Компания Phase3D расширит применение метода контроля краевых полос на композитные материалы с керамической матрицей
По данным компании Phase3D, композитные материалы на основе углеродных волокон играют все более важную роль в двигательных установках следующего поколения, гиперзвуковых системах и системах тепловой защиты.
Министерство военно-воздушных сил быстро расширяет использование передовых производственных технологий для поддержки гибкого обеспечения, распределенного производства и готовности к выполнению задач, однако отсутствие развертываемых инструментов обеспечения качества в режиме реального времени остается постоянным препятствием.
Как отмечает Министерство, этот пробел особенно остро стоит в отношении композитных материалов с керамической матрицей (КММ). КММ обладают исключительной термостойкостью, соотношением прочности к весу и стойкостью к окислению по сравнению с традиционными металлическими сплавами, что делает их привлекательными для турбинных двигателей, гиперзвуковых летательных аппаратов и систем тепловой защиты. Несмотря на эти перспективы, КММ по-прежнему недостаточно используются в производственных и эксплуатационных подразделениях ВВС, поскольку традиционные методы неразрушающего контроля (НК), разработанные в основном для металлов и полимерных композитов, не могут надежно обнаруживать растрескивание матрицы, вырывание волокон, пористость и расслоение, которые могут возникать в процессе изготовления КММ.
Ближайшими конечными пользователями этой работы являются Управление двигательных установок (AFLCMC/ROD) и Управление быстрого обеспечения (AFLCMC/RSO) Центра управления жизненным циклом ВВС, а также Управление материалов и производства (AFRL/RX) Исследовательской лаборатории ВВС. Все три организации активно внедряют передовые материалы в эксплуатационные системы и нуждаются в инструментах контроля, которые могут быть развернуты на складах, предприятиях производителей оригинального оборудования и исследовательских центрах.
Технология Fringe Inspection использует сканирование структурированным светом для создания калиброванных, воспроизводимых карт высот поверхности в процессе производства. Эта программа адаптирует ту же базовую технологию к производству композитных материалов с матрицей из композитных материалов (CMC), где дефекты могут возникать практически на каждом этапе, от изготовления ленты и укладки слоев до автоклавной консолидации, пиролиза, инфильтрации расплава и окончательной механической обработки. Phase3D разработает специфические для материала процедуры калибровки, модели классификации аномалий и протоколы проверки, которые позволят технологии Fringe Inspection выявлять деформации поверхности и признаки дефектов по мере изготовления деталей из CMC, а не ждать постобработки с помощью компьютерной томографии или разрушающего секционирования.
«Система контроля краев дефектов была разработана для того, чтобы в режиме реального времени отвечать на один вопрос: соответствует ли изготавливаемая вами деталь вашему проекту?» — сказал доктор Найл О'Дауд, основатель и генеральный директор Phase3D. «Мы годами доказывали это на металлических деталях для НАСА, ВВС и ведущих аэрокосмических компаний. Эта программа позволяет нам задать тот же вопрос совершенно другой системе материалов, на которую ВВС рассчитывают для следующего поколения двигательных установок и систем тепловой защиты, и где стоимость обнаружения дефекта после завершения изготовления детали еще выше, чем в случае с металлом».
На первом этапе будет проведена оценка целесообразности адаптации технологии контроля краевых дефектов к производственным условиям CMC, а также определены заинтересованные стороны и конечные пользователи, наиболее подходящие для дальнейшего развития этой технологии. В рамках предыдущего этапа Phase3D уже установлены контакты с заинтересованными сторонами ВВС, включая AFRL, логистический комплекс ВВС в Оклахома-Сити (OC-ALC) и авиабазу Эллсуорт, и в ходе программы эти отношения будут углублены.
По данным компании Phase3D, композитные материалы на основе углеродных волокон играют все более важную роль в двигательных установках следующего поколения, гиперзвуковых системах и системах тепловой защиты.
Министерство военно-воздушных сил быстро расширяет использование передовых производственных технологий для поддержки гибкого обеспечения, распределенного производства и готовности к выполнению задач, однако отсутствие развертываемых инструментов обеспечения качества в режиме реального времени остается постоянным препятствием.
Как отмечает Министерство, этот пробел особенно остро стоит в отношении композитных материалов с керамической матрицей (КММ). КММ обладают исключительной термостойкостью, соотношением прочности к весу и стойкостью к окислению по сравнению с традиционными металлическими сплавами, что делает их привлекательными для турбинных двигателей, гиперзвуковых летательных аппаратов и систем тепловой защиты. Несмотря на эти перспективы, КММ по-прежнему недостаточно используются в производственных и эксплуатационных подразделениях ВВС, поскольку традиционные методы неразрушающего контроля (НК), разработанные в основном для металлов и полимерных композитов, не могут надежно обнаруживать растрескивание матрицы, вырывание волокон, пористость и расслоение, которые могут возникать в процессе изготовления КММ.
Ближайшими конечными пользователями этой работы являются Управление двигательных установок (AFLCMC/ROD) и Управление быстрого обеспечения (AFLCMC/RSO) Центра управления жизненным циклом ВВС, а также Управление материалов и производства (AFRL/RX) Исследовательской лаборатории ВВС. Все три организации активно внедряют передовые материалы в эксплуатационные системы и нуждаются в инструментах контроля, которые могут быть развернуты на складах, предприятиях производителей оригинального оборудования и исследовательских центрах.
Технология Fringe Inspection использует сканирование структурированным светом для создания калиброванных, воспроизводимых карт высот поверхности в процессе производства. Эта программа адаптирует ту же базовую технологию к производству композитных материалов с матрицей из композитных материалов (CMC), где дефекты могут возникать практически на каждом этапе, от изготовления ленты и укладки слоев до автоклавной консолидации, пиролиза, инфильтрации расплава и окончательной механической обработки. Phase3D разработает специфические для материала процедуры калибровки, модели классификации аномалий и протоколы проверки, которые позволят технологии Fringe Inspection выявлять деформации поверхности и признаки дефектов по мере изготовления деталей из CMC, а не ждать постобработки с помощью компьютерной томографии или разрушающего секционирования.
«Система контроля краев дефектов была разработана для того, чтобы в режиме реального времени отвечать на один вопрос: соответствует ли изготавливаемая вами деталь вашему проекту?» — сказал доктор Найл О'Дауд, основатель и генеральный директор Phase3D. «Мы годами доказывали это на металлических деталях для НАСА, ВВС и ведущих аэрокосмических компаний. Эта программа позволяет нам задать тот же вопрос совершенно другой системе материалов, на которую ВВС рассчитывают для следующего поколения двигательных установок и систем тепловой защиты, и где стоимость обнаружения дефекта после завершения изготовления детали еще выше, чем в случае с металлом».
На первом этапе будет проведена оценка целесообразности адаптации технологии контроля краевых дефектов к производственным условиям CMC, а также определены заинтересованные стороны и конечные пользователи, наиболее подходящие для дальнейшего развития этой технологии. В рамках предыдущего этапа Phase3D уже установлены контакты с заинтересованными сторонами ВВС, включая AFRL, логистический комплекс ВВС в Оклахома-Сити (OC-ALC) и авиабазу Эллсуорт, и в ходе программы эти отношения будут углублены.