Innovative additively manufactured parts inspection via non-destructive methods based on thermography and Computed Tomography

I componenti prodotti con la produzione additiva stanno attualmente guadagnando un posto rilevante in molti settori industriali. Tuttavia, manca ancora una ricerca significativa sul potenziale dei processi di produzione additiva (AM) per ottenere un’adozione industriale ampia e affidabile in cui ripetibilità e stabilità sono fattori limitanti. I fenomeni fisici che partecipano ai processi AM possono generare difetti tra diversi strati, all'interno dei singoli strati e nella parte complessiva come difetti interni. Pertanto, una delle principali sfide nella catena AM diventa l’impostazione di metodi per garantire l’integrità strutturale e l’adeguatezza del componente per lo scenario operativo. In questo contesto, i test non distruttivi (NDT) rappresentano una tecnologia chiave per descrivere la complessità dell'AM, rilevando e valutando i difetti nella parte senza distruggerne la funzionalità. Oggi la soluzione più diffusa è la tomografia computerizzata a raggi X (TC), i cui costi sono accessibili solo per componenti di fascia alta. Un'ulteriore difficoltà è che il CT rappresenta un collo di bottiglia nei tempi di consegna, poiché può durare quasi quanto la produzione stessa. INTACT mira ad aumentare l'efficacia delle indagini NDT verso una soluzione più rapida ed economica, potenziata dalla combinazione di altri metodi distruttivi e ND. INTACT integra la rapidità e l'economicità della termografia con la precisione di rilevamento della scansione TC per una descrizione completa e veloce della complessità dell'AM. Rispetto alle analisi convenzionali, INTACT definirà artefatti di riferimento ad hoc per caratterizzare e confrontare i diversi metodi NDT. Il manufatto conterrà difetti e caratteristiche specifici rappresentativi di AM. Data la loro natura totalmente non distruttiva e non invasiva, gli stessi componenti verranno ispezionati da diversi CND. Lo scopo è quello di evidenziare varie dimostrazioni di caratterizzazione delle parti attraverso dati diversi. Verranno sfruttate tecniche in grado di eseguire calcoli ad alto rendimento basati sull'intelligenza artificiale o analisi statistiche inferenziali per sviluppare metodi di post-elaborazione dei dati adeguati per l'analisi dei termogrammi. I dati post-elaborati da ciascun sistema verranno poi confrontati tra loro e con gli artefatti nominali predefiniti. Questi dati permetteranno di definire l'operatività di ciascun sistema e, allo stesso tempo, verificarne l'affidabilità. L'integrazione dei dati consentirà di compensare le limitazioni associate a ciascuna tecnologia, migliorare la rilevabilità dei difetti e la descrizione dei componenti delle altre tecniche NDT e definire una nuova architettura affidabile per calibrare la termografia con l'obiettivo di essere utilizzata come strumento autonomo e veloce e un metodo NDT a basso costo per caratterizzare completamente la complessità della parte AM. L'uso di questa nuova architettura sarà testato utilizzando componenti industriali. Inoltre, il nuovo approccio renderà disponibile una quantità senza precedenti di dati ben strutturati, che fungeranno da set di formazione per test diagnostici ND più robusti di parti metalliche prodotte in modo additivo.