复合材料部件的自动无损检测 (NDI) 和修复

简介

理大航空研究中心 (ASRC) 研发出一台复合材料自动无损检测和修复设备。该设备能扫描物件表面,快速定位损坏区域并分析出相关结构特征,并自动生成补丁修复打磨路径完成修复。

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商品化机会
产品开发合作
解决方案

当修补受损的复合材料时,需要首先确定受损面积和深度。在谨慎去除损坏区域时,需要将边缘打磨成渐变斜坡,保留尽量多的复合材料。这种工艺对维修人员的要求很高。

创新技术
  • 该系统使用3D超声波检测待修复区域的亚表层,确定修复区域范围。使用3D扫描重构曲面,并自动执行后续的维修过程。
  • 系统使用光学相干断层扫描仪(OCT)扫描亚表层,通过自研算法计算复合材料叠层数据(层数、每层厚度及方向等)。与人工目视判断相比,此方法更准确,且修补范围可以与损坏区域精确吻合。
  • 系统使用hexapod机器人携带电主轴对待修复表面进行精密磨削。加工公差高精度可达0.03毫米。可加工的锥度比为20至30,在某些特定情况下可高达50。
主要成效
  • 该项目为自动化控制系统,能收集受损区域数据、以精确公差准备待修复区域,以及能计算出修复补丁大小的必要信息。这使得修复具有高一致性、安全性和持久性。同时系统能存储相关数据供进一步分析
  • 系统由ASRC自主研发,在一个单元中集成了损伤识别、叠层信息识别、损伤去除、修补坡面制备的所有流程,实现了全自动化。该系统降低了维修成本并且可以维修多种复合材料部件。
  • 该项目缩短了MRO行业该项维修流程的交付周期。系统使用机器自动打磨替代了工人需谨慎才能完成的手工打磨,其处理的补丁斜面不但光滑方便补丁嵌接,而尺寸精准
  • 修复打磨会产生对人体有害的细小粉尘。本系统在封闭操作空间中完成自动打磨,并集成自动吸尘设备。在加工结束后工人可以安全的取出部件,从而减少对身体的伤害。
应用范畴
  • 复合材料部件(玻璃纤维和碳纤维)的修复
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