Name: Acquisizione automatica della geometria basata su laser per lanalisi agli elementi finiti dei cordoni di saldatura (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-07-25T14:25:00.000+00:00
Duration: 7 min 58 s
Description: Impara l'acquisizione automatica della geometria dei cordoni di saldatura tramite scanner laser per l'analisi agli elementi finiti. Questo metodo consente il monitoraggio in tempo reale e la creazione di un record digitale per analisi future.

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<ol><li>Shravan, C., Radhika, N., Deepak Kumar, N. H., Sivasailam, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+welding+techniques%3A+properties%2C+characterisations+and+engineering+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+Mater+Process+Technol%22%5BJournal%5D)">A review on welding techniques: properties, characterisations and engineering applications.</a> Advances Mater Process Technol. 10 (2), 1126-1181 (2024).</li>
<li>Smith, M. C., Smith, A. C., Ohms, C., Wimpory, R. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+NeT+Task+Group+4+residual+stress+measurement+and+analysis+round+robin+on+a+three-pass+slot-welded+plate+specimen%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Press+Vessels+Pip%22%5BJournal%5D)">The NeT Task Group 4 residual stress measurement and analysis round robin on a three-pass slot-welded plate specimen.</a> Int J Press Vessels Pip. 164, 3-21 (2018).</li>
<li>Ding, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermo-mechanical+analysis+of+wire+and+arc+additive+layer+manufacturing+process+on+large+multi-layer+parts%5BTitle%5D)+AND+%22Comput+Mater+Sci%22%5BJournal%5D)">Thermo-mechanical analysis of wire and arc additive layer manufacturing process on large multi-layer parts.</a> Comput Mater Sci. 50 (12), 3315-3322 (2011).</li>
<li>Lindgren, L. -E., Runnemalm, H., Näsström, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulation+of+multipass+welding+of+a+thick+plate%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Numer+Meth+Eng%22%5BJournal%5D)">Simulation of multipass welding of a thick plate.</a> Int J Numer Meth Eng. 44 (9), 1301-1316 (1999).</li>
<li>Kazanas, P., Deherkar, P., Almeida, P., Lockett, H., Williams, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+geometrical+features+using+wire+and+arc+additive+manufacture%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Inst+Mech+Eng+B+J+Eng+Manuf%22%5BJournal%5D)">Fabrication of geometrical features using wire and arc additive manufacture.</a> Proc Inst Mech Eng B J Eng Manuf. 226 (6), 1042-1051 (2012).</li>
<li>Nguyen, L., Buhl, J., Israr, R., Bambach, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+and+compensation+of+shrinkage+and+distortion+in+wire-arc+additive+manufacturing+of+thin-walled+curved+hollow+sections%5BTitle%5D)+AND+%22Addit+Manuf%22%5BJournal%5D)">Analysis and compensation of shrinkage and distortion in wire-arc additive manufacturing of thin-walled curved hollow sections.</a> Addit Manuf. 47, 102365(2021).</li>
<li>Dugar, J., Ikram, A., Klobčar, D., Pušavec, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustainable+hybrid+manufacturing+of+AlSi5+alloy+turbine+blade+prototype+by+robotic+direct+energy+layered+deposition+and+subsequent+milling%3A+an+alternative+to+selective+laser+melting%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Sustainable hybrid manufacturing of AlSi5 alloy turbine blade prototype by robotic direct energy layered deposition and subsequent milling: an alternative to selective laser melting.</a> Materials. 15 (23), 8631(2022).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22BS+EN+ISO+17637%3A2016%3A+Non-destructive+testing+of+welds%3A+visual+testing+of+fusion-welded+joints%22">BS EN ISO 17637:2016: Non-destructive testing of welds: visual testing of fusion-welded joints</a>. , British Standards Institute. (2016).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22BS+EN+ISO+17639%3A2022%3A+Destructive+tests+on+welds+in+metallic+materials%3A+macroscopic+and+microscopic+examination+of+welds%22">BS EN ISO 17639:2022: Destructive tests on welds in metallic materials: macroscopic and microscopic examination of welds</a>. , British Standards Institute. (2022).</li>
<li>Aviles-Viñas, J. F., Rios-Cabrera, R., Lopez-Juarez, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On-line+learning+of+welding+bead+geometry+in+industrial+robots%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Adv+Manuf+Tech%22%5BJournal%5D)">On-line learning of welding bead geometry in industrial robots.</a> Int J Adv Manuf Tech. 83 (1), 217-231 (2016).</li>
<li>Ye, G., Guo, J., Sun, Z., Li, C., Zhong, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Weld+bead+recognition+using+laser+vision+with+model-based+classification%5BTitle%5D)+AND+%22Robot+Comput-Integr+Manuf%22%5BJournal%5D)">Weld bead recognition using laser vision with model-based classification.</a> Robot Comput-Integr Manuf. 52, 9-16 (2018).</li>
<li>Sensors & system solutions metallic flat & long products. , Micro-Epsilon. 
