Obtenção de modelos 3D com precisão micrométrica por fotogrametria a partir de imagens de microscopia eletrônica de varredura

• Autor(a) principal: Barbieri, Gabriel
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/234366
• topic: Fotogrametria; Microscopia eletrônica de varredura; Digitalização tridimensional; Photogrammetry; Microphotogrammetry; Scanning electron microscopy; Microtomography; 3D scanning; Digital inspection

A obtenção de modelos 3D em escala micrométrica vem sendo cada vez mais aprimorada e uma das principais técnicas utilizadas é a microtomografia (microCT). Ocorre que o uso de um equipamento de microCT é mais restrito, se comparado a um equipamento de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Uma vez que a saída de dados do MEV são imagens, percebeu-se a possibilidade de aliar essa técnica à Fotogrametria, a qual utiliza fotografias de diversos ângulos de um objeto para gerar modelos 3D. Neste contexto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um método para obter modelos tridimensionais por Fotogrametria a partir de imagens adquiridas por microscopia eletrônica de varredura. O método proposto tem por base os procedimentos adotados para Fotogrametria, porém, sua principal diferença se dá pela utilização de um equipamento que emite um feixe de elétrons e que não pode ser inclinado como normalmente faz-se com uma câmera fotográfica. Após investigar o sistema de aquisição de imagens por MEV, foi necessário desenvolver um dispositivo capaz de fornecer controle automatizado de rotação e inclinação da amostra a ser digitalizada. Como amostra, utilizou-se um fragmento de quartzo, com dimensões de aproximadamente 2,0 x 2,5 x 1,5 mm. Com o dispositivo desenvolvido, foi possível adquirir 40 imagens por rotação da amostra (a cada 9°), uma por minuto, as quais foram processadas por Fotogrametria. Para o processamento, foram utilizadas diferentes combinações de imagens, buscando determinar uma relação entre a precisão dos modelos 3D obtidos e o ângulo entre aquisições. Para validar o método proposto, utilizou-se um modelo 3D obtido por microCT como referência. Neste sentido, as malhas obtidas por Fotogrametria foram sobrepostas à malha de referência para realização de análises de inspeção dimensional. Os resultados demonstraram que quanto maior o ângulo entre rotações da amostra, menor é a precisão do modelo 3D gerado, pois há um menor número de imagens para o processamento. Com a obtenção de uma imagem a cada 9°, obtiveram-se erros médios de 0,007 mm, menores que 0,5% do comprimento do modelo. Assim, considera-se que o método proposto, com auxílio do dispositivo desenvolvido, é uma interessante alternativa para a geração de modelos 3D de amostras com tamanho na ordem de milímetros e detalhes superficiais micrométricos.