Escaneo CT Esencial para Garantizar la Aeronavegabilidad de Componentes de Aeronaves

Los ingenieros están en una búsqueda interminable para diseñar y construir productos que sean más eficientes en combustible, más fuertes pero más ligeros, capaces de volar más rápido y viajar distancias mayores que sus predecesores. Los parámetros de la misión son esencialmente no diferentes a los de los primeros globos aerostáticos o aeronaves aladas; lo que ha cambiado son las tecnologías de manufactura y materiales usados para lograr estos objetivos elevados.

Por ejemplo, muchas de las piezas de aeronaves de hoy están hechas de polímeros avanzados y compuestos de fibra de carbono. Estos materiales ultra-ligeros hacen posible reducir el peso del componente sin sacrificar resistencia. Superaleaciones, como Inconel y Hastelloy, ofrecen beneficios similares, lo que explica por qué se encuentran en motores de turbina de gas y otros componentes críticos de vuelo. Ambos permiten a los diseñadores aeroespaciales cumplir requisitos de integridad estructural o térmica con menos metal, aumentando así 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 prerrequisitos, componentes de motores de aeronaves, satélites y cohetes permanecerían para siempre en tierra.

Los métodos usados para hacer componentes de aeronaves también han cambiado. La mayoría ahora se producen mediante mecanizado automatizado, fundición, conformado y equipos de layup, con un número creciente de piezas hechas vía manufactura aditiva. Aquí, de nuevo, los procesos de manufactura también deben ser validados antes de que las piezas puedan ser certificadas como listas para vuelo.

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

Considere todas las palas encontradas en un motor a reacción. Aunque producidas usando un proceso de fundición a la cera perdido confiable y hechas de una aleación de níquel resistente al calor, la pérdida de incluso una sola pala durante el vuelo puede llevar a resultados catastróficos. Con escaneo CT, junto con el uso de software de análisis y visualización de datos de escaneo, un ingeniero de calidad puede mirar profundamente dentro de estos y otros componentes críticos de vuelo e identificar la porosidad, grietas y otras fallas que podrían finalmente llevar a falla del componente.

La tecnología CT también se usa para medir características internas de piezas. La única alternativa es prueba destructiva, dolorosamente seccionando transversalmente cada componente para ver si cualquier defecto o incumplimiento dimensional yace dentro. 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 ser validadas antes de que la FAA y otros organismos rectores aprueben el uso de componentes impresos en 3D. El escaneo CT y análisis de datos satisfacen esa necesidad.

La tecnología también satisface las necesidades de fabricantes de compuestos. El análisis de datos CT hace fácil consultar rápidamente la orientación de fibra o identificar deslaminación, sin dañar la pieza de trabajo. Este método de prueba NDT permite a los fabricantes correlacionar datos de medición en proceso con los obtenidos vía escaneo CT, fomentando así el desarrollo de procesos repetibles a través de una amplia variedad de métodos de manufactura.

Estas son solo algunas de las razones por las que los fabricadores miran el escaneo CT como una parte indispensable de su kit de herramientas NDT. Cuando se acopla con software robusto de análisis y visualización, les permite validar una serie de componentes críticos de vuelo así como los procesos usados para hacerlos.