Geautomatiseerde ultrasonische in-situ monitoring voor composiet uitharding defectdetectie

Typisch wordt non-destructieve evaluatie van composieten — door ultrasoon of andere middelen — uitgevoerd voor of na het uithardingsproces, maar veel verdwijnen en vormen zich tijdens uitharding. NASA Langley Research Center, in samenwerking met Analytical Mechanics Associates, ontwikkelde een geautomatiseerd ultrasonisch scanningsysteem voor in-situ uithardingsmonitoring en defectdetectie van composieten in een autoclave of een oven.

Het non-destructieve systeem bestaat uit een ultrasonisch, draagbaar, geautomatiseerd C-scan systeem met een aangehechte ultrasonische contactprobe. De scanner wordt geplaatst binnen een geïsoleerd vat dat de temperatuurgevoelige componenten van de scanner beschermt. Een vloeibare stikstof koelsysteem houdt het interieur van het vat onder 38 °C. Een gemotoriseerde X-Y rasterscanner is gemonteerd binnen een ongedichte koelcontainer gemaakt van poreuze isolatieplanken met een kragarm-scannarm die uit de koelcontainer uitsteekt door een sleuf.

De koelcontainer die de X-Y rasterscanner huisvest, wordt periodiek gekoeld met een vloeibare stikstof (LN2) leveringssysteem. Flexibele bellows in de sleufopening van de doos minimaliseren warmteoverdracht tussen de doos en de externe autoclave-omgeving. De doos en scannarm zijn geplaatst op een precisie gegoten gereedschapsplaat. Een dunne laag ultrasonisch koppelmedium wordt geplaatst tussen de transducer en de gereedschapsplaat. De composietonderdelen worden vacuüm-gevuld op de andere kant van de gereedschapsplaat en geïnspecteerd. Het scanningsysteem binnenin het vat is verbonden met de controller buiten de autoclave. Het systeem kan A-scan, B-scan, en C-scan afbeeldingen van het composietpaneel op meerdere tijdstippen tijdens het uithardingsproces leveren.

Het systeem biedt real-time monitoring van defectvorming en -beweging tijdens uitharding. Dit biedt niet alleen een beter begrip van defectbronnen en -putten, maar ook de mogelijkheid om procesmodellen voor de voorspelling van uithardingsprocesdefecten nauwkeuriger te valideren. Het systeem toont ook de door-dikte locatie van eventuele composietfabricagedefecten tijdens uitharding met real-time lokalisatie en tracking. Dit is gedemonstreerd voor zowel opzettelijk geïntroduceerde porositeit (d.w.z. opgevangen tijdens leggen) als verwerkingsgeïnduceerde porositeit (bijv. voortvloeiend uit oneven drukverdeling op een deel).

De technologie kan gebruikt worden als een non-destructief evaluatiesysteem bij het maken van composietonderdelen in een oven of autoclave, inclusief thermoharders, thermoplasten, composietlaminaten, high-temperatuur harsen, en keramieken.

NASA zoekt actief licentiehouders om deze technologie te commercialiseren. Neem contact op met NASA's Licensing Concierge op Dit e-mailadres wordt beschermd tegen spambots. U heeft JavaScript nodig om het te kunnen zien. of bel 202-358-7432 om licentiegesprekken te starten. Volg deze link hier  voor meer informatie.