Escaneo CT vital para piezas de aeronavegabilidad

Los ingenieros se encuentran en una búsqueda interminable para diseñar y construir productos que sean más eficientes en combustible, más fuertes pero más livianos, capaces de volar más rápido y recorrer mayores distancias que sus predecesores. Los parámetros de la misión no son esencialmente diferentes a los de los primeros globos aerostáticos o naves aladas; lo que ha cambiado son las tecnologías de fabricación y los materiales utilizados para lograr estos nobles objetivos.

Por ejemplo, muchas de las piezas de los aviones actuales están hechas de polímeros avanzados y compuestos de fibra de carbono. Estos materiales ultraligeros permiten reducir el peso de los componentes sin sacrificar la resistencia. Las superaleaciones, como Inconel y Hastelloy, ofrecen beneficios similares, lo que explica por qué se encuentran en motores de turbinas de gas y otros componentes críticos para el vuelo. Ambos permiten a los diseñadores aeroespaciales cumplir con los requisitos de integridad estructural o térmica con menos metal, lo que aumenta la eficiencia del vehículo.

El desafío en cada uno de estos ejemplos es lograr la calificación tanto del diseño de la pieza como de los materiales necesarios para su construcción. Sin tales requisitos previos, los componentes de aeronaves, satélites y motores de cohetes permanecerían para siempre atados a la tierra.

Los métodos utilizados para fabricar componentes de aeronaves también han cambiado. La mayoría ahora se produce a través de equipos automatizados de mecanizado, fundición, formación y colocación, con un número cada vez mayor de piezas fabricadas a través de la fabricación aditiva. Aquí, nuevamente, los procesos de fabricación también deben validarse antes de que las piezas puedan certificarse como listas para el vuelo.

La pregunta entonces es:¿Cuál es la forma más rentable y confiable de cumplir con estos requisitos? La respuesta depende de factores como el tamaño de la pieza, la complejidad, los objetivos de inspección de la superficie o el interior y el nivel de criticidad del vuelo. Pero en muchos casos, los requisitos de inspección implican una solución potente y completa de metrología y pruebas no destructivas (NDT) conocida como tomografía computarizada (CT) industrial.

Considere todas las palas que se encuentran en un motor a reacción. Aunque se produce utilizando un proceso confiable de fundición de inversión y está hecho de una aleación a base de níquel resistente y resistente al calor, la pérdida de incluso una sola hoja durante el vuelo puede provocar resultados catastróficos. Con la tomografía computarizada, junto con el uso de software de visualización y análisis de datos de escaneo, un ingeniero de calidad puede mirar en profundidad estos y otros componentes críticos para el vuelo e identificar la porosidad, las grietas y otros defectos que, en última instancia, podrían conducir a la falla del componente.

La tecnología CT también se utiliza para medir las características internas de las piezas. La única alternativa son las pruebas destructivas, seccionando dolorosamente cada componente para ver si hay algún defecto o incumplimiento dimensional. Capacidades como estas son de particular importancia para la calificación de piezas aeroespaciales impresas en 3D porque AM abre la puerta a una libertad de diseño casi completa. El único inconveniente es que estas características deben validarse antes de que la FAA y otros órganos rectores aprueben el uso de componentes impresos en 3D. La tomografía computarizada y el análisis de datos satisfacen esa necesidad.

La tecnología también satisface las necesidades de los fabricantes de compuestos. El análisis de datos CT facilita consultar rápidamente la orientación de la fibra o identificar la delaminación, sin dañar la pieza de trabajo. Este método de prueba NDT permite a los fabricantes correlacionar los datos de medición durante el proceso con los obtenidos a través de la tomografía computarizada, lo que promueve el desarrollo de procesos repetibles en una amplia variedad de métodos de fabricación.

Estas son solo algunas de las razones por las que los fabricantes consideran la tomografía computarizada como una parte indispensable de su conjunto de herramientas NDT. Cuando se combina con un software robusto de análisis y visualización, les permite validar una gran cantidad de componentes críticos para el vuelo, así como los procesos utilizados para fabricarlos.