Monitorización Ultrasónica Automatizada In-Situ para Detección de Defectos en Curado de Compuestos

Típicamente, la evaluación no destructiva de compuestos —por ultrasonido u otros medios— se realiza antes o después del proceso de curado, pero muchos defectos desaparecen y se forman durante el curado. El Centro de Investigación Langley de la NASA, en colaboración con Analytical Mechanics Associates, desarrolló un sistema de escaneo ultrasónico automatizado para monitorización in-situ del curado y detección de defectos de compuestos en autoclave u horno.

El sistema no destructivo consiste en un sistema ultrasónico portátil automatizado de escaneo C con una sonda de contacto ultrasónico adjunta. El escáner se coloca dentro de un recipiente aislado que protege los componentes sensibles a la temperatura del escáner. Un sistema de enfriamiento con nitrógeno líquido mantiene el interior del recipiente por debajo de 38 °C. Un escáner raster motorizado X-Y se monta dentro de un contenedor de enfriamiento no sellado hecho de tableros de aislamiento poroso con un brazo de escaneo en voladizo que sobresale del contenedor a través de una ranura.

El contenedor de enfriamiento que alberga el escáner raster X-Y se enfría periódicamente usando un sistema de suministro de nitrógeno líquido (LN2). Fuelle flexibles en la abertura de la ranura minimizan la transferencia de calor entre la caja y el entorno externo del autoclave. La caja y el brazo de escaneo están ubicados en una placa de herramienta de fundición de precisión. Una fina capa de acoplante ultrasónico se coloca entre el transductor y la placa de herramienta. Las piezas compuestas se envasan al vacío en el otro lado de la placa de herramienta e inspeccionan. El sistema de escaneo dentro del recipiente está conectado al controlador fuera del autoclave. El sistema puede proporcionar imágenes A-scan, B-scan y C-scan del panel compuesto en múltiples momentos durante el proceso de curado.

El sistema proporciona monitorización en tiempo real de formación y movimiento de defectos durante el curado. Esto no solo ofrece mejor comprensión de fuentes y sumideros de defectos, sino también la capacidad de validar con más precisión modelos de proceso para la predicción de defectos del proceso de curado. El sistema también muestra la ubicación a través del espesor de cualquier defecto de fabricación de compuestos durante el curado con localización y seguimiento en tiempo real. Esto se ha demostrado tanto para porosidad introducida intencionalmente (es decir, atrapada durante el estratificado) como para porosidad inducida por procesamiento (p. ej., resultante de distribución desigual de presión en una pieza).

La tecnología puede usarse como sistema de evaluación no destructiva al fabricar piezas compuestas en horno o autoclave, incluyendo termoestables, termoplásticos, laminados compuestos, resinas de alta temperatura y cerámicas.

La NASA busca activamente licenciatarios para comercializar esta tecnología. Contacte al Concierge de Licencias de la NASA en esta dirección de correo electrónico protegida contra spambots. Necesita JavaScript habilitado para verla. o llame al 202-358-7432 para iniciar conversaciones de licencia. Siga este enlace aquí  para más información.