Additive Manufacturing (AM) has significantly transformed a multitude of industries, offering unparalleled design flexibility and cost-effectiveness when it comes to producing highly complex parts or the possibility of customized production, while also minimizing material waste. However, the absence of standardized quality control processes presents a significant challenge for further expansion of Additive Manufacturing. This research explores the multifaceted aspect of quality control in additive manufacturing, with a focus on the challenges of using non-destructive techniques to inspect components produced with Fused Deposition Modeling (FDM) processes. With the aim of being able to offer a contribution, the research aims to test the shearography technique, examining its limits and evaluating its suitability for use on 3D printed components. The study conducts the inspection of a specially designed polymer tester with integrated defects common in the FDM manufacturing process where shearography will be employed not only as a qualitative methodology, but more importantly as a quantitative approach, with the use of tomography as reference for measurements. In addition, a procedure is proposed that exploits the shearography hardware, also to acquire images during tensile tests carried out on specimens containing defects and then use 2D digital image correlation, to obtain deformation maps. The integration of both techniques allows you to identify defects and analyze their deformation evolution up to the breaking point. This approach not only serves as a defect detection tool but is also a verification and validation method.

Metodi di misura senza contatto per la valutazione di difetti in componenti prodotti con processi additivi / DELLA SANTA, Edoardo. - (2024).

Metodi di misura senza contatto per la valutazione di difetti in componenti prodotti con processi additivi

DELLA SANTA, EDOARDO
2024-01-01

Abstract

Additive Manufacturing (AM) has significantly transformed a multitude of industries, offering unparalleled design flexibility and cost-effectiveness when it comes to producing highly complex parts or the possibility of customized production, while also minimizing material waste. However, the absence of standardized quality control processes presents a significant challenge for further expansion of Additive Manufacturing. This research explores the multifaceted aspect of quality control in additive manufacturing, with a focus on the challenges of using non-destructive techniques to inspect components produced with Fused Deposition Modeling (FDM) processes. With the aim of being able to offer a contribution, the research aims to test the shearography technique, examining its limits and evaluating its suitability for use on 3D printed components. The study conducts the inspection of a specially designed polymer tester with integrated defects common in the FDM manufacturing process where shearography will be employed not only as a qualitative methodology, but more importantly as a quantitative approach, with the use of tomography as reference for measurements. In addition, a procedure is proposed that exploits the shearography hardware, also to acquire images during tensile tests carried out on specimens containing defects and then use 2D digital image correlation, to obtain deformation maps. The integration of both techniques allows you to identify defects and analyze their deformation evolution up to the breaking point. This approach not only serves as a defect detection tool but is also a verification and validation method.
2024
La Manifattura Additiva (MA) ha trasformato significativamente una moltitudine di industrie, offrendo una flessibilità di progettazione e una convenienza economica senza pari pensando alla produzione di parti altamente complesse o alla possibilità di produzioni customizzate, minimizzando inoltre lo spreco di materiale. Tuttavia, l'assenza di processi standardizzati di controllo di qualità, presenta una sfida significativa per un ulteriore espansione della Manifattura Additiva (o Additive Manufacturing). Questa ricerca esplora l'aspetto multiforme del controllo di qualità nella manifattura additiva, con un focus sulle sfide legate all’utilizzo delle tecniche non distruttive per l’ispezione di componenti prodotti con processi di Fused Deposition Modelling (FDM). Con l’obiettivo di poter offrire un contributo, la ricerca si propone di testare la tecnica della shearografia, esaminandone i limiti e valutandone l'idoneità di impiego su componenti stampati in 3D. Lo studio conduce l'ispezione di un tester in polimero, appositamente progettato, con difetti integrati comuni nel processo di produzione FDM dove la shearografia sarà impiegata non solo come una metodologia qualitativa, ma soprattutto come un approccio quantitativo, con l'utilizzo della tomografia come riferimento per le misurazioni. In aggiunta, si propone una procedura che sfrutta l'hardware della shearografia, anche per acquisire immagini durante test di trazione effettuati su provini contenenti difetti per poi utilizzare la digital image correlation 2D, per ottenere mappe di deformazione. L'integrazione di entrambe le tecniche consente di individuare i difetti e analizzarne l'evoluzione della deformazione fino al punto di rottura. Questo approccio non solo funge da strumento di rilevazione dei difetti, ma costituisce anche un metodo di verifica e validazione.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11566/325171
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