КТ-сканирование имеет жизненно важное значение для деталей, годных к полетам

Инженеры находятся в бесконечном стремлении проектировать и создавать продукты, которые будут более экономичными, прочными и легкими, способными летать быстрее и преодолевать большие расстояния, чем их предшественники. Параметры полета практически ничем не отличаются от параметров первых тепловых аэростатов или крылатых кораблей; что изменилось, так это производственные технологии и материалы, используемые для достижения этих высоких целей.

Например, многие детали современных самолетов изготавливаются из передовых полимеров и композитов на основе углеродного волокна. Эти сверхлегкие материалы позволяют снизить вес компонентов без ущерба для прочности. Суперсплавы, такие как Inconel и Hastelloy, обладают аналогичными преимуществами, что объясняет, почему они используются в газотурбинных двигателях и других компонентах, важных для полета. И то, и другое позволяет аэрокосмическим разработчикам удовлетворять требованиям структурной или тепловой целостности с меньшим количеством металла, тем самым повышая эффективность транспортного средства.

Задача в каждом из этих примеров состоит в том, чтобы получить квалификацию как конструкции детали, так и материалов, необходимых для ее изготовления. Без таких условий компоненты самолетов, спутников и ракетных двигателей навсегда останутся привязанными к земле.

Изменились и методы изготовления деталей самолетов. Большинство из них в настоящее время производятся с использованием автоматизированного оборудования для механической обработки, литья, формовки и укладки, при этом все большее количество деталей изготавливается с помощью аддитивного производства. Здесь, опять же, производственные процессы также должны быть проверены, прежде чем детали можно будет сертифицировать как готовые к полету.

Тогда возникает вопрос:каков наиболее экономичный и надежный способ удовлетворить эти требования? Ответ зависит от таких факторов, как размер детали, сложность, цели проверки поверхности или внутренней части и уровень критичности полета. Но во многих случаях требования к контролю влекут за собой мощное комплексное решение для метрологии и неразрушающего контроля (НК), известное как промышленная компьютерная томография (КТ).

Рассмотрим все лопасти реактивного двигателя. Несмотря на то, что он изготовлен с использованием надежного процесса литья по выплавляемым моделям и изготовлен из прочного жаропрочного сплава на основе никеля, потеря даже одной лопасти во время полета может привести к катастрофическим последствиям. С помощью КТ-сканирования — наряду с использованием программного обеспечения для анализа и визуализации данных сканирования — инженер по качеству может заглянуть глубоко внутрь этих и других критически важных для полета компонентов и определить пористость, трещины и другие дефекты, которые в конечном итоге могут привести к отказу компонента.

Технология CT также используется для измерения внутренних характеристик деталей. Единственной альтернативой является разрушающее тестирование, болезненное поперечное сечение каждого компонента, чтобы увидеть, есть ли внутри какие-либо дефекты или несоответствие размеров. Подобные возможности имеют особое значение для квалификации напечатанных на 3D-принтере аэрокосмических деталей, потому что аддитивное производство открывает дверь почти к полной свободе проектирования. Единственная загвоздка в том, что эти функции должны быть проверены, прежде чем FAA и другие руководящие органы одобрят использование компонентов, напечатанных на 3D-принтере. КТ-сканирование и анализ данных удовлетворяют эту потребность.

Эта технология также отвечает потребностям производителей композитов. Анализ данных компьютерной томографии позволяет быстро определить ориентацию волокон или расслоение, не повреждая заготовку. Этот метод неразрушающего контроля позволяет производителям сопоставлять данные измерений в процессе производства с данными, полученными с помощью компьютерной томографии, тем самым способствуя развитию воспроизводимых процессов в самых разных производственных методах.

Это лишь некоторые из причин, по которым производители рассматривают компьютерную томографию как неотъемлемую часть своего инструментария неразрушающего контроля. В сочетании с надежным программным обеспечением для анализа и визуализации это позволяет им проверять множество критически важных компонентов, а также процессы, используемые для их изготовления.