Автоматизированный ультразвуковой in-situ мониторинг для обнаружения дефектов при отверждении композитов

Обычно неразрушающий контроль композитов — ультразвуком или другими методами — проводится либо до, либо после процесса отверждения, но многие дефекты исчезают и формируются именно во время отверждения. Научный центр NASA Langley в сотрудничестве с Analytical Mechanics Associates разработал автоматизированную ультразвуковую сканирующую систему для in-situ мониторинга отверждения и обнаружения дефектов композитов в автоклаве или печи.

Неразрушающая система состоит из ультразвукового, переносимого, автоматизированного C-scan сканера с присоединенным ультразвуковым контактным зондом. Сканер помещается внутри изолированного сосуда, защищающего температурно-чувствительные компоненты сканера. Система охлаждения жидким азотом поддерживает внутреннюю часть сосуда ниже 38 °C. Моторизированный X-Y растерный сканер смонтирован внутри негерметичного охлаждающего контейнера из пористых изоляционных плит с консольным сканирующим лучем, выходящим из охлаждающего контейнера через щель.

Охлаждающий контейнер, содержащий X-Y растерный сканер, периодически охлаждается с помощью системы подачи жидкого азота (LN2). Гибкие манжеты в щелевом отверстие коробки минимизируют теплопередачу между коробкой и внешней средой автоклава. Коробка и сканирующий луч расположены на точной литой инструментальной пластине. Тонкий слой ультразвукового контакта помещен между преобразователем и инструментальной пластиной. Композитные детали вакуум-упакованы на другой стороне инструментальной пластины и инспектируются. Сканирующая система внутри сосуда подключена к контроллеру снаружи автоклава. Система может предоставлять A-scan, B-scan и C-scan изображения композитной панели в несколько моментов времени во время процесса отверждения.

Система обеспечивает мониторинг в реальном времени формирования и движения дефектов во время отверждения. Это не только дает лучшее понимание источников и стоков дефектов, но и возможность более точно валидировать процессные модели для предсказания дефектов процесса отверждения. Система также показывает сквозное местоположение любых производственных дефектов композитов во время отверждения с локализацией и отслеживанием в реальном времени. Это продемонстрировано как для намеренно введенной пористости (запертой при укладке), так и для пористости, вызванной процессом (например, вследствие неравномерного распределения давления на детали).

Технологию можно использовать как систему неразрушающего контроля при изготовлении композитных деталей в печи или автоклаве, включая термореактивные, термопластичные, композитные ламинаты, высокотемпературные смолы и керамику.

NASA активно ищет лицензиатов для коммерциализации этой технологии. Пожалуйста, свяжитесь с консьержем лицензирования NASA по адресу This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. или позвоните 202-358-7432 для начала переговоров о лицензировании. Перейдите по ссылке здесь  для получения дополнительной информации.