Probabilistic defect characterisation of additively manufactured scalmalloy specimen using x-ray computed tomography

This thesis develops a methodology for defect characterization of additively manufactured (AM) metallic components, focusing on laser powder bed fusion (L-PBF) Scalmalloy. The work focuses on process-driven defect analysis that, together with a correct material characterization can lead to a reliable fatigue assessment. In detail, the study investigates the uncertainties in describing defects of specimen that are built with the same AM process parameters. X-ray computed tomography (XCT) is used to quantify uncertainties regarding detection limits and sizing errors between scanning resolutions. The analysis highlights probabilistic approaches based on Extreme Value Statistics (EVS) and Probability of Detection (PoD) modeling to evaluate how uncertainties in defect detection and population extrapolation affect the fatigue characterization of the component.

La presente tesi sviluppa una metodologia per la caratterizzazione dei difetti nei componenti metallici prodotti mediante manifattura additiva (AM), con particolare riferimento alla tecnologia laser powder bed fusion (L-PBF) del materiale Scalmalloy. Il lavoro si concentra sull’analisi dei difetti di origine di processo che, insieme a una corretta caratterizzazione del materiale, possono condurre a una valutazione affidabile della resistenza a fatica. In dettaglio, lo studio indaga le incertezze nella descrizione dei difetti presenti in provini realizzati con i medesimi parametri di processo AM. La tomografia computerizzata a raggi X (XCT) è impiegata per quantificare le incertezze legate ai limiti di rilevamento e agli errori di dimensionamento tra diverse risoluzioni di scansione. L’analisi evidenzia approcci probabilistici basati sulla statistica dei valori estremi (EVS) e sulla modellazione della probabilità di rilevamento (PoD), al fine di valutare come le incertezze nella rilevazione dei difetti e nell’estrapolazione della loro popolazione influenzino la caratterizzazione a fatica del componente.