美国空军引入复合材料激光粘接检验技术

日前,美国Bonded Composite公司开发的复合材料机身结构展示了一种更经济的检测技术,完全能够满足美国空军增加航程、降低燃油消耗的目标要求。

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激光粘接检验(Laser bond inspection,LBI)与粘接过程控制相结合能够显著促进并实现一级粘接复合材料结构件的技术转化。

复合材料结构,使用粘接剂连接,而非传统的铆钉或紧固件连接,因此,需要一种新的检测方法来验证复合材料连接的强度和安全性。

LBI是一种通过探测由高能脉冲激光激发的应力波来查验不合格连接的无损检测手段。

一个微小的连接缺陷将在脉冲探测时破裂,而一个合格的标准连接则将在脉冲激励后保持不变。不合格的粘接缺陷可能是由于胶粘剂混合不匀、表面处理不当或杂质造成的。

LBI是唯一一种可靠且成熟的评价复合材料结构粘接完整性、检测弱结合缺陷(两个表面能紧密接触,但没有正确结合的粘合线缺陷)的检测方法。

美国空军研究实验室(AFRL)材料和制造局结构组主管Andrea Heldrea表示:“这项技术成果凝聚了包括美国空军、波音公司、LSP技术公司以及主要的航空航天原设备制造商超过10年的通力合作和研究开发。然而,研究远没有结束。目前,研究主要是在多个典型飞机结构件和原型光纤传输系统中对该技术进行验证,以扩大其使用范围。”

该领域下一步的研究包括复合材料粘接一体化技术的数据分析。同时,需要通过测试来定义更多材料、厚度和连接设计,从而更好的将该技术平台推广到其他领域。另外,激光粘接检验单元也需要进行硬件升级,以提高生产条件下的可用性。

该技术与美国国防高级研究计划署的一个粘接过程控制研究项目都是在航空航天领域启用粘接复合材料结构件的关键步骤。

而要获得节省制造周期、扩大该技术应用机型范围的新方法则需面临更大的挑战。LBI使粘接复合材料结构件的应用成为可能,这是该领域技术在正确前进方向上迈出的一大步。

激光粘合检测可以增加航空航天制造业中复合材料的使用
Bonded复合材料机身结构提供了一个潜力,实现更实惠的制造和更有效的结构,最终实现空军增加航程和减少燃料消耗的目标。 ...
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