Análisis correlacional entre la morfología de los melt pools, las propiedades mecánicas y la porosidad del Inconel 718 producido mediante fabricación aditiva metálica.

Abstract

La morfología de los melt pools en la fabricación aditiva metálica por fusión de lecho de polvo mediante láser (LPBF) influye directamente en la formación de porosidad y en las propiedades mecánicas de los componentes fabricados. En este trabajo se presenta el desarrollo y aplicación de una herramienta digital para la segmentación automatizada y el análisis morfológico de melt pools identificados en micrografías metalográficas de Inconel 718 producido por LPBF, orientada al establecimiento de correlaciones cuantitativas entre parámetros geométricos del melt pool, la porosidad y las propiedades mecánicas del material. La metodología se basa en el entrenamiento de un modelo de segmentación mediante una red neuronal convolucional tipo U-Net, integrado en una aplicación interactiva desarrollada en Python y MATLAB. La herramienta permite la segmentación automática de micrografías metalográficas, la extracción de parámetros geométricos característicos (incluyendo ancho, altura o profundidad y radio de curvatura) y la clasificación de los melt pools según su orientación. Los resultados evidencian una extracción consistente y reproducible de los parámetros morfológicos, lo que permitió construir bases de datos estructuradas para el análisis estadístico y la identificación de relaciones entre la geometría del melt pool, la densidad relativa y propiedades mecánicas como el esfuerzo de fluencia y el módulo de Young. Gracias a la herramienta digital desarrollada, fue posible obtener de manera objetiva los parámetros morfológicos necesarios para establecer correlaciones cuantitativas entre la morfología del melt pool, la porosidad y las propiedades mecánicas del material constituyendo un enfoque eficiente para el análisis microestructural en procesos de fabricación aditiva metálica y reduciendo la subjetividad asociada al análisis manual.