría de las veces, utilizará el modo Pincel, donde «pintará» un conjunto de caras seleccionadas.
Podemos utilizar 3 tipos de pinceles:
- Unwrap: Selecciona la superficie resaltada alrededor del pincel
- Sphere: Se trata de un esfera semitransparente y selecciona todo dentro de la esfera. La clave con el modo Esfera es que puede seleccionar regiones desconectadas, por lo que es bueno si selecciona en áreas donde hay muchas mallas desconectadas.
- SphereDisc: Es una especie de híbrido, que usa una esfera pero limita la selección a aquellas caras que están conectadas (a través de alguna ruta en la superficie 3D) al punto debajo del cursor.
Modelo 3D dental en Meshmixer – Seleccionar herramienta Select
Para pintar las zonas indicadas, hacemos clic izquierdo sobre la superficie deseada. (Si desea eliminar de la selección («des-pintar» algunas caras), mantenga presionada la tecla Mayús o Ctrl / Cmd mientras aplica el pincel.)
Paso 3 – Error 1 – Malla abierta: Borrar y rellenar
Modelo 3D dental en Meshmixer – Selección de superficies con herramienta Select
Después de seleccionar las superficies que deseamos Borrar, hacemos clic en Dicard o presionamos la tecla rápida X.
A continuación volvemos a ejecutar la herramienta Analysis > Inspector y repetimos el proceso de Auto Repair All se ejecutarán las estrategias de reparación automáticamente para rellenar los agujeros.
El resultado de ser el siguiente:
Modelo 3D dental en Meshmixer – Modelo 3D reparado
Finalmente, si se requiere, volvemos a aplicar el pincel de suavizado ShrinkSmooth.
Si has llegado hasta aquí, ¡enhorabuena!, ya puedes imprimir tu modelo en 3D hoy mismo. Solo tienes que exportarlo (File>Export) en formato STL o OBJ.
Error 3 – Mala integración de mallas en modelo 3D dental
Este caso, se trata de un modelo para un tratamiento de prótesis dental y requiere del modelo 3D para la determinación y comprobación de ajustes.
Debido a que no se ha “limpiado” bien la malla antes de crear el modelo, el software CAD dental ha aplicado un protocolo automático y la cerrado la malla creando geometrías que no son aptas para impresión 3D.
Se trata de un error muy habitual y que solemos ver mucho cuando los usuarios están empezando a usar flujos de trabajo con impresión 3D dental. Usaremos las herramientas Sculpt Toll > Brushes >ShrinkSmooth para suavizar todas zonas abultadas (marcada en naranja) para dejar el modelo listo para impresión 3D.
