A study on quality control problems in additive manufacturing

Le tecnologie di produzione additiva, additive manufacturing (AM), sono state inizialmente proposte per applicazioni di “Rapid Prototyping”, con l’obiettivo di ottenere una rapida produzione di prototipi con costi e tempi ridotti rispetto alle tecnologie tradizionali. Più recentemente, lo sviluppo tecnologico ha portato ad una elevata versatilità di tali processi in vari settori industriali, dall’automotive all’aerospazio, dal biomedicale all’energy, per parti funzionali e produzioni in serie. Le tecnologie AM aprono nuove possibilità produttive, per esempio per parti dalla geometria complessa difficili (o impossibili) da ottenere con altri processi, o la riprogettazione di componenti integrali per evitare operazioni di assemblaggio. Tuttavia, introducono nuove sfide che devono essere affrontate per poter sfruttare appieno le potenzialità AM, tra cui le problematiche legate al controllo e al monitoraggio della qualità. Questo lavoro di tesi presenta un’analisi dello stato dell’arte tecnologico e applicativo, con particolare riferimento ai problemi legati al controllo della qualità dei processi AM. Viene inoltre studiato il problema della caratterizzazione della porosità, di particolare rilievo in questo ambito. La presenza di pori può infatti essere legata a difettosità ed errori di processo, ma può anche essere una caratteristica desiderata, a seconda del tipo di applicazione. Viene infine presentato un metodo per la caratterizzazione ed il monitoraggio di superfici porose basato sulla stima della densità di probabilità di indici sintetici. Il metodo viene dimostrato utilizzando dati reali da misure su componenti in schiuma metallica, ma è pensato per poter essere esteso a processi AM.