 <a target="_blank" href="https://www.micro-epsilon.com/fileadmin/download/industries/industry-brochure--metallic-flat-long-products--en.pdf">https://www.micro-epsilon.com/fileadmin/download/industries/industry-brochure--metallic-flat-long-products--en.pdf</a> (2024).</li>
<li>Hu, Z., Qin, X., Li, Y., Yuan, J., Wu, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-bead+overlapping+model+with+varying+cross-section+profile+for+robotic+GMAW-based+additive+manufacturing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Intell+Manuf%22%5BJournal%5D)">Multi-bead overlapping model with varying cross-section profile for robotic GMAW-based additive manufacturing.</a> J Intell Manuf. 31 (5), 1133-1147 (2020).</li>
<li>KUKA Robot Language (KRL). , 
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<li>Francis, J. A., Bednarz, B., Bee, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prediction+of+steady+state+dilution+in+multipass+hardfacing+overlays+deposited+by+self-shielded+flux+cored+arc+welding%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Technol+Weld+Join%22%5BJournal%5D)">Prediction of steady state dilution in multipass hardfacing overlays deposited by self-shielded flux cored arc welding.</a> Sci Technol Weld Join. 7 (2), 95-101 (2002).</li>
<li>Harris, C. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Array+programming+with+NumPy%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Array programming with NumPy.</a> Nature. 585 (7825), 357-362 (2020).</li>
<li>Laurence, R., Li, J., Roy, M. LAZ3RUS v0.1. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLaurence%2C+R+%22Zenodo%22">Zenodo</a>. , (2025).</li>
<li>FreeCAD 1.0. , 
 <a target="_blank" href="https://www.freecad.org/">https://www.freecad.org/</a> (2025).</li>
<li>Huang, W., Wang, Q., Ma, N., Kitano, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Distribution+characteristics+of+residual+stresses+in+typical+wall+and+pipe+components+built+by+wire+arc+additive+manufacturing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Manuf+Process%22%5BJournal%5D)">Distribution characteristics of residual stresses in typical wall and pipe components built by wire arc additive manufacturing.</a> J Manuf Process. 82, 434-447 (2022).</li>
<li>Cambon, C., Bendaoud, I., Rouquette, S., Soulié, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+WAAM+benchmark%3A+from+process+parameters+to+thermal+effects+on+weld+pool+shape%2C+microstructure+and+residual+stresses%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Today+Commun%22%5BJournal%5D)">A WAAM benchmark: from process parameters to thermal effects on weld pool shape, microstructure and residual stresses.</a> Mater Today Commun. 33, 104235(2022).</li>
<li>Schajer, G. S., Prime, M. B., Withers, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+is+it+so+challenging+to+measure+residual+stresses%5BTitle%5D)+AND+%22Exp+Mech%22%5BJournal%5D)">Why is it so challenging to measure residual stresses.</a> Exp Mech. 62 (9), 1521-1530 (2022).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Stilo CMM in rubino da 3 mm di diametro</td><td>Renishaw</td><td></td><td>Stilo utilizzato sulla macchina CMM (A-5004-0422)</td></tr><tr><td>80% Argon 20% CO2 gassoso</td><td>BOC</td><td></td><td>Miscela di gas per gas di protezione (Argosheild)</td></tr><tr><td>Crysta-Apex 776</td><td>Mitutoyo</td><td></td><td>Macchina di misura a coordinate, precisione quotata 10 & micro; m</td></tr><tr><td>FK 1000 MIG 1,2 mm filo per saldatura</td><td>Iabco</td><td></td><td>Filo di consumo per saldatura&nbsp;</td></tr><tr><td>FreeCAD 1.0</td><td>FreeCAD</td><td></td><td>Software per la visualizzazione delle geometrie e la creazione di file stl, step e FE dalla nuvola di punti. Versione usata 1.0</td></tr><tr><td>Saldatrice Fronius CMT 4000 GMAW</td><td>Fronius</td><td></td><td>Torcia di saldatura&nbsp;</td></tr><tr><td>Piastra in acciaio dolce G43 50 cm x 50 cm x2,5 cm</td><td>Smiths Metal</td><td></td><td>Substrato metallico utilizzato come piastra di costruzione</td></tr><tr><td>GEOPAK/MCOSMOS</td><td>Mitutoyo&nbsp;</td><td></td><td>Software per il controllo della CMM. Versione usata 4.0</td></tr><tr><td>KUKA KR20</td><td>IL BUCO</td><td></td><td>Braccio robotico utilizzato come robot di scansione</td></tr><tr><td>KUKA KR70</td><td>IL BUCO</td><td></td><td>Braccio robotico utilizzato come robot di saldatura</td></tr><tr><td>LAZ3RUS</td><td>Università di Manchester</td><td></td><td>LAZer-based 3d Rendering in Universal Scene: per la creazione della geometria FE per la scansione laser. Versione usata 1.0</td></tr><tr><td>Micro Epsilon LLT3010-100&nbsp; &nbsp;</td><td>Micro Epsilon</td><td></td><td>Laser scanner, quotazione precisione 9 &micro; m</td></tr><tr><td>Sfera di calibrazione Mitutoyo da 30 mm di diametro</td><td>Mitutoyo&nbsp;</td><td></td><td>Sfera di calibrazione CMM in silice fusa</td></tr><tr><td>ScanCONTROL3000_100&nbsp;</td><td>Micro Epsilon</td><td></td><td>Software per l'acquisizione e l'elaborazione delle informazioni dallo scanner laser</td></tr><tr><td>Senso tattile</td><td>Fronius</td><td></td><td>Sistema per la ricerca elettronica di spigoli/caratteristiche in un'implementazione di saldatura robotizzata</td></tr></tbody></table>

