Diseño Axiomático de un Artefacto de Prueba para el Monitoreo de la Capacidad de la Máquina PBF-LM
Autores: Giorgetti, Alessandro; Ceccanti, Filippo; Baldi, Niccolò; Kemble, Simon; Arcidiacono, Gabriele; Citti, Paolo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño Axiomático de un Artefacto de Prueba para el Monitoreo de la Capacidad de la Máquina PBF-LM
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Fusión por lecho de polvo mediante láser
Tecnología de fabricación aditiva
Sistema de monitoreo de capacidades
Determinación de capacidades de la máquina
Artefacto de prueba
Superaleación Inconel 718
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Se espera que la tecnología de fabricación aditiva de fusión por lecho de polvo y fusión láser (PBF-LM) tenga un impacto notable en el entorno industrial, haciendo posible la realización de un componente metálico con diseños muy complejos para mejorar el rendimiento del producto. Sin embargo, el uso industrial del sistema PBF-LM necesita un sistema de monitoreo de capacidades para garantizar la calidad del producto. Entre los diversos estudios desarrollados, la investigación de la metodología para la determinación de la capacidad real de la máquina ha sido abordada y sigue representando un punto abierto. Hay múltiples autores e institutos que proponen diferentes métodos de investigación, que van desde la realización de muestras (análisis ex situ) hasta la instalación de dispositivos de monitoreo en la máquina (análisis in situ). En comparación con otros enfoques, la realización de muestras permite evaluar cómo funciona la máquina a través del análisis de los especímenes, pero es sensible al diseño de la muestra. En este artículo, primero presentamos un análisis de un artefacto de prueba bien conocido desde la perspectiva del Diseño Axiomático. En segundo lugar, basado en el análisis de las necesidades del cliente y ajustes con respecto al uso de líneas de producción aditivas hipotéticas, se introduce un nuevo artefacto de prueba con una matriz de diseño desacoplada. El diseño propuesto ha sido probado experimentalmente y caracterizado utilizando un artefacto hecho de superaleación Inconel 718 para evaluar su rendimiento y representatividad en la evaluación de la capacidad de la máquina. Los resultados muestran una identificación precisa del desplazamiento del haz y el factor de escala considerando todas las posiciones de la plataforma de construcción. Además, el artefacto se caracteriza por un tiempo de construcción reducido (más del 90% con respecto al artefacto de referencia NIST) y un tiempo de inspección reducido a la mitad (de 16 h a 8 h).
Descripción
Se espera que la tecnología de fabricación aditiva de fusión por lecho de polvo y fusión láser (PBF-LM) tenga un impacto notable en el entorno industrial, haciendo posible la realización de un componente metálico con diseños muy complejos para mejorar el rendimiento del producto. Sin embargo, el uso industrial del sistema PBF-LM necesita un sistema de monitoreo de capacidades para garantizar la calidad del producto. Entre los diversos estudios desarrollados, la investigación de la metodología para la determinación de la capacidad real de la máquina ha sido abordada y sigue representando un punto abierto. Hay múltiples autores e institutos que proponen diferentes métodos de investigación, que van desde la realización de muestras (análisis ex situ) hasta la instalación de dispositivos de monitoreo en la máquina (análisis in situ). En comparación con otros enfoques, la realización de muestras permite evaluar cómo funciona la máquina a través del análisis de los especímenes, pero es sensible al diseño de la muestra. En este artículo, primero presentamos un análisis de un artefacto de prueba bien conocido desde la perspectiva del Diseño Axiomático. En segundo lugar, basado en el análisis de las necesidades del cliente y ajustes con respecto al uso de líneas de producción aditivas hipotéticas, se introduce un nuevo artefacto de prueba con una matriz de diseño desacoplada. El diseño propuesto ha sido probado experimentalmente y caracterizado utilizando un artefacto hecho de superaleación Inconel 718 para evaluar su rendimiento y representatividad en la evaluación de la capacidad de la máquina. Los resultados muestran una identificación precisa del desplazamiento del haz y el factor de escala considerando todas las posiciones de la plataforma de construcción. Además, el artefacto se caracteriza por un tiempo de construcción reducido (más del 90% con respecto al artefacto de referencia NIST) y un tiempo de inspección reducido a la mitad (de 16 h a 8 h).