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Altmetrics

Investigadores/as Institucionales

Carrasco-Garrido, CristinaAutor o Coautor

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11 de marzo de 2025
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Artículo

A Frugal Approach Toward Modeling of Defects in Metal 3D Printing Through Statistical Methods in Finite Element Analysis

Publicado en: COMPUTATION. 13 (2): 35- - 2025-02-01 13(2), DOI: 10.3390/computation13020035

Autores:

Raya, AM; Braun, M; Carrasco-Garrido, C; González-Albuixech, VF
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Afiliaciones

Univ Nebrija UAN, Univ Nebrija, Res Grp GREEN, Madrid 28015, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid UPM, Tech Univ Madrid, Dept Fluid Mech & Aerosp Prop, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid UPM, Tech Univ Madrid, Dept Org Engn Business Adm & Stat, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Univ Politecn Madrid UPM, Tech Univ Madrid, Dept Phys Appl Aeronaut & Naval Engn, Madrid 28040, Spain - Autor o Coautor
Univ Rey Juan Carlos URJC, Rey Juan Carlos Univ, Dept Business Adm, Madrid 28032, Spain - Autor o Coautor
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Resumen

Metal additive manufacturing has emerged as a revolutionary technology for the fabrication of high-complexity components. However, this technique presents unique challenges related to the structural integrity and final strength of the parts produced due to inherent defects, such as porosity, cracks, and geometric deviations. These defects significantly impact the fatigue life of the material by acting as stress concentrators that accelerate failure under cyclic loading. On the one hand, this type of model is very complicated in its approach, since, even with encouraging results, the complexity of the calculation with these variables makes it difficult to obtain a simple result that allows for a generalized interpretation. On the other hand, using more familiar methods, it is possible to qualitatively guess the behavior that helps obtain results with better applicability, even at limited levels of precision. This paper presents a simplified finite element method combined with a statistical approach to model the presence of porosity in metal components produced by additive manufacturing. The proposed model considers a two-dimensional square plate subjected to tensile stress, with randomly introduced defects characterized by size, shape, and orientation. The percentage of porosity that affects each aspect determines the adjustment of the mechanical properties of finite elements. A series of simulations were performed to generate multiple models with random defect distributions to estimate maximum stress values. This approach demonstrates that complex models are not always necessary for a preliminary practical estimate of the effects of new manufacturing techniques. Furthermore, it demonstrates the potential for the extension of frugal computational techniques, which aim to minimize computational and experimental costs in the engineering field. The article discusses future research directions, particularly those related to potential business applications, including commercial uses. This follows a discussion of the existing limitations of this study.
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Palabras clave

Additive manufacturingDefectsElectroFatigueFatigue lifeFinite element methodsFrugal computational techniqueFrugal computational techniquesHeterogeneityManufactured ti-6al-4vMicrostructurePorosity

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista COMPUTATION debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 52/136, consiguiendo con ello situarse como revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoría Mathematics, Interdisciplinary Applications. Destacable, igualmente, el hecho de que la Revista está posicionada en el Cuartil Q2 para la agencia Scopus (SJR) en la categoría Computer Science (Miscellaneous).

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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-05:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 12.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 11 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 1.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 1 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
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Reconocimientos ligados al ítem

The authors are grateful for the support of the Regional Government of Madrid and the Ministry of Science, Innovation, and Universities of the Kingdom of Spain, as well as the funding provided by the European Union (EU) to M.B. from NextGenerationEU (PRTR-C17.I1).
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