Systeem voor in-situ defectdetectie in composieten tijdens uitharding

Doorgaans wordt een niet-destructieve evaluatie van composieten - door middel van ultrageluid of andere middelen - vóór of na het uithardingsproces uitgevoerd, maar veel defecten verdwijnen en vormen zich tijdens het uitharden. NASA Langley Research Center heeft in samenwerking met Analytical Mechanics Associates een geautomatiseerd ultrasoon scansysteem ontwikkeld voor in-situ uithardingsbewaking en defectdetectie van composieten in een autoclaaf of een oven.

Het niet-destructieve systeem bestaat uit een ultrasoon, draagbaar, geautomatiseerd C-scan-systeem met een aangesloten ultrasone contactsonde. De scanner is in een geïsoleerd vat geplaatst dat de temperatuurgevoelige onderdelen van de scanner beschermt. Een koelsysteem met vloeibare stikstof houdt de binnenkant van het vat onder de 38 °C. Een gemotoriseerde X-Y-rasterscanner is gemonteerd in een niet-verzegelde koelcontainer gemaakt van poreuze isolatieplaten met een vrijdragende scanarm die door een gleuf uit de koelcontainer steekt.

De koelcontainer waarin de X-Y-rasterscanner is ondergebracht, wordt periodiek gekoeld met behulp van een afleversysteem voor vloeibare stikstof (LN2). Flexibele balgen in de sleufopening van de doos minimaliseren de warmteoverdracht tussen de doos en de externe autoclaafomgeving. De doos en de scanarm bevinden zich op een precisiegegoten gereedschapsplaat. Een dunne laag ultrasoon koppelmiddel wordt tussen de transducer en de gereedschapsplaat geplaatst. De composietdelen worden aan de andere kant van de gereedschapsplaat vacuüm verpakt en geïnspecteerd. Het scansysteem in het vat is verbonden met de controller buiten de autoclaaf. Het systeem kan tijdens het uithardingsproces meerdere keren A-scan-, B-scan- en C-scan-beelden van het composietpaneel leveren.

Het systeem biedt realtime monitoring van defectvorming en beweging tijdens het uitharden. Dit biedt niet alleen een beter begrip van defectbronnen en -putten, maar ook de mogelijkheid om procesmodellen nauwkeuriger te valideren voor de voorspelling van defecten in het genezingsproces. Het systeem toont ook de locatie over de dikte van eventuele fabricagefouten van composiet tijdens het uitharden met realtime lokalisatie en tracking. Dit is aangetoond voor zowel opzettelijk geïntroduceerde porositeit (d.w.z. gevangen tijdens layup) als door verwerking veroorzaakte porositeit (bijvoorbeeld als gevolg van ongelijkmatige drukverdeling op een onderdeel).

De technologie kan worden gebruikt als een niet-destructief evaluatiesysteem bij het maken van composietonderdelen in een oven of een autoclaaf, waaronder thermoharders, thermoplasten, composietlaminaten, harsen voor hoge temperaturen en keramiek.

NASA is actief op zoek naar licentiehouders om deze technologie te commercialiseren. Neem contact op met NASA's Licensing Concierge via Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. U heeft Javascript nodig om het te kunnen zien. of bel ons op 202-358-7432 om licentiebesprekingen te starten. Volg deze link hier voor meer informatie.