Desenvolupament i implementació de tècniques de microscòpia òptica per la mesura 3D de superfícies de manufactura additiva
[cat] La manufactura additiva ha revolucionat els paradigmes tradicionals de fabricació, oferint una llibertat de disseny i unes capacitats de personalització sense precedents. No obstant això, les complexitats inherents a aquests processos de manufactura requereixen tècniques de metrologia òptica p...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de la UB |
| OAI Identifier: | oai:diposit.ub.edu:2445/224851 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2445/224851 http://hdl.handle.net/10803/695961 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Òptica Microscòpia Impressió 3D Mesurament Optics Microscopy Three-dimensional printing Mensuration |
| Sumario: | [cat] La manufactura additiva ha revolucionat els paradigmes tradicionals de fabricació, oferint una llibertat de disseny i unes capacitats de personalització sense precedents. No obstant això, les complexitats inherents a aquests processos de manufactura requereixen tècniques de metrologia òptica precises i fiables per garantir la integritat dels components fabricats. Aquesta tesi està enfocada en la investigació de la metrologia òptica tradicional i d’avantguarda, introduint tècniques i sistemes òptics innovadors dissenyats per abordar els desafiaments de la fabricació additiva. L’estudi comença amb una anàlisi dels processos de fabricació additiva existents, avaluant-ne els punts forts i febles. Posteriorment, es valoren les tècniques de metrologia més avançades, identificant-ne les limitacions per capturar geometries intrincades i propietats dels materials de fabricació additiva. Per abordar les limitacions crítiques de la metrologia tradicional en la manufactura additiva, aquesta tesi introdueix un nou sistema òptic que millora l’eficiència i la velocitat de mesura. La metrologia tradicional afronta reptes com l’elevada rugositat superficial i les variacions en la reflectivitat, que dificulten la precisió i l’escalabilitat en els processos de manufactura additiva. El sistema proposat integra un disseny òptic personalitzat, incloent-hi una lent de tub dissenyada a mida per mitigar aquests desafiaments. Amb aquesta millora en les capacitats de microscòpia, aquesta tesi tanca la bretxa entre les tècniques de metrologia existents i els requisits creixents de la manufactura additiva. A més, es presenten diversos dissenys òptics per a un objectiu de microscopi, especialment personalitzats per abordar els reptes únics en la inspecció de peces fabricades additivament. A la segona part es presenta una tècnica innovadora de metrologia òptica que permet velocitats de captura topogràfica sense precedents, superant significativament el rendiment dels mètodes convencionals. La integració d’aquest mètode en els fluxos de treball de la manufactura additiva es facilita mitjançant tècniques del control del focus axial, com l’enfocament remot i les lents varifocals. A més, la recerca explora els principis fonamentals del mètode, aprofitant propietats òptiques com la interferència i la polarització, alhora que es demostra la seva versatilitat mitjançant la implementació en un microscopi confocal. Aquestes aportacions milloren col·lectivament l’estat de l’art en la metrologia òptica. En conclusió, aquesta tesi doctoral fa contribucions significatives als camps de la fabricació additiva i la metrologia òptica a través d’avanços innovadors en sistemes òptics, el desenvolupament de dissenys d’objectius de microscopi personalitzats i la introducció d’una nova tècnica de metrologia òptica per a la captura topogràfica. |
|---|