Detecção e classificação de anomalias durante o processo de manufatura aditiva por fusão e deposição por meio de transdutores piezelétricos e processamento de sinais - Lopes, Thiago Glissoi [UNESP] (2021)
O processo de manufatura aditiva por fusão e deposição (FDM – Fused Deposition Modeling), também conhecido como processo de impressão 3D, trata da fabricação de objetos tridimensionais por adição de camadas subsequentes de filamento plástico fundido. As cama-das de filamento são depositadas seguindo determinados arquétipos de preenchimento (AP), definidos durante a fase de fatiamento por meio das características de impressão adotadas pelo operador do processo. Em cada AP, determinados parâmetros fundamentais de camada são observáveis. Dada a característica sequencial da fabricação das camadas no processo FDM, caso seja detectado uma anomalia durante a fabricação da primeira camada, o processo pode ser interrompido, evitando assim diversas perdas. Os efeitos de uma incorreta definição de características de impressão nos parâmetros fundamentais de camada têm sido estudados. O monitoramento indireto de processos de fabricação por meio do processamento digital de sinais adquiridos a partir de transdutores piezelétricos é uma prática muito comum na atuali-dade. A prática do monitoramento do processo FDM por sensor de emissão acústica (EA) vem sendo tema de diversos estudos. O diafragma piezelétrico (PZT) vem sendo estudado como alternativa ao sensor EA tradicional para aplicações de monitoramento in-situ de processos de manufatura. Os dados estatísticos obtidos da etapa de processamento digital de sinais podem ser utilizados como valores de entrada em modelos de classificação de anomalias em processos monitorados. Na construção destes modelos, diferentes métodos de classificação podem ser avaliados e comparados entre si quanto às acurácias obtidas ao classificar determinado grupo de amostras. O presente trabalho procurou estudar a viabilidade da utilização do PZT como alternativa ao sensor EA no monitoramento da fabricação de primeira camada do processo FDM, visando a detecção de anomalias nos parâmetros fundamentais de camada e na geome-tria obtida das peças impressas. Ademais, procurou-se a obtenção de modelos de classificação para os dados obtidos pelo sensor EA e pelo PZT. Para tal, diferentes análises estatísticas fo-ram conduzidas nos sinais adquiridos pelos transdutores piezelétricos, e parte dos dados obti-dos foram utilizados como entrada na avaliação de diferentes métodos de classificação. Como resultado do trabalho, ficou evidenciada a viabilidade da utilização do PZT como alternativa ao sensor de EA no monitoramento do processo FDM, com a detecção de anomalias nos pa-râmetros fundamentais de camada e obtenção de modelos de classificação capazes de identifi-car os diferentes modos de fabricação irregular.