acquisizione automatica della geometria basata su laser per l'analisi agli elementi finiti dei cordoni di saldatura

Automatic Laser-based Geometry Capture for Finite Element Analysis of Weld Beads

I raggi e le distanze calcolati tra le sfere fiducial per il componente di calibrazione in ciascuno dei sistemi di coordinate sono mostrati nella Tabella 2. L'errore tra la CMM e il punto di ricerca elettronico per ogni posizione della sfera fiduciale è piccolo, inferiore a 0,1 mm. Entrambe queste tecniche si basano sul contatto fisico tra la sfera fiduciale e lo stilo. L'errore indotto dallo scanner laser durante la localizzazione delle sfere è piuttosto grande in confronto e domina a 1-2 mm. L'applicaz...

Acquisizione automatica della geometria basata su laser per l'analisi agli elementi finiti dei cordoni di saldatura

Fusion welding for high-value manufacturing requires strict process controls on component distortion and ascertaining levels of residual stress imparted ...

automatic-laser-based-geometry-capture-for-finite-element-analysis

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La scalabilità e la risoluzione delle tecniche convenzionali di manipolazione ottica sono limitate dalla diffrazione. Eludiamo il limite di diffrazione e descriviamo un metodo per trasportare otticamente nanoparticelle attraverso un chip utilizzando una superficie d'oro modellata con un percorso di risonatori plasmonici a forma di C ravvicinati.

Fabbricazione e funzionamento di un nano-ottica Nastro trasportatore

Questo manoscritto presenta un metodo affidabile di fabbricare micropozzetti concavi senza la necessità di complesse strutture di costi elevati. Usando la forza magnetica, perline in acciaio e una matrice di attraverso-foro, diverse centinaia micropozzetti sono stati formati in un substrato di polidimetilsilossano (PDMS) 3 x 3 cm.

