Development of a novel statistical quality control method for complex 3D shapes.

The economic-productive context we live in is characterized by abundance of research instruments and means that are able to continuously innovate a sector that has been stable for a long time, providing everyday better technologies. Nowadays Additive Manufacturing (AM) represents one of the most valid as well as promising alternatives, above all due to its capacity to push productivity to unexplored possibilities, allowing to realize products and geometries that were not otherwise feasible with traditional technologies. AM characteristics, moreover, make this technology suitable to the rapid evolution of the context we live in and to the increasing required flexibility, to the extent of making it the core of activities such as the rapid prototyping. The possibility to realize complex features with such an easiness is raising the interest both of the research sector and the production one. However, the latter can not disregard all those complementary activities necessary for product commercialization. According to this, inspection and product quality characterization are crucial and become "conditio sine qua non" for the continuous development of AM products. It is in this framework that this thesis works finds its role: the capacity to monitor and characterize complex products has not been developed to the same extent as the capacity to produce the same products. Being quality characterization methods for complex geometries (e.g. lattice) almost absent nowadays, the aim of this thesis is to develop a methodology in order to qualitatively assess products characterized by complex geometries fulfilling the existing gap and fostering the adoption of AM techniques. The aforementioned method has been implemented and then tested in a real case study constituted by a sample made through a FDM process. Its development and usage offers promising results that perfectly answer the above-mentioned needs, opening further possibilities in this direction.

Viviamo in un contesto economico produttivo in cui l'abbondanza di mezzi e strumenti di ricerca permette di innovare un settore ormai da troppo tempo consolidato, con tecnologie sempre migliori. Oggigiorno l'Additive Manufacturing (AM) rappresenta una delle più valide e promettenti alternative soprattutto per la capacità di spingere i limiti di produzione verso nuove frontiere, permettendo di realizzare geometrie e prodotti fino a qualche tempo fa impensabili con le tecnologie produttive tradizionali. Le proprietà dell'additive manufacturing, inoltre, rendono questa tecnologie adatta alla rapidità di evoluzione propria del contesto in cui ci muoviamo e alla crescente flessibilità richiesta, al punto da essere il fulcro di attività come il rapid prototyping. La possibilità di realizzare geometrie complesse con una semplicità mai vista prima sta attraendo quindi l'interesse del settore di ricerca e produttivo. Sopratutto quest'ultimo, tuttavia, non può prescindere da quei processi complementari necessari per la commercializzazione dei prodotti. In questo senso l'ispezione ed il controllo dei prodotti assumono un'importanza fondamentale e diventano "conditio sine qua non" per il continuo sviluppo di prodotti realizzati tramite AM. E' proprio in questo framework che si colloca l'operato di questa tesi: la capacità di realizzare forme complesse non si è evoluta di pari passo con gli strumenti di controllo delle parti realizzate. Risultando al giorno d'oggi pressoché assenti metodi di caratterizzazione qualitative per forme complesse (e.g. lattice), Lo scopo di questo lavoro è quello di sviluppare una metodologia di valutazione per geometrie complesse basato su un metodo statistico in modo da colmare il gap esistente e promuovere allo stesso tempo l'adozione dell'AM come reale alternativa. Il lavoro è stato quindi calato all'interno di un caso studio concreto costituito dal monitoraggio e controllo statistico di oggetti realizzati in polimero tramite FDM. I risultati offerti sono notevolmente promettenti e rispondono perfettamente allo scopo che ci si era preposti, aprendo ulteriori possibilità al miglioramento delle tecnologie in questa direzione.