Deposição de materiais metálicos em pó a laser baseado em controle por visão computacional e aprendizagem de máquina

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Souza, Marco Antonio Alves de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Laser Cladding; Aprendizagem de máquina; Computer vision; Laser cladding; Machine learning; Visão computacional
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76132/tde-15052020-105711/

O emprego de lasers no processamento de materiais vem despertando o interesse ante as promissoras e inovadoras aplicabilidades desta tecnologia. Neste contexto, o processo de deposição de materiais metálicos em forma de pó em superfícies alvo mediante fusão a laser ou simplesmente Laser Cladding, como é mais conhecido, tem recebido um papel de destaque, principalmente pela sua versatilidade de aplicações no disruptivo campo da Manufatura Aditiva. O procedimento permite, como exemplo, tratar e recuperar superfícies metálicas dos mais variados tipos, processo este de grande interesse para diversos ramos da indústria que o utilizam com o intuito de melhorar a performance ou reparar superfícies danificadas de componentes ou partes mecânicas. No entanto, tópicos de extrema importância relativos à utilização desta técnica são o controle preciso e os relevantes custos envolvidos no processo, fatores cruciais para lograr os resultados esperados. Sob tal perspectiva e no que tange, principalmente, a esta última condição, este trabalho apresenta a adoção de um controle inteligente para o sistema baseado em modernos algoritmos de visão computacional e aprendizagem de máquina, capazes de avaliar as superfícies a serem trabalhadas visando aplicações otimizadas e customizadas. Imagens capturadas da superfície são processadas pelo sistema conduzindo à identificação de determinados padrões (defeitos, formas e desenhos) direcionando o processo de deposição conforme tais peculiaridades detectadas e as necessidades ora requeridas. Implementou-se um sistema de bancada baseado em mecanismo de coordenadas XYZ que integra os sistemas de pulverização de pó, elétrico, óptico e o controle embarcado desenvolvido, além de uma fonte de raio laser infravermelho de média potência. Análises por inspeção visual direta e microscopia óptica foram realizadas em amostras metálicas cujas superfícies, dotadas de diversos padrões ou defeitos incrustados, receberam de forma personalizada depósitos de ligas metálicas em pó compatíveis com o substrato, demostrando o potencial da aplicação desenvolvida.