耐空性部品のCTスキャンバイタル

エンジニアは、前任者よりも燃料効率が高く、より強く、より軽量で、より速く飛行し、より長い距離を移動できる製品を設計および構築するという果てしない探求に取り組んでいます。ミッションのパラメータは、基本的に最初の熱気球や翼のある航空機のパラメータと同じです。変更されたのは、これらの高い目標を達成するために使用される製造技術と材料です。

たとえば、今日の航空機部品の多くは、高度なポリマーと炭素繊維複合材で作られています。これらの超軽量素材により、強度を犠牲にすることなく部品の軽量化を実現します。インコネルやハステロイなどの超合金も同様の利点を提供します。これが、ガスタービンエンジンやその他の飛行に不可欠なコンポーネントに見られる理由を説明しています。どちらも、航空宇宙設計者がより少ない金属で構造的または熱的完全性の要件を満たすことを可能にし、それによって車両の効率を向上させます。

これらの各例の課題は、部品の設計とその構造に必要な材料の両方の認定を達成することです。このような前提条件がなければ、航空機、衛星、ロケットエンジンのコンポーネントは永遠に地球に固定されたままになります。

航空機部品の製造方法も変更されました。現在、ほとんどが自動機械加工、鋳造、成形、レイアップ装置で製造されており、積層造形で製造される部品の数が増えています。ここでも、部品が飛行準備完了として認定される前に、製造プロセスも検証する必要があります。

次に、問題は次のようになります。これらの要件を満たすための最も費用効果が高く、信頼性の高い方法は何ですか。答えは、部品のサイズ、複雑さ、表面または内部の検査目標、飛行の重要度などの要因によって異なります。しかし、多くの場合、検査要件には、産業用コンピューター断層撮影（CT）として知られる強力で包括的な計測および非破壊検査（NDT）ソリューションが必要です。

ジェットエンジンにあるすべてのブレードを検討してください。信頼性の高いインベストメント鋳造プロセスを使用して製造され、丈夫で耐熱性のニッケルベースの合金で作られていますが、飛行中にブレードが1つでも失われると、壊滅的な結果につながる可能性があります。 CTスキャンとスキャンデータ分析および視覚化ソフトウェアを使用すると、品質エンジニアはこれらのコンポーネントやその他の飛行に不可欠なコンポーネントの奥深くを覗き込み、最終的にコンポーネントの故障につながる可能性のある多孔性、亀裂、その他の欠陥を特定できます。

CT技術は、内部部品の特徴を測定するためにも使用されます。唯一の代替策は、破壊的なテストであり、各コンポーネントを痛々しいほど断面化して、欠陥や寸法の不適合が内部にあるかどうかを確認します。 AMはほぼ完全な設計の自由への扉を開くため、このような機能は3Dプリントされた航空宇宙部品の認定にとって特に重要です。唯一の落とし穴は、FAAや他の統治機関が3D印刷されたコンポーネントの使用を承認する前に、これらの機能を検証する必要があることです。 CTスキャンとデータ分析はそのニーズを満たします。

この技術は、複合材メーカーのニーズも満たしています。 CTデータ分析により、ワークピースに損傷を与えることなく、繊維配向の迅速な照会や層間剥離の特定が容易になります。このNDTテスト方法により、製造業者はインプロセス測定データをCTスキャンで取得したデータと相関させることができるため、さまざまな製造方法で再現可能なプロセスの開発が促進されます。

これらは、メーカーがCTスキャンをNDTツールキットの不可欠な部分と見なしている理由のほんの一部です。堅牢な分析および視覚化ソフトウェアと組み合わせると、フライトに不可欠な多数のコンポーネントと、それらを作成するために使用されるプロセスを検証できます。