CT-scanning essentieel voor waarborging luchtwaardigheid vliegtuigonderdelen

Ingenieurs zijn op een nooit-eindigende zoektocht om producten te ontwerpen en bouwen die brandstof-efficiënter, sterker doch lichter, sneller kunnen vliegen en grotere afstanden kunnen afleggen dan hun voorgangers. De missieparameters zijn essentieel niet anders dan die van de eerste warmeluchtballonnen of gevleugelde apparaten; wat veranderd is, zijn de productietechnologieën en materialen gebruikt om deze hoogvluchtende doelen te bereiken.

Bijvoorbeeld, veel van de huidige vliegtuigonderdelen zijn gemaakt van geavanceerde polymeren en koolstofvezelcomposieten. Deze ultralichte materialen maken het mogelijk om componentgewicht te reduceren zonder sterkte in te leveren. Superalliages, zoals Inconel en Hastelloy, bieden vergelijkbare voordelen, wat verklaart waarom ze gevonden worden in gasturbine motors en andere vlucht-kritieke componenten. Beide laten aerospace ontwerpers toe om structurele of thermische integriteitseisen te halen met minder metaal, waardoor voertuigefficiëntie toeneemt.

De uitdaging in elk van deze voorbeelden is het behalen van kwalificatie van zowel het ontwerp van het onderdeel als de materialen nodig voor de constructie. Zonder dergelijke voorwaarden, zouden vliegtuig-, satelliet- en raketmotorcomponenten voor altijd aardgebonden blijven.

De methoden om vliegtuigonderdelen te maken zijn ook veranderd. Meeste worden nu geproduceerd via geautomatiseerde bewerking, gieten, vormen, en legwerkapparatuur, met een toenemend aantal onderdelen gemaakt via additieve productie. Hier, weer, moeten de productieprocessen ook gevalideerd worden voordat onderdelen gecertificeerd kunnen worden als vlucht-klaar.

De vraag wordt dan: Wat is de meest kosteneffectieve, betrouwbare manier om aan deze eisen te voldoen? Het antwoord hangt af van factoren zoals onderdeelgrootte, complexiteit, oppervlakte- of interieurinspectiedoelen en niveau van vlucht-kritikaliteit. Maar in veel gevallen, omvatten inspectie-eisen een krachtige, comprehensieve metrologie en non-destructieve test (NDT) oplossing bekend als industriële computed tomography (CT).

Overweeg alle vleugels gevonden in een straalmotor. Hoewel geproduceerd met een betrouwbare investeringsgietproces en gemaakt van een zware, hittebestendige nikkel-gebaseerde alliage, kan het verlies van zelfs een enkele vleugel tijdens de vlucht leiden tot catastrofale resultaten. Met CT-scanning - samen met het gebruik van scan-data analyse en visualisatiesoftware - kan een kwaliteitsingenieur diep in deze en andere vlucht-kritieke componenten kijken en de porositeit, kraken en andere fouten identificeren die uiteindelijk tot componentfalen kunnen leiden.

CT-technologie wordt ook gebruikt om interne onderdeelfeatures te meten. De enige alternatief is destructieve testen, pijnlijk elk onderdeel doorsnijden om te zien of er defecten of dimensionale non-compliance binnen liggen. Capaciteiten als deze zijn van bijzonder belang voor de kwalificatie van 3D-geprinte aerospace onderdelen omdat AM de deur opent tot bijna volledige ontwerpvrijheid. De enigste vangnet is dat deze features gevalideerd moeten worden voordat de FAA en andere regerende instanties de gebruik van 3D-geprinte componenten zullen goedkeuren. CT-scanning en data-analyse voldoen aan die behoefte.

De tech voldoet ook aan de behoeften van composietfabrikanten. CT-data analyse maakt het gemakkelijk om snel vezelorientatie op te vragen of delaminatie te identificeren, zonder het werkstuk te beschadigen. Deze NDT testmethode laat fabrikanten in-proces meetdata correleren met die verkregen via CT-scanning, wat de ontwikkeling van herhaalbare processen over een wijd variety van productiemethoden verder bevordert.

Dit zijn slechts enkele van de redenen waarom fabrikanten kijken naar CT-scanning als een onmisbaar deel van hun NDT toolkit. Wanneer gekoppeld met robuuste analyse- en visualisatiesoftware, stelt het hen in staat om een reeks vlucht-kritieke componenten te valideren alsook de processen gebruikt om ze te maken.