Surveillance ultrasonique automatisée in-situ pour détection défauts polymérisation composites

Typiquement, l'évaluation non destructive des composites — par ultrasons ou autres moyens — est effectuée soit avant, soit après le processus de polymérisation, mais de nombreux défauts disparaissent et se forment pendant la polymérisation. Le centre de recherche Langley de la NASA, en collaboration avec Analytical Mechanics Associates, a développé un système de balayage ultrasonique automatisé pour la surveillance in-situ de la polymérisation et la détection de défauts des composites dans un autoclave ou un four.

Le système non destructif consiste en un système de balayage C ultrasonique, portable, automatisé, avec une sonde de contact ultrasonique attachée. Le scanner est placé à l'intérieur d'un récipient isolé qui protège les composants sensibles à la température du scanner. Un système de refroidissement à l'azote liquide maintient l'intérieur du récipient en dessous de 38 °C. Un scanner raster motorisé X-Y est monté à l'intérieur d'un conteneur de refroidissement non scellé fait de panneaux isolants poreux avec un bras de balayage en porte-à-faux dépassant du conteneur de refroidissement par une fente.

Le conteneur de refroidissement qui abrite le scanner raster X-Y est périodiquement refroidi à l'aide d'un système de distribution d'azote liquide (LN2). Des soufflets flexibles dans l'ouverture de la fente de la boîte minimisent le transfert de chaleur entre la boîte et l'environnement externe de l'autoclave. La boîte et le bras de balayage sont situés sur une plaque d'outillage de précision. Une fine couche de couplage ultrasonique est placée entre le transducteur et la plaque d'outillage. Les pièces composites sont mises sous vide sur l'autre côté de la plaque d'outillage et inspectées. Le système de balayage à l'intérieur du récipient est connecté au contrôleur à l'extérieur de l'autoclave. Le système peut fournir des images A-scan, B-scan et C-scan du panneau composite à plusieurs moments pendant le processus de polymérisation.

Le système fournit une surveillance en temps réel de la formation et du mouvement des défauts pendant la polymérisation. Cela offre non seulement une meilleure compréhension des sources et puits de défauts, mais aussi la capacité de valider plus précisément les modèles de processus pour la prédiction des défauts du processus de polymérisation. Le système montre aussi l'emplacement à travers l'épaisseur de tout défaut de fabrication de composite pendant la polymérisation avec localisation et suivi en temps réel. Cela a été démontré pour la porosité intentionnellement introduite (piégée lors de la mise en place) ainsi que pour la porosité induite par le processus (par exemple, résultant d'une distribution inégale de la pression sur une pièce).

La technologie peut être utilisée comme système d'évaluation non destructive lors de la fabrication de pièces composites dans un four ou un autoclave, incluant les thermodurcissables, thermoplastiques, stratifiés composites, résines haute température et céramiques.

La NASA recherche activement des licenciés pour commercialiser cette technologie. Veuillez contacter le Concierge des licences de la NASA à cette adresse email protégée ou appelez le 202-358-7432 pour entamer des discussions de licence. Suivez ce lien ici pour plus d'informations.