Tomografia Computadorizada Essencial para Garantir Aeronavegabilidade de Componentes de Aeronaves

Engenheiros estão em uma busca interminável para projetar e construir produtos que são mais eficientes em combustível, mais fortes porém mais leves, capazes de voar mais rápido e viajar distâncias maiores que seus predecessores. Os parâmetros da missão são essencialmente não diferentes daqueles dos primeiros balões de ar quente ou aeronaves aladas; o que mudou são as tecnologias de manufatura e materiais usados para alcançar esses objetivos elevados.

Por exemplo, muitas das peças de aeronaves de hoje são feitas de polímeros avançados e compósitos de fibra de carbono. Esses materiais ultra-leves tornam possível reduzir peso do componente sem sacrificar resistência. Superligas, como Inconel e Hastelloy, oferecem benefícios similares, o que explica por que são encontradas em motores a turbina a gás e outros componentes críticos de voo. Ambos permitem que designers aeroespaciais atendam requisitos de integridade estrutural ou térmica com menos metal, aumentando assim a eficiência do veículo.

O desafio em cada um desses exemplos é alcançar qualificação tanto do design da peça quanto dos materiais necessários para sua construção. Sem tais pré-requisitos, componentes de aeronaves, satélites e motores de foguetes permaneceriam para sempre terrestres.

Os métodos usados para fazer componentes de aeronaves também mudaram. A maioria agora é produzida via usinagem automatizada, fundição, conformação e equipamentos de layup, com um número crescente de peças feitas via manufatura aditiva. Aqui, novamente, os processos de manufatura também devem ser validados antes que as peças possam ser certificadas como prontas para voo.

A pergunta então se torna: Qual é a maneira mais custo-efetiva e confiável de atender a esses requisitos? A resposta depende de fatores como tamanho da peça, complexidade, objetivos de inspeção de superfície ou interior e nível de criticidade de voo. Mas em muitos casos, os requisitos de inspeção implicam uma solução poderosa e abrangente de metrologia e teste não destrutivo (NDT) conhecida como tomografia computadorizada (TC) industrial.

Considere todas as pás encontradas em um motor a jato. Embora produzidas usando um processo confiável de fundição por investimento e feitas de uma liga resistente ao calor à base de níquel, a perda de até uma única pá durante o voo pode levar a resultados catastróficos. Com escaneamento TC — junto com o uso de software de análise e visualização de dados de escaneamento — um engenheiro de qualidade pode olhar profundamente dentro desses e outros componentes críticos de voo e identificar porosidade, trincas e outras falhas que poderiam levar à falha do componente.

A tecnologia TC também é usada para medir features internas de peças. A única alternativa é teste destrutivo, seccionando dolorosamente cada componente para ver se quaisquer defeitos ou não conformidade dimensional estão dentro. Capacidades como estas são de particular importância para a qualificação de peças aeroespaciais impressas em 3D porque AM abre a porta para liberdade de design quase completa. O único porém é que essas features devem ser validadas antes que a FAA e outros órgãos governantes aprovem o uso de componentes impressos em 3D. Escaneamento TC e análise de dados atendem a essa necessidade.

A tecnologia atende às necessidades de fabricantes de compósitos, também. Análise de dados TC torna fácil consultar rapidamente orientação de fibra ou identificar delaminação, sem danificar a peça. Este método de teste NDT permite que fabricantes correlacionem dados de medição in-process com os obtidos via escaneamento TC, avançando assim o desenvolvimento de processos repetíveis através de uma ampla variedade de métodos de manufatura.

Estes são apenas alguns dos motivos pelos quais fabricantes olham para o escaneamento TC como parte indispensável de seu kit de ferramentas NDT. Quando acoplado com software robusto de análise e visualização, permite que eles validem uma série de componentes críticos de voo, bem como os processos usados para fazê-los.