CT扫描:保障航空零部件适航性的关键利器
工程师永无止境追求:设计制造更省油、更强更轻、飞得更快、航程更远的产品。任务参数与首批热气球、翼型飞行器无异;变的是实现目标的制造技术与材料。
如今许多航空零部件采用先进聚合物、碳纤维复合材料。超轻材料在不牺牲强度前提下减重。Inconel、Hastelloy等超合金同理,故用于燃气轮机发动机等飞行关键部件。两者皆让航天设计师以更少金属满足结构/热完整性要求,提升飞行器效率。
挑战在于:如何最具成本效益、可靠地达成设计与材料资质认证?无此前提,飞机、卫星、火箭发动机部件将永远留在地面。制造工艺也变了:多为自动化加工、铸造、成型、铺层,增材制造占比升。同样,制造工艺也须验证方可认证飞行就绪。
问题来了:最划算可靠的途径是什么?答案取决于零件尺寸、复杂度、表面/内部检测目标、飞行关键等级。但许多情况下,检测需求指向强大综合的计量与无损检测(NDT)方案:工业计算机断层扫描(CT)。
以喷气发动机所有叶片为例。虽经可靠熔模铸造、用坚韧耐热镍基合金,单片叶片飞行中脱落可致灾难性后果。CT扫描配合扫描数据分析可视化软件,质量工程师可深窥这些及其他飞行关键部件内部,识别气孔、裂纹等可能导致失效的缺陷。
CT技术也用于测量内部特征。唯一替代是破坏性测试:痛苦地逐一切割剖面检查内部缺陷或尺寸不合规。此类能力对3D打印航空航天零件资质认证尤为关键:AM开启近乎完全设计自由,但这些特征必须在FAA等监管机构批准前验证。CT扫描与数据分析满足该需求。
复合材料制造商亦受益。CT数据分析轻松查询纤维取向、识别分层,无损工件。此NDT法让制造商关联在线测量数据与CT扫描数据,进一步推动多制造工艺可重复流程开发。
这只是制造商视CT扫描为NDT工具箱不可或缺部分的几个理由。配合强大分析可视化软件,可验证众多飞行关键部件及其制造工艺。
自动化控制系统