復合材料在航空航天制造中的使用正在迅速加速，現(xiàn)在世界上機隊中最先進的飛機是由50%以上的復合材料制成的。 與傳統(tǒng)的鋁制飛機相比，這些新一代飛機更輕巧，更省油，更有利可圖，并且顯著減少了CO 2排放。但是，復合材料的生產成本要高得多，部分原因是復合材料還不如金屬容易理解，因此，該行業(yè)每年花費數(shù)百萬美元緩慢檢查每個零件的缺陷，然后才能認為它足夠安全，可以替代飛機上的零件。 而且檢查復合部件并不容易。

然而，盡管具有所有優(yōu)點，但在飛機制造中使用復合材料仍存在挑戰(zhàn)。碳纖維零件的性能與傳統(tǒng)使用的金屬不同，具有各向異性，具有層狀結構，并且可能會失效而不會出現(xiàn)明顯的劣化跡象。此外，制造缺陷，例如損壞或未對準的纖維，空隙和分層，可能導致材料性能下降。

因此，重要的是使用無損評估(NDE)技術以確保組件滿足所需的機械性能。這些NDE要求目前占制造時間的10%和制造成本的5%，這意味著有很大的空間來改進和加速這些過程。另外，當前的技術具有缺點，其中超聲波檢查需要使用會在制造環(huán)境中增加水分的耦合劑，而X射線對于車間使用可能是危險且昂貴的。

超聲波檢查是最常用的技術，最高速度約為1m 2 /小時，但有人嘗試將自動化引入該過程。但是，由于過程的敏感性，這已被證明是困難的。因此，TWI與CFLUX項目的一個項目合作伙伴聯(lián)盟一起 開發(fā)了一種檢查系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作潛力為30m 2 /小時，這比手動超聲NDE快30倍，比超聲波NDE快8倍。超聲波龍門系統(tǒng)。

CFLUX聯(lián)盟開發(fā)了創(chuàng)新的傳感器技術，可以使靈敏度比以前提高1000倍，從而檢索出以前無法實現(xiàn)的高質量，高分辨率信號。不僅如此，而且這項技術很小，可以輕松地開發(fā)出具有彈性和靈活性的多傳感器陣列，非常適合在生產線機器人中使用，從而真正加快并降低了檢查過程的成本。

制造商需要技術來檢查其碳纖維組件的內部結構，而CFLUX正是為此而設計的。靈感來自用于鋁制飛機的傳統(tǒng)渦流無損檢測技術。這些可以快速有效地發(fā)現(xiàn)隱藏的缺陷，但要依靠金屬的良好導電性。碳纖維的導電性是鋁的1000倍，這使得渦流測試直到現(xiàn)在還無法進行。

項目合作伙伴正在開發(fā)兩種非接觸式干式NDE碳纖維技術。這些技術將使用自動化和先進的渦流技術來識別較大制造零件中的次表面缺陷，從而對原材料進行全面的質量保證。

該項目涉及演示器部件的設計，該演示器部件將通過NDE技術與有限元分析和機械測試一起進行，這些技術通過“ cobot”和查看/詢問軟件與自動化集成在一起。

TWI技術中心(威爾士)自2012年以來一直在使用工業(yè)機器人進行自動化無損檢測(NDT)，并一直在努力改善現(xiàn)有設置。盡管到目前為止的研究都集中在將NDT集成到制造過程中，但TWI還在開發(fā)一種更靈活的自動化檢查解決方案，用于較小的零件檢查，可以與人工操作人員一起使用。Cobot易于編程，可以與外部設備連接，并可以六個自由度定位NDT傳感器。協(xié)作機器人具有高分辨率的力扭矩傳感器，可以使其“感覺”并跟隨表面，同時在表面上施加受控力。這對于超聲波檢查和潛在的渦流檢查尤其重要。

由英國創(chuàng)新基金會資助的項目最近達到了一個里程碑，將3D樣本用于掃描測試。用金屬墊圈增強的塑料假人零件用于產生正信號，該正信號可用于調整渦流響應。在將系統(tǒng)信號集成到TWI CFLUX軟件之前，此脫機路徑規(guī)劃是在RoboDK軟件上執(zhí)行的。將定制的EtherNDE渦流探頭的幅度信號繪制在3D網(wǎng)格上，以在屏幕上創(chuàng)建CAD類型的模型結果。

這是第一個突破，是創(chuàng)建最終系統(tǒng)的一大步驟，該系統(tǒng)將允許對航空航天工業(yè)的復合零件進行檢查。