Diseño de un sistema de monitoreo térmico para la asistencia en la deposición de material en WAAM
DOI:
https://doi.org/10.37511/apuntesci.v4n2a4Palabras clave:
WAAM, monitoreo térmico, mecatrónica, sensor infrarrojo, acondicionamiento de señalResumen
La Manufactura Aditiva por Arco de Alambre (WAAM) permite la fabricación de componentes de gran escala, pero enfrenta desafíos críticos en la gestión térmica. Las soluciones de monitoreo actuales, como cámaras termográficas, presentan barreras de costo y complejidad. Este trabajo presenta el diseño mecatrónico y la validación de la interfaz de hardware de un sistema de monitoreo in-situ accesible, basado en un sensor infrarrojo industrial con salida analógica lineal, montado sobre un mecanismo robótico de dos grados de libertad (2-DOF). La metodología abarcó el diseño del soporte para escaneo superficial, el dimensionamiento de la etapa de acondicionamiento de señal para la interfaz con microcontroladores de borde (ESP32) y el desarrollo de estrategias de filtrado digital. Los resultados validan la cinemática del prototipo y la resolución teórica de la conversión analógico-digital, definiendo la arquitectura necesaria para garantizar la integridad de la señal en futuras pruebas de deposición.
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Referencias
[1] T. DebRoy et al., “Additive manufacturing of metallic components – Process, structure and properties,” 2018. doi: 10.1016/j.pmatsci.2017.10.001. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.10.001
[2] A. Mitrašinović, T. Đurđević, J. Nešković, and M. Radosavljević, “Temperature Monitoring in Metal Additive Manufacturing in the Era of Industry 4.0,” 2025. doi:10.3390/technologies13080317. DOI: https://doi.org/10.3390/technologies13080317
[3] B. Xue, B. Chang, S. Wang, R. Hou, P. Wen, and D. Du, “Humping Formation and Suppression in High-Speed Laser Welding,” Materials, vol. 15, no. 7, 2022, doi: 10.3390/ma15072420. DOI: https://doi.org/10.3390/ma15072420
[4] R. Usamentiaga, P. Venegas, J. Guerediaga, L. Vega, J. Molleda, and F. G. Bulnes, “Infrared thermography for temperature measurement and non-destructive testing,” 2014. doi:10.3390/s140712305. DOI: https://doi.org/10.3390/s140712305
[5] S. Dorafshan, M. Maguire, and W. Collins, “Infrared thermography for weld inspection: Feasibility and application,” Infrastructures (Basel), vol. 3, no. 4, 2018, doi:10.3390/infrastructures3040045. DOI: https://doi.org/10.3390/infrastructures3040045
[6] W. Jamrozik, J. Górka, and G. F. Batalha, “Dynamic Range Compression of Thermograms for Assessment of Welded Joint Face Quality,” Sensors, vol. 23, no. 4, 2023, doi:10.3390/s23041995. DOI: https://doi.org/10.3390/s23041995
[7] V. L. Jorge, F. R. Teixeira, and A. Scotti, “Pyrometrical Interlayer Temperature Measurement in WAAM of Thin Wall: Strategies, Limitations and Functionality,”Metals (Basel), vol. 12, no. 5, 2022, doi: 10.3390/met12050765. DOI: https://doi.org/10.3390/met12050765
[8] S. W. Williams, F. Martina, A. C. Addison, J. Ding, G. Pardal, and P. Colegrove, “Wire + Arc additive manufacturing,” Materials Science and Technology (United Kingdom), vol. 32, no. 7, 2016, doi: 10.1179/1743284715Y.0000000073. DOI: https://doi.org/10.1179/1743284715Y.0000000073
[9] R. P. Ferreira, L. O. Vilarinho, and A. Scotti, “Development and implementation of a software for wire arc additive manufacturing preprocessing planning: trajectory planning and machine code generation,” Welding in the World, vol. 66, no. 3, 2022, doi: 10.1007/s40194-02101233-w. DOI: https://doi.org/10.1007/s40194-021-01233-w
[10] Ltd. Shandong Aobo Saide Automation Instrument Co., “Ficha Técnica: Sensor Infrarrojo Modelo ABSD-01A-s-h (Salida 0-5V),” Shandong, China, 2023.
[11] T. Chai and R. R. Draxler, “Root mean square error (RMSE) or mean absolute error (MAE)? Arguments against avoiding RMSE in the literature,” Geosci Model Dev, vol. 7, no. 3, 2014, doi: 10.5194/gmd-7-1247-2014. DOI: https://doi.org/10.5194/gmd-7-1247-2014

