Evaluation of methodologies of image analysis to measure porosity in aluminum parts built by wire and arc additive manufacturing

A problem that limits the application of Aluminum parts built by Wire and Arc Additive Manufacturing – WAAM, process part of the Directed Energy Deposition field – is the formation of porosity. Techniques have been applied aiming to reduce the accumulation of voids, and methodologies to quantify the porosity in these components have been improved. In this paper, methodologies to analyze the porosity in cross sections of preforms of Aluminum, built with the aforementioned technology and different parameters, are evaluated from images captured with optical equipment and the software ImageJ. From images obtained with a scanner and a stereoscope, properly processed, procedures to capture and quantify the area of the pores in the cross sections were described and developed, verifying the validity against results that came from a manual selection of the pores, by visual inspection, as reference. The results were satisfying for most of the samples analyzed, compared to the reference, being also compared with a volumetric-based essay of percentage of voids by Gravimetry. Finally, it was concluded from the analysis that easily identified porosity, by visual inspection, is better selected by the automated methodology, and the building parameters used to deposit a sample also interfere in the application of the procedures described.Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)Um problema que limita a aplicação de peças de alumínio construídas por Manufatura Aditiva por Deposição a Arco – MADA, integrante do campo maior de Deposição com Energia Direcionada – é a formação de porosidade. Técnicas têm sido aplicadas com o objetivo de reduzir esse acúmulo de vazios, e processos para quantificar a porosidade nessas peças vem sendo aprimorados. Nesse trabalho, avaliam-se metodologias de imagem para quantificar a porosidade em superfícies de corte de pré-formas de alumínio, depositadas com a tecnologia supramencionada e diferentes parâmetros construtivos, com imagens de equipamentos óticos, com uso do software ImageJ. A partir das imagens, coletadas com um escâner e um estereoscópio, devidamente tratadas, foram desenvolvidos e descritos procedimentos para captar e quantificar a área dos poros nas superfícies de corte, verificando sua validade em relação a resultados provenientes da seleção manual dos poros, por inspeção visual, como referência. Os resultados foram satisfatórios para a maior parte dos casos analisados, sendo comparados também com um ensaio mais amplo de vazio volumétrico percentual por Gravimetria. Por fim, a análise permitiu verificar que porosidade facilmente identificada, visualmente, nas imagens, também é melhor selecionada pela metodologia automatizada, e os parâmetros construtivos com os quais uma amostra é depositada também interferem na aplicação dos procedimentos aqui descritos