複合材硬化工程中の欠陥を自動超音波インシチュ監視で検知、NASA開発システム
通常、複合材の非破壊評価(超音波等)は硬化前か硬化後に実施されますが、多くの欠陥は硬化中に消えたり形成されたりします。NASAラングレー研究センターとAnalytical Mechanics Associatesが共同開発した自動超音波スキャンシステムは、オートクレーブやオーブン内で硬化中の複合材をインシチュ(その場で)監視し、欠陥を検知します。
耐熱容器内にスキャンシステムを配置
システム構成:
- 超音波・携帯型・自動Cスキャンシステム + 超音波接触プローブ
- スキャナを温度感受性部品保護のため断熱容器内に配置
- 液体窒素冷却で容器内を38°C以下に維持
- モーター駆動X-Yラスタスキャナを非密閉冷却容器(多孔質断熱ボード製)内に搭載、カンチレバースキャンアームをスロットから突出
- 冷却容器を液体窒素(LN2)供給システムで定期冷却
- スロットのフレキシブルベローズで容器と外部オートクレーブ環境の熱伝達最小化
- 容器とスキャンアームを精密鋳造工具プレート上に配置
- トランスデューサと工具プレート間に薄い超音波カプラント層
- 複合部品を工具プレート反対側で真空バッグ成形し検査
- 容器内スキャンシステムをオートクレーブ外部コントローラに接続
- 硬化工程中の複数時点でAスキャン、Bスキャン、Cスキャン画像を取得可能
リアルタイム欠陥形成・移動監視でプロセスモデル検証も
硬化中の欠陥形成・移動をリアルタイム監視。これにより欠陥源・シンクの理解向上だけでなく、硬化プロセス欠陥予測のためのプロセスモデル精度検証が可能に。複合材製造欠陥の厚さ方向位置もリアルタイムで局所化・追跡。意図的導入ポロシティ(積層時閉じ込め)と加工誘発ポロシティ(不均一圧力分布由来)の両方で実証済み。
幅広い複合材製造への適用
オーブンやオートクレーブでの複合部品製造時の非破壊評価システムとして利用可能。熱硬化性、熱可塑性、複合積層板、高温樹脂、セラミックス等に対応。
NASAはこの技術の商業化ライセンシーを募集しています。ライセンス担当(メール:[保護中]、電話:202-358-7432)までご連絡ください。詳細こちら。
センサー
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