Karbon Fiber Takviyeli Polimer Malzemelerde Kavisli Geometriye Sahip Parçaların İncelenmesi

30 Nis 2024

Uygulamaya Genel Bakış

Üretimdeki gelişmeler, kompozitlerin daha karmaşık geometrilerle üretilmesini sağlamıştır. Bu durum, gelişmiş yapısal özelliklere ve performansa sahip, ancak denetlenmesi daha zor olan parçalar üretmek için kullanılabilir. Bu tür geometriler, ultrasonik dönüştürücülerin uyması ve dolayısıyla düzgün bir şekilde denetlemesi daha zor olabilen kavisli parçaları içerir.

Bu geometriye sahip parçalar için genellikle özel çözümlere ihtiyaç duyulur. Ancak, Aqualene'den yapılan standart gecikme hattına sahip transdüserler kullanılarak küçük yarıçaplar da dahil olmak üzere kavisli parçalar başarıyla denetlenebilmektedir. Bu hafif kauçuksu malzeme, pürüzlü ve kavisli yüzeylere uyum sağlamaya yardımcı olarak ultrasonun parçaya iletilmesini sağlar

Bu çalışma, dolphicam2 için bir yarıçap denetim iş akışını detaylandıracak ve elde edilen taramaları sunacaktır. Bu, iki karbon fiber L-şekilli flanş paneli için gösterilecektir. Her iki panel de 0,09″ (2.29 mm) kalınlığındadır ve 0,3125″ (8mm) nominal eğrilik yarıçapına sahiptir. Epoksi reçine sistemi ile on kat düz dokuma karbon fiber prepregden yapılmıştır. Bir flanş CF0526 ve diğeri T700S'den yapılmıştır. Her birinin genişliği sırasıyla 0.1″ (2.54mm)  ve 0.3″ (7.6 mm) iken, her birindeki reçine ağırlığı sırasıyla %36 ve %42'dir. Panellerin fotoğrafları Şekil 1'de gösterilmektedir. Şekil 2'de gösterildiği gibi her bir L flanşının yarıçapı üzerinde laminatın ortasına gömülü reflektörler bulunmaktadır.

Şekil 1: Panellerin Fotoğrafları

Şekil 2: L-flanşın teknik çizimi. Çizimler (a) izometrik görünümden, (b) L dirseği olmayan panelin üstten görünümünden, (c) L dirsekli panelin yandan görünümünden ve (d) uç görünümünden gösterilmiştir. Boyutlar nominaldir ve inç cinsindendir.

Karışılaşılabilecek Zorluklar

Yarıçapların eğriliği, TRM'nin parça ile temasını sürdürmesini daha zor hale getirir Bu geometriye sahip parçalar için genellikle özel çözümlere ihtiyaç duyulur. Ancak, Aqualene'den yapılan standart gecikme hattına sahip transdüserler kullanılarak küçük yarıçaplar da dahil olmak üzere kavisli parçalar başarıyla denetlenebilmektedir. Bu hafif kauçuksu malzeme, pürüzlü ve kavisli yüzeylere uyum sağlamaya yardımcı olarak ultrasonun parçaya iletilmesini sağlar, böylece kullanıcılar dönüştürücünün doğru konumlandırılmasını sağlayabilmektedirler.

Uygulama Çözümü

L-flanşlar bir dolphicam2 ve bir TRM- 5MHz dönüştürücü modül (TRM) ile incelenmiştir. Bu TRM'nin merkezi frekansı 5 MHz'dir ve Aqualene gecikme hattına sahip en yüksek frekanslı Dolphitech TRM’sidir. Aqualene, pürüzlü ve kavisli yüzeylere iyi uyum sağlayan kauçuksu bir malzemedir.  Uygulama sırasında, bağlayıcı olarak standart ultrasonik jel kullanılmıştır. TRM dış yarıçap boyunca hareket ettirilmiş ve Şekil 3a'da gösterildiği gibi TRM'nin yüzü eğriliğe teğet olacak şekilde tutulmuştur. Kusurların yerleri belirlendikten sonra Şekil 3b'de gösterildiği gibi kusur yerlerinin üzerinden geçen 1″(25.4mm) genişliğindeki şeritler boyunca manuel olarak birleştirilmiş C taramaları elde edilmiştir.

Şekil 3: (a) dolphicam2 ve TRM-5MHz dönüştürücü modülü (TRM) kullanılarak panel üzerinde yapılan kurulumun ve (b) tarama bölgesinin üst üste bindirildiği panelin fotoğrafları.

Bulgular

Her iki L flanş için de tüm reflektörler başarıyla çözülmüştür, bkz. Şekil 4 ve 5. TRM'nin tam kare açıklığı parça ile temas halinde olmasa da, Aqualene gecikme çizgisi eğriliğe uygundur ve TRM ile temas halinde olan merkezi bir şeridi incelemek mümkündür. TRM eğrilik etrafında hareket ettirilebilir, ancak burada TRM kenar boyunca hareket ettirilir ve dikişli tarama elde edilir.

Parça ile temas halinde olan şeritte, dikey B taramasında ön duvar ekosunda ve kavisli arka duvar ekosunda gecikme çizgisinin yarıçaplara uygunluğunu görmek mümkündür. Şerit boyunca, taramalarda görülebilen iki reflektör vardır. Çizgi ölçüm aracı kullanılarak, reflektörlerin boyutları CF0526 panel için 0,25″ (6.45mm) ve 0,51″(12.95mm) ve T700S panel için 0,24″(6.1mm) ve 0,50″(12.7mm) olarak ölçülmüştür. Karşılaştırma için, reflektörlerin nominal boyutları her iki panel için de 0,25″(6.45mm) ve 0,5″(12.7mm)'tir, bu nedenle ölçülen boyutlar nominal olanlarla iyi bir uyum içindedir. Bunlar sadece eksenel ölçümler olsa da, karşılık gelen radyal boyutlar, dönüştürücüyü yarıçap etrafında fiziksel olarak sallayarak ve C-tarama görüntüsü üzerinde bir çizgi ölçümü alarak elde edilebilir.

Şekil 4: CF0526 L-flanş üzerindeki reflektörlerin taraması. Gri tonlamalı renk paletindeki görüntüler B-taramalarıdır (sol üstteki dikey B-taraması ve alttaki yatay B-taramasıdır), gökkuşağı renk paletindeki görüntü ise kalınlık (ToF) C-taramasıdır.

Şekil 5: T700S L-flanş üzerindeki reflektörlerin taraması. Gri tonlamalı renk paletindeki görüntüler B-taramalarıdır (sol üstteki dikey B-taraması ve alttaki yatay B-taramasıdır), gökkuşağı renk paletindeki görüntü ise kalınlık (TOF) C-taramasıdır.

Uygulama Sonucu

TRM-5MHz dönüştürücü modülüne (TRM) sahip dolphicam2, 0,3125” (8mm) köşe yarıçaplarını başarıyla denetleyebilmiştir. Üretilen tüm kusurlar net bir şekilde çözüldü ve boyutlandırıldı. Gecikme hattı için hafif kauçuksu bir malzeme olan Aqualene kullanılması, TRM'nin parçanın eğriliğine uyum sağlamasını mümkün kılmıştır.

 

İlgili Ürünler