Una perlina accoppiato e matrice di magnete per lo stampaggio di micropozzetti con geometrie variabili concavi

Questo metodo mira a individuare difetti verticali superficiali. Qui accoppiamo un laser con un modulatore luminoso spaziale e innesco il suo ingresso video per riscaldare una superficie di campionamento deterministicamente con due linee modulate antifase acquisendo immagini termiche fortemente risolte. La posizione di difetto viene recuperata dalla valutazione dei minimi di interferenza dell'onda termica.

Localizzazione dei difetti suburfacea mediante riscaldamento strutturato utilizzando la termografia fototermica proiettata laser

Durante la fusione a induzione sottovuoto, la spettroscopia di ripartizione indotta dal laser viene utilizzata per eseguire analisi quantitative in tempo reale degli elementi principali dell'ingrediente di una lega fusa.

Analisi quantitativa della fusione a induzione sottovuoto mediante spettroscopia di ripartizione indotta da laser

Le procedure chiave per ottimizzare il processo di sigillamento e ottenere il monitoraggio in tempo reale della struttura di guarnizione metallo-vetro (MTGS) sono descritte in dettaglio. Il sensore integrato di griglia in fibra Bragg (FBG) è progettato per ottenere il monitoraggio online della temperatura e lo stress residuo di alto livello nel MTGS con monitoraggio simultaneo della pressione ambientale.

Processo di sigillamento ottimizzato e monitoraggio in tempo reale delle strutture sigillanti vetro-metallo

La correlazione digitale delle immagini viene utilizzata nei test di fatica su una macchina di prova di risonanza per rilevare crepe macroscopiche e monitorare la propagazione delle crepe nei campioni saldati. Le crepe sulla superficie del provino diventano visibili come ceppi aumentati.

Monitoraggio delle crepe nei test di fatica di risonanza di campioni saldati utilizzando la correlazione digitale delle immagini

Questo studio delinea gli strumenti necessari per l'utilizzo di immagini paziente a base di fascio tridimensionale a basso dosaggio della mascella e dei denti mascellari per ottenere modelli di elementi finiti. Questi modelli di pazienti vengono quindi utilizzati per localizzare con precisione ilRES C di tutti i denti mascellari.

Un approccio a elementi finiti per localizzare il centro di resistenza dei denti mascellari

Il presente protocollo prevede la misurazione e la caratterizzazione della deformazione della forma 3D in alette sbattute subacquee costruite con materiali polidimetilsilossano (PDMS). Una ricostruzione accurata di queste deformazioni è essenziale per comprendere le prestazioni propulsive delle pinne sbattute conformi.

Modellazione della deformazione delle alette morbide che utilizzano l'imaging a fluorescenza indotta da laser planare

Questo protocollo delinea un flusso di lavoro generale per la costruzione di una rete neurale artificiale per la simulazione della saldatura utilizzando set di dati generati automaticamente tramite script Python con funzioni macro. Il flusso di lavoro viene convalidato rispetto a un caso di riferimento che prevede la saldatura in linea retta a passaggio singolo. L'accuratezza predittiva del modello surrogato mostra un forte accordo con le simulazioni agli elementi finiti.

Sviluppo di modelli surrogati per esperimenti digitali nella saldatura

Viene presentato un metodo per imporre la topografia superficiale di materiali polimerici compositi che assorbono la luce, in particolare elastomeri magnetoattivi (MAE), utilizzando la microlavorazione laser. Questo metodo consente una grande flessibilità nella progettazione topografica e nella prototipazione rapida. Viene dimostrato un esempio di strutturazione delle superfici MAE, della caratterizzazione e della loro risposta al campo magnetico esterno.

Microlavorazione laser per la progettazione di topografia di superfici polimeriche

Impara l'acquisizione automatica della geometria dei cordoni di saldatura tramite scanner laser per l'analisi agli elementi finiti. Questo metodo consente il monitoraggio in tempo reale e la creazione di un record digitale per analisi future.

Acquisizione automatica della geometria basata su laser per l'analisi agli elementi finiti dei cordoni di saldatura

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