复合材料的使用非常广泛,并且仍在增长,特别是在航空航天工业中。目前,飞机设计中,正在使用大量的复合材料来生产机身和发动机部件。这种设计解决方案可显著减轻重量、降低油耗并提高发动机耐用性。另一个优点是复合材料可以形成比金属对应物更复杂的形状,但是也导致难以检查制造质量和发现缺陷。
飞机关键部件的安全性质及其可靠性要求需要严格的无损检测来评估和检测缺陷。无损超声检测(UT)是使用广泛的技术,用于检测复合材料的制造和在役缺陷,如孔隙率、脱粘、空隙和分层。采用具有多项国际专利技术的TECSCAN的3D轮廓跟踪水浸UT检测系统测试复合材料可以通过穿透或脉冲回波模式来进行复合材料测试检测和表征小缺陷。该系统独家通过了严苛的加拿大GEAE认证航空航天设备认证,以其频率带宽,和高精度的升降液压系统,保证了UT结果及彩色C扫描数据准确呈现,根据工件特点可以通过自动水槽检测系统或喷水龙门检测系统来实现复合材料的精确检测。
对复杂的复合材料零件和结构进行无损检测的挑战是这些零件和结构具有复杂的曲率,表面和自由形状,在具有不同厚度的同时没有任何对称轴。为了克服上述挑战,TECSCAN的3D轮廓跟踪水浸UT检测系统采用高度自动化和多轴UT系统与先进的3D运动控制结合使用,使扫描仪能够跟随复合材料零件的复杂曲率进行自动轮廓跟踪检测。该3D扫描解决方案允许检测人员导入被检测零件的CAD文件,执行3D自动化检测并生成准确的C扫描图像,以分析和解释扫描结果。
3D扫描是使用运动控制和数据采集软件实现的,并且基于被检测零件的CAD文件的输入。自动化UT系统的软件首先将检测的零件表面与适当的轴相关联,然后在定义矩形网格的参数化空间中的表面上创建虚拟正交扫描轴。然后,系统自动生成适当的轨迹,允许沿着计算设定的扫描路径进行精确的3D探头定位,同时与计算出的扫描路径进行轴对齐。
下图展示了如何使用3D扫描解决方案和自动UT测试来执行检测具有复杂形状和几何形状的复合材料的具有挑战性的任务。
由此可见,使用TECSCAN的3D轮廓跟踪水浸UT检测自动化系统可以克服检测复合材料零件的挑战。通过考虑零件表面曲率、厚度和UT波传播,可以克服常规检测需要多次设置、不切实际的长时间操作或根本无法完成零件的任务困难,从而实现缺陷的精确检测。