Echando un vistazo a los valores internos: inspección de fibra en terahercios

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La espectroscopia mediante ondas ultracortas en el rango de los terahercios es un método muy prometedor para el ensayo volumétrico en materiales no conductores. Se ha integrado por primera vez como tecnología adicional en un sistema multimodal de ensayos no destructivos (NDT) Accubot de Fill como parte del proyecto "Attic" de tres años con participación internacional dirigido por Eureka.

Los plásticos reforzados con fibra de vidrio (GFRP) y los materiales naturales renovables, como la madera y el corcho, se utilizan cada vez más en la construcción industrial ligera. Los daños invisibles a simple vista después de los procesos de formación y el procesamiento mecánico hacen que el control de calidad continuo de los componentes ligeros sea indispensable.

El proyecto Attic se ha centrado en el desarrollo de una solución de inspección, monitorización y perforación totalmente automatizada para compuestos de fibra de vidrio. Se utilizaron perfiladores láser de alta resolución para monitorear las herramientas de perforación compuestas para garantizar que el nivel de desgaste fuera aceptable antes de cada operación. Esto se ha combinado con técnicas de aprendizaje automático para optimizar los parámetros de procesamiento de herramientas, como las velocidades de perforación.

El monitoreo se incluyó como una parte automatizada del proceso, reduciendo la necesidad de interpretación del operador. Una vez que se perforaron los agujeros, se realizó una inspección del material original alrededor del agujero utilizando imágenes de terahercios.

La inspección confiable y precisa de compuestos gruesos de fibra de vidrio utilizando un método sin contacto es un cambio radical en el sector de END y una parte clave del proyecto Attic.

Los socios del proyecto son Far-UK, TWI, Brunel University London, Recendt and Fill.

Una técnica relativamente nueva para los ensayos volumétricos no destructivos (END) en materiales no conductores es la espectroscopia mediante ondas ultracortas en el espectro de los terahercios (THz-Imaging). Esta banda de frecuencia se extiende desde aprox. 100 GHz a 10 THz (0,05 - 3,0 mm de longitud de onda) y forma el límite entre las ondas de radio y de luz. THz-Imaging permite exámenes sin contacto de GFRP o piezas de madera sin ninguna precaución de seguridad especial. Además, se puede utilizar para examinar espumas o para determinar la calidad de soldadura de los termoplásticos.

Junto con los sistemas de producción para las industrias automotriz, aeronáutica, deportiva y de la construcción, Fill desarrolla y produce soluciones automatizadas para ensayos de materiales no destructivos. Además, la compañía ha desarrollado una solución con los robots Accubot de alta precisión que pueden operar tanto de forma independiente como conjunta sobre ejes lineales que se ejecutan en paralelo. Estos sistemas pueden realizar inspecciones con diferentes métodos. Un servoeje giratorio adicional en el punto central de la herramienta también permite probar componentes en áreas pequeñas y muy retorcidas.

Los posibles usos de la espectroscopia de terahercios para aplicaciones plásticas se han restringido previamente a operaciones de laboratorio. Fill participó en el proyecto Eureka Attic (Automated TeraherTz Imaging of Composites and tooling profiling) de tres años de duración para desarrollar un proceso automatizado basado en robots para la producción y posterior inspección de perforaciones en materiales compuestos reforzados con fibra de vidrio. Este proceso implica una inspección completamente automática del material alrededor del orificio de perforación en busca de defectos utilizando THz-Imaging. La integración de un espectrómetro THz en una brida de conector rápido Flex Change aseguró la rápida implementación de esta tecnología en un sistema de inspección basado en robot de Fill. El sistema flexible permite el uso de THz-Imaging para piezas compuestas de fibra, incluso si están contorsionadas o formadas libremente. Lo mismo se aplica a la inspección de las estructuras de soporte internas de piezas formadas complejas de producción aditiva.

"En el proyecto Attic, THz-Imaging alcanzó el nivel de preparación tecnológica (TRL) 5 como otra tecnología para nuestros sistemas NDT automáticos multimodales", explica Harald Sehrschön, líder del equipo de investigación y desarrollo de Fill. "La integración de la espectrometría THz-Imaging en sistemas NDT completamente automáticos permitiría un cambio en la metodología en las pruebas de componentes no destructivas automatizadas para muchos fabricantes. Sin embargo, todavía queda mucho por hacer antes de la aplicación en un proyecto de cliente".

(DNI:49051335)