Kontrola jakości materiałów kompozytowych
Finansowany ze środków UE projekt ENCOMB (Extended non-destructive testing of composite bonds) powstał w celu stworzenia brakujących ustandaryzowanych procedur kontroli jakości. Szczególne trudności dotyczące certyfikacji związane są z technologią badań nieniszczących (NDT), która umożliwia ocenę zarówno powierzchni, jak połączeń klejonych struktur kompozytowych. Wytrzymałość połączeń klejonych zależy między innymi od właściwości fizykochemicznych sklejonych powierzchni, kleju i połączenia. Na właściwości fizykochemiczne wpływa szereg czynników, np. stopień skażenia, parametry utwardzania, starzenie czy aktywacja po wstępnej obróbce powierzchni. Dlatego też jednym z założeń projektu ENCOMB było przystosowanie metod charakterystyki powierzchni łączonych do stosowania przed aplikacją kleju. Drugim celem było opracowanie technik oceny łączonych komponentów. Naukowcy nazwali tę nowo opracowaną technologię kontroli jakości rozszerzonym NDT (ENDT). W pierwszej kolejności zidentyfikowano najbardziej reprezentacyjne scenariusze dotyczące zastosowań lotniczych. Przygotowano odpowiednie próbki i scharakteryzowano je metodami ENDT. Wyniki porównano z wynikami analiz prowadzonych przy pomocy szeregu różnych metod i testów mechanicznych, aby ocenić ich skuteczność w konkretnych zadaniach pomiarowych. Między innymi zastosowano metody optyczne, takie jak laserowa wibrometria skanująca, aktywna termografia i test zwilżania, aby scharakteryzować stan łączonych powierzchni. Testowano także techniki oparte na czujnikach, takie jak wbudowane czujniki światłowodowe, spektroskopia impedancji elektrochemicznej czy techniki wzbudzane laserowo i nieliniowe techniki ultradźwiękowe. Łącznie przetestowano pod kątem oceny łączonych powierzchni i połączeń klejonych 31 technologii ENDT. Dla każdego ze scenariuszy zastosowano z powodzeniem kilka technik umożliwiających wykrywanie różnych poziomów zanieczyszczenia. Wiedza na temat skutków pogorszenia stanu połączeń pozwoli na wprowadzenie odpowiednich udoskonaleń konstrukcyjnych. Efektem zastosowania niezawodnej technologii oceny będzie zwiększenie wykorzystania komponentów z CFRP w wysoce wytrzymałych konstrukcjach. Szacuje się, że pozwolą one na zredukowanie masy kadłuba o nawet 15 %. Umożliwią także zmniejszenie rozmiarów i masy silników. Ogólne zmniejszenie ciężaru przyczyni się do ograniczenia zużycia paliwa i emisji CO2.
Słowa kluczowe
Materiały kompozytowe, polimery wzmocnione włóknem węglowym, części samolotu, łączenia klejone, badania nieniszczące
