Monitoramento ativo via CTT aplicado à análise de defeitos em Impressão 3D FDM
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Data
Autores
Orientador
Aguiar, Paulo Roberto 
Coorientador
Ferreira, Fábio Isaac
Pós-graduação
Engenharia Elétrica - FEB
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Dissertação de mestrado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O processo de manufatura aditiva também conhecido como impressão 3D por Modelagem por Deposição Fundida (FDM) tem sido amplamente empregado na fabricação de peças com geometrias complexas devido à sua versatilidade e custos reduzidos. No entanto ocorrências de defeitos como a falta de filamento ocasionada por falhas no equipamento ou erro na parametrização durante o processo ainda representam um desafio, afetando a qualidade, confiabilidade e padronização dos produtos fabricados. Esse trabalho propõe um sistema de monitoramento ativo baseado na técnica Chirp Through-Transmission (CTT) para a detecção e classificação de defeitos na primeira camada impressão que de acordo com a literatura é considerada como base para as camadas subsequentes, sendo determinante para a estabilidade estrutural da peça impressa. A metodologia envolve a aquisição de sinais acústicos durante o processo de impressão para o qual foram realizados ensaios experimentais com a impressão de três condições com defeitos de fabricação que simulam a falha no equipamento ao depositar o filamento e uma impressão de peça íntegra considerada regular, utilizando filamento de Ácido Polilático (PLA). O processamento digital dos sinais foi realizado utilizando o Software Matlab® e foram produzidas análises no domínio do tempo e da frequência permitindo a extração de características que indicam a presença de defeitos nas peças. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade do método proposto, com um coeficiente de determinação obtido através da correlação linear de 99,53% para o RMS cumulativo entre os sinais e cada condição de defeito das peças e a segunda banda de frequência indicou uma diferença energética de 52% entre a peça regular e o maior nível de defeito impresso evidenciando a sua capacidade de identificar variações estruturais na primeira camada e contribuindo para o desenvolvimento de sistemas de controle de qualidade para a indústria da manufatura aditiva.
Resumo (inglês)
The additive manufacturing process known as Fused Deposition Modeling (FDM) has been widely employed in the fabrication of complex geometries due to its versatility and low cost. However, the occurrence of defects such as filament under-extrusion caused by equipment failures or parameterization erros, remain a challenge, affecting the quality, reliability, and consistency of printed parts. This work proposes an active monitoring system based on the Chirp Through-Transmission (CTT) technique for the detection and classification of defects in the first printed layer, which, according to the literature, is considered the foundation for the subsequent layers and is critical for the structural stability of the final part. The methodology involves the acquisition of acoustic signals during the printing process, using experimental trials with three defective printing conditions that simulate extrusion failure, as well as a regular print used as a reference, all using polylactic acid (PLA) filament. Signal processing was performed using Matlab®, including time and frequency domain analyses that enabled the extraction of features indicative of structural defects. The results demonstrate the feasibility of the proposed method, with a coefficient of determination of 99.53% obtained through linear correlation for the cumulative RMS between the signals and each defect condition of the parts and the second frequency band indicated an energy difference of 52% between the regular specimen and the highest level of printed defect assuring the method’s ability to identify structural variations in the first layer and its potential contribution to the development of quality control systems for additive manufacturing.
Descrição
Palavras-chave
Monitoramento, Processamento de sinais, Manufatura aditiva, Detecção de defeitos
Idioma
Português
Citação
KENNERLY, Victória Dutra. Monitoramento ativo via CTT aplicado à análise de defeitos em Impressão 3D FDM. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Faculdade de Engenharia, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru, 2025.
