Non-Destructive Measurements for Functional Quality Control of Additively Manufactured Components through Tomographic Optical Flow

La crescente diffusione della Manifattura Additiva (AM) per componenti strutturalmente e funzionalmente avanzati ha reso necessarie tecniche non distruttive in grado di valutare la risposta meccanica di materiali complessi. Questo lavoro propone un metodo di controllo qualità funzionale per metamateriali stampati in 3D basato esclusivamente su tomografia computerizzata a raggi X (CT), senza traccianti artificiali o particelle per aumentare la texture. La tesi esamina innanzitutto lo stato dell’arte della misura di deformazioni da CT, evidenziando i limiti della Digital Volume Correlation (DVC) e dei metodi di optical flow applicati a materiali ingegnerizzati e componenti AM. Vengono poi sviluppati una procedura dedicata e nuovi algoritmi di analisi, progettati per operare su dataset CT poveri di texture artificiale, evitando la seminagione e mantenendo la compatibilità con sistemi micro-CT da laboratorio. Segue uno studio sistematico dei limiti prestazionali, dell’accuratezza, dell’incertezza e della sensibilità su dati sintetici controllati e casi studio sperimentali. Il contributo principale è un framework di deep optical flow 2,5D basato su RAFT (Recurrent All-Pairs Field Transforms): i volumi CT scarico/carico sono elaborati per sezioni lungo le tre direzioni principali e, su ciascuna sezione, RAFT stima un campo di moto denso nel piano, producendo sei campi volumetrici direzionali. Questa formulazione slice-wise preserva la risoluzione a livello voxel evitando il costo di una correlazione 3D completa. La validazione su cinque dataset di complessità crescente dimostra che il metodo fornisce una misura robusta ed efficiente, estendendo il ruolo della CT dall’ispezione geometrica alla caratterizzazione meccanica di materiali prodotti additivamente.