Davide Decesari - Protocolli di Reverse Modeling su Dispositivi Ortodontici

1. Davide Decesari
Protocollo di Reverse Modeling
per la duplicazione parziale di
un dispositivo ortodontico

2. Con questo lavoro si intende tracciare una linea guida per la duplicazione
parziale o totale di dispositivi dentali in acrilico in modo tale da poter essere
eventualmente riprodotti qualora si verificasse la perdita o la rottura
dell'originale.
Questo caso tratta la duplicazione delle due parti controlaterali in acrilico, di
un dispositivo ortodontico utilizzato nell'arcata dentale inferiore.
Viene richiesta una particolare attenzione alla precisione della parete
occlusale di ogni singola parte in quanto adeguatamente personalizzata al
caso.
Prima di procedere, si richiede che il dispositivo venga posizionato
correttamente sul modello in gesso dell'arcata dentale e che quest'ultimo sia
squadrato alla base.
Si passa quindi alla trasformazione digitale dell'insieme tramite scanner 3D.
Vengono fatti due passaggi di acquisizione, nel primo passaggio, viene
scansionato il modello in gesso col dispositivo in posizione, nel secondo
passaggio il solo modello in gesso.
Risultato scansioni nell'immagine.

3. I modelli vengono sovrapposti esattamente mediante un algoritmo
appositamente generato. (v. immagini seguenti) Questa operazione servirà
successivamente per la modellazione interna delle due parti che devono essere
replicate.

4. Fatto ciò, si selezionano per ogni parte, le pareti vestibolare, linguale e
occlusale facendo così risultare un “guscio” vuoto al suo interno.

5. Entrambe le parti vengono chiuse e accuratamente rimodellate.
A questo punto mediante un'operazione di sottrazione booleana si ricava
l'interno di ciascuna parte che rappresenta il negativo dei denti sottostanti.

6. Si termina con l'analisi e l'ottimizzazione dei file Stl per la “messa in solido”
degli stessi.
Risultato finale.

7. Davide Decesari
Protocollo di Reverse Modeling
per la duplicazione di un paradenti
2018

8. Come descritto nel precedente protocollo sulla duplicazione parziale di un
dispositivo ortodontico, anche in questo caso sono necessarie l'impronta
dell'arcata dentale interessata e la stessa con il dispositivo inserito.
Nel precedente protocollo l'impronta dentale era stata presa col metodo
tradizionale e poi tramite una colata di gesso ne era stato ricavato il modello
fisico in seguito, veniva realizzato un primo file STL del modello fisico
attraverso un apposito scanner poi, una seconda scansione del modello col
dispositivo.
Questa volta si è deciso di realizzare direttamente i due file STL con uno
scanner intraorale evitando così i passaggi intermedi sopracitatati. (v. imm.)
I due file STL risultati vengono sovrapposti esattamente mediante un
algoritmo appositamente generato (v. Protocollo per la duplicazione parziale
di un dispositivo ortodontico – Davide Decesari).

9. Terminata questa operazione di accoppiamento, si procede con la selezione
della parte di paradenti che serve per la duplicazione eliminando quel che
rimane di quello stesso file STL.
Come si può ben vedere la parte esterna presenta difetti di acquisizione nella
scansione ottica formando in questo caso fori di notevoli dimensioni. Si
procede quindi a creare delle superfici di chiusura.
Fatto questo, si ridisegnano i bordi creando poi delle superfici di connessione
con la parte e infine con ulteriori superfici si chiude il tutto. (v. immagine )

10. Ora, le superfici e polisuperfici create devono essere trasformate in mesh e in
questo caso si sono adottati i seguenti parametri:
Density : 1.0
Maximum angle: 20.0
Maximum aspect ratio: 0.0
Minimum edge lenght: 0.0
Maximum edge lenght: 0.0
Maximum distance edge to surface; 0.001
Minimum initial grid quads: 16
Terminata questa operazione tutte le mesh vengono unite in un'unica mesh.

11. Trattandosi di un'unione forzata, l'insieme delle mesh può far risultare nel file
STL la presenza di errori di vario tipo che occorre riparare al fine di validarlo
per la messa in solido.
Si procede quindi con l'analisi degli eventuali errori identificandoli in
successione:
Normals > Stitching > Noise Shells > Holes > Triangles > Overlaps
Gli errori riportati nella diagnostica si possono riparare in modo automatico
con l'algoritmo predisposto nel software oppure manualmente, settando
singolarmente i parametri.
Il passaggio successivo prevede l'ottimizzazione del file, prestando molta
attenzione a non alterarne la forma.
Per questo, in ogni passaggio, si adottano parametri ideali al caso.
Global Remesh Decimate Optimize Mesh
Edge Lenght Multipler 1 Target Poly-Face Count 245.484 Min. Edge Lenght Multipler 0,5
Target Average Edge Lenght 0.1479mm Reduction Ratio 49,8851% Max Edge Lenght Multipler 8
Allowable Deviation Multipler 0,1
Terminata anche questa serie di operazioni, si accoppia l'STL ottenuto con
l'STL risultato dalla prima scansione ottica, quello della sola arcata dentale e
dando la giusta tolleranza fra le parti (0.05mm) mediante la sottrazione
boolena fra le stesse si ricava la parte interna del paradenti.
Si conclude il lavoro rifinendo l'intera mesh con un apposito software.

12. “Messa in Solido”