Le scanner CT essentiel pour garantir l'aptitude au vol des composants aéronautiques

Les ingénieurs sont en quête sans fin pour concevoir et construire des produits plus efficaces en carburant, plus forts mais plus légers, capables de voler plus vite et de parcourir de plus grandes distances que leurs prédécesseurs. Les paramètres de mission sont essentiellement pas différents de ceux des premiers ballons à air chaud ou engins ailés ; ce qui a changé sont les technologies de fabrication et matériaux utilisés pour atteindre ces objectifs élevés.

Par exemple, beaucoup des pièces d'avions d'aujourd'hui sont faites de polymères avancés et composites carbone-fibre. Ces matériaux ultra-légers permettent de réduire le poids des composants sans sacrifier la résistance. Les superalliages, comme Inconel et Hastelloy, offrent des avantages similaires, ce qui explique pourquoi on les trouve dans les moteurs à turbine à gaz et autres composants critiques de vol. Les deux permettent aux concepteurs aérospatiaux de répondre aux exigences d'intégrité structurelle ou thermique avec moins de métal, augmentant ainsi l'efficacité du véhicule.

Le défi dans chacun de ces exemples est d'atteindre la qualification à la fois de la conception de la pièce et des matériaux nécessaires pour sa construction. Sans de tels prérequis, les composants d'avions, satellites et moteurs de fusées resteraient à jamais cloués au sol.

Les méthodes utilisées pour fabriquer les composants aéronautiques ont aussi changé. La plupart sont maintenant produits via usinage automatisé, moulage, formage et équipement de pose, avec un nombre croissant de pièces faites via fabrication additive. Ici encore, les processus de fabrication doivent aussi être validés avant que les pièces puissent être certifiées comme prêtes pour le vol.

La question devient alors : Quelle est la façon la plus rentable et fiable de répondre à ces exigences ? La réponse dépend de facteurs comme la taille de la pièce, la complexité, les objectifs d'inspection de surface ou intérieure et le niveau de criticité de vol. Mais dans de nombreux cas, les exigences d'inspection impliquent une solution puissante et complète de métrologie et d'essais non destructifs (END) connue sous le nom de tomodensitométrie industrielle (CT).

Considérez toutes les pales trouvées dans un moteur à réaction. Bien que produites en utilisant un processus de moulage à cire perdue fiable et faites d'un alliage à base de nickel résistant à la chaleur, la perte de même une seule pale pendant le vol peut mener à des résultats catastrophiques. Avec le scanner CT — avec l'utilisation de logiciels d'analyse et de visualisation de données de scan — un ingénieur qualité peut regarder profondément à l'intérieur de ces composants critiques de vol et identifier la porosité, fissures et autres défauts qui pourraient ultimement mener à la défaillance du composant.

La technologie CT est aussi utilisée pour mesurer les caractéristiques internes des pièces. La seule alternative est l'essai destructif, coupant douloureusement chaque composant en sections pour voir si des défauts ou non-conformités dimensionnelles se trouvent à l'intérieur. Des capacités comme celles-ci sont d'une importance particulière pour la qualification de pièces aérospatiales imprimées en 3D car l'AM ouvre la porte à une liberté de conception presque complète. Le seul hic est que ces caractéristiques doivent être validées avant que la FAA et autres organismes directeurs n'approuvent l'utilisation de composants imprimés en 3D. Le scanner CT et l'analyse de données répondent à ce besoin.

La technologie répond aussi aux besoins des fabricants de composites. L'analyse de données CT rend facile de requêter rapidement l'orientation des fibres ou d'identifier le délaminage, sans endommager la pièce. Cette méthode d'essai END laisse les fabricants corréler les données de mesure en processus avec celles obtenues via scanner CT, favorisant ainsi le développement de processus répétables à travers une grande variété de méthodes de fabrication.

Ce ne sont que quelques-unes des raisons pour lesquelles les fabricants regardent le scanner CT comme une partie indispensable de leur boîte à outils END. Quand couplé avec des logiciels d'analyse et de visualisation robustes, cela leur permet de valider une multitude de composants critiques de vol ainsi que les processus utilisés pour les faire.