Sistemi di ispezione completamente automatizzati per i componenti dei motori aeronautici
Sebbene i moderni velivoli siano macchine altamente tecnologiche e automatizzate, la loro manutenzione e le relative ispezioni in gran parte vengono ancora condotte manualmente. Ciò implica che anche le attività di manutenzione più ordinarie possono richiedere molto tempo e costi estremamente elevati, per non parlare del rischio di errore umano. La buona notizia è che questa situazione sta lentamente iniziando a cambiare, anche grazie a iniziative finanziate dall’UE come il progetto AUTHENTIC(si apre in una nuova finestra). Con il sostegno dell’Impresa comune Clean Sky 2(si apre in una nuova finestra), il progetto ha sviluppato un sistema di ispezione completamente automatizzato per rilevare difetti superficiali nei componenti saldati del motore, fondamentali ai fini della sicurezza. «Il nostro affidabile sistema di ispezione è potenzialmente capace di eseguire ispezioni più rapide su componenti a grandezza naturale, eliminare la soggettività umana nella funzione ispettiva e creare un ambiente di lavoro più sano e pulito per i tecnici», afferma Eider Gorostegui Colinas, ricercatrice senior di Lortek(si apre in una nuova finestra), partner principale del progetto.
Introduzione della termografia induttiva
Il cuore del progetto è l’uso della termografia induttiva attiva, una tecnologia che utilizza una termocamera per esaminare la propagazione del calore di una superficie, in questo caso delle saldature, durante il riscaldamento tramite induzione. «I difetti fungono da barriere per la propagazione del calore e tale concentrazione di riscaldamento nelle aree difettose viene acquisita direttamente dalla termocamera a infrarossi», spiega Gorostegui Colinas. Nella soluzione di AUTHENTIC, le ispezioni vengono condotte automaticamente da un robot, nella cui testa sono posizionati la termocamera e l’induttore. «Ogni testa robotica viene progettata per ispezionare un’area specifica di un componente e, con l’utilizzo combinato, può coprire l’intera superficie da ispezionare», osserva l’autrice. Le rilevazioni ottenute vengono elaborate per creare immagini, che sono poi sottoposte al rilevamento automatico dei difetti mediante algoritmi che ne forniscono la posizione e le dimensioni.
Rilevamento delle crepe con qualsiasi orientamento
Ciò che rende davvero unica la soluzione di AUTHENTIC è il suo induttore completamente nuovo: è stato progettato per ottimizzare i tempi di ispezione consentendo alla soluzione di rilevare le crepe con qualsiasi orientamento. «Si tratta di un aspetto molto importante, poiché gli induttori tradizionali sono in grado di rilevare solo le crepe situate perpendicolarmente al campo magnetico indotto», spiega Gorostegui Colinas. In passato, questo limite veniva superato utilizzando una testa robotica dotata di un ulteriore grado di libertà rotazionale al fine di garantire il rilevamento di ogni crepa. Tuttavia, ciò comportava una maggiore complessità del sistema e tempi di ispezione più lunghi.
Porre la domanda giusta
Per verificare l’adeguatezza del sistema, i ricercatori si sono rivolti all’analisi della probabilità di rilevamento (Probability Of Detection, POD). «La domanda da porre non è “qual è la crepa più piccola che possiamo rilevare con la termografia”, ma “quante crepe ci sono sfuggite”», afferma Gorostegui Colinas. «In altri termini, l’attenzione dovrebbe essere posta sull’affidabilità, un aspetto spesso tralasciato nello sviluppo di nuovi sistemi.» Utilizzando il metodo POD «colpito-mancato», i ricercatori hanno testato diverse serie di campioni per calcolare la crepa più piccola rilevabile in modo affidabile.
Far progredire lo stato dell’arte
Il progetto AUTHENTIC è riuscito a far avanzare il livello tecnologico della manutenzione e dell’ispezione automatiche degli aerei. «La termografia inaugura un nuovo paradigma consentendo di automatizzare sia l’ispezione che il rilevamento, eliminando le possibilità di errore umano durante la ricerca dei difetti, agevolando il collaudo delle progettazioni e consentendo ispezioni più rapide», conclude Gorostegui Colinas. Sebbene il progetto stesso si sia ormai concluso, i ricercatori continuano a lavorare sulla loro soluzione con l’obiettivo di arrivare alla fase finale di industrializzazione nel prossimo futuro.
