Test di durezza mobili efficaci per il controllo qualità delle compagnie aeree

I requisiti di sicurezza per i materiali utilizzati nella costruzione e nella revisione aerospaziale si stanno evolvendo

I requisiti di sicurezza dell'industria aerospaziale richiedono standard molto severi per i materiali utilizzati. Ciò include l'uso di compositi avanzati e leghe metalliche più leggere e più resistenti dei materiali tradizionali, nonché processi di collaudo e certificazione approfonditi.

Inoltre, l'uso della stampa 3D sta diventando sempre più popolare perché permette di produrre pezzi complessi con forme e geometrie speciali, difficili da ottenere con i metodi di produzione tradizionali.

Materiali come le fibre di carbonio, l'alluminio e le leghe di titanio costituiscono un pilastro importante nella costruzione di aerei in metallo leggero. Riducono il peso dei componenti del velivolo, garantendone al contempo la resistenza e la durata.

Rischi dei componenti leggeri per la costruzione di aerei

Nell'aviazione, i componenti sono esposti ai carichi più estremi. Il rischio principale associato ai componenti aeronautici leggeri è che non siano così resistenti e durevoli come i materiali tradizionali. Ciò potrebbe causare il cedimento dei componenti in volo, con conseguenze catastrofiche. Inoltre, i componenti leggeri possono essere più suscettibili ai danni causati da temperature estreme e forze elevate.

I componenti leggeri possono essere più costosi da produrre, con conseguente aumento dei costi di produzione degli aerei. I processi di produzione sono molto esigenti e riducono al minimo gli scarti anche per piccole serie di componenti.

Come si può limitare il rischio di guasto dei componenti con i metodi di controllo non distruttivi?

Per ridurre questi rischi, è importante che i componenti siano testati a fondo prima di essere utilizzati su un aereo.

I metodi di controllo non distruttivi (NDT) possono essere utilizzati per limitare il rischio di guasto dei componenti negli aeromobili con controlli al 100%. Questi metodi comprendono l'ispezione visiva, la radiografia, il controllo a correnti parassite, il controllo a ultrasuoni, il controllo delle particelle magnetiche e il controllo non distruttivo della durezza.

Questi test possono essere utilizzati per rilevare difetti e anomalie nei materiali e nei componenti che non sono visibili a occhio nudo e che si sono verificati, ad esempio, nel processo di produzione.
Inoltre, i test non distruttivi possono essere utilizzati per monitorare le condizioni dei componenti nel tempo. Ciò significa che i segni di usura che potrebbero portare a guasti vengono individuati precocemente.

Applicazioni comuni della misurazione della durezza mobile nell'aviazione

I durometri portatili sono ampiamente utilizzati nel settore aeronautico per testare la durezza dei materiali utilizzati nei componenti dell'aereo, come il carrello di atterraggio, il motore e la fusoliera. Ad esempio, i carrelli di atterraggio devono soddisfare o superare i requisiti di progettazione e gli standard di sicurezza specificati prima di essere approvati per l'uso su un aereo. In questo modo si garantisce che i componenti siano sufficientemente robusti da resistere ai rigori del volo. Il test viene utilizzato sia in fase di produzione che di manutenzione. I componenti da testare possono anche variare notevolmente in termini di dimensioni: dagli elementi più piccoli delle cerniere ai cerchioni delle ruote o agli elementi delle ali.

I durometri portatili possono essere utilizzati anche per testare la durezza di elementi di fissaggio come bulloni e viti utilizzati per fissare i componenti all'aeromobile, in combinazione con le prove di conducibilità per verificare le condizioni di trattamento termico su parti in alluminio e leghe speciali di acciaio ad alta resistenza per garantire che siano adatte all'uso nei componenti dell'aeromobile. Spesso è necessario misurare in rapida successione componenti con un'ampia varietà di proprietà elastiche. Inoltre, è vantaggioso che le impostazioni del dispositivo siano già memorizzate in anticipo, in modo da poterle richiamare facilmente per l'uso. Il design mobile consente anche un uso flessibile e versatile nel ricevimento merci.

Questo dimostra che l'impegno si estende dalla produzione di componenti alla manutenzione tecnica.

La misurazione della durezza mobile nell'aviazione deve soddisfare standard rigorosi

Gli elevati standard imposti alla misurazione mobile della durezza nell'aviazione includono la necessità di accuratezza, ripetibilità e affidabilità che devono essere mantenute per un lungo periodo. Il personale operativo conosce i materiali e l'attività di prova, così come tutte le funzioni del dispositivo di prova, per una calibrazione e un'applicazione ottimali con risultati verificabili. La misurazione mobile della durezza viene utilizzata per testare la durezza di componenti aeronautici che devono soddisfare determinati standard per essere approvati per l'uso negli aerei. Le specifiche di prova sono descritte in dettaglio nelle rispettive specifiche di prova.

Inoltre, la misurazione mobile della durezza deve essere utilizzata in luoghi inaccessibili per le applicazioni classiche. In questo modo, si possono gestire punti di misura difficilmente raggiungibili, oppure componenti molto grandi o non rimovibili, che vengono testati in un'ampia varietà di direzioni. Inoltre, si dovrebbe essere in grado di misurare un'ampia gamma di valori di durezza, dai materiali morbidi a quelli duri. Le classiche misurazioni in laboratorio vengono solitamente eseguite su pezzi di riferimento, i cui risultati vengono poi utilizzati per le prove mobili per convalidare il processo di prova.

Dopo tutto, la misurazione mobile della durezza deve poter essere effettuata in modo rapido ed efficiente, in modo da poter controllare i componenti in tempo utile per ridurre al minimo i tempi di manutenzione.

Metodi utili di misurazione della durezza mobile per l'aviazione

Il metodo di prova UCI (Ultrasonic Contact Impedance) si distingue come metodo. Valuta elettronicamente un'impronta della prova di durezza Vickers durante il carico in frazioni di secondo e la visualizza digitalmente. A causa delle dimensioni e della profondità ridotte dell'impronta, il processo è spesso considerato non distruttivo.

Il grande punto di forza della misurazione UCI rispetto alla misurazione ottica Vickers sui pezzi è il contatto completo con il materiale durante la determinazione della durezza Vickers. La misurazione delle lunghezze diagonali con il metodo ottico sta diventando sempre più difficile, soprattutto con tacche di misura più piccole (bassa forza di misura, elevata durezza).

La misurazione della durezza UCI può essere adattata con estrema precisione al compito di misurazione rispetto alla classica misurazione della durezza Vickers. Diventa il "braccio esteso" della classica tecnologia di misurazione da laboratorio nella produzione o nell'area di manutenzione. L'adattamento del dispositivo a materiali con un diverso modulo di elasticità (rame, alluminio, cromo, ecc.) è facilmente realizzabile attraverso una misurazione comparativa con una macchina di misura della durezza classica (HV, HRC, HB).

Dove si possono trovare queste soluzioni UCI per la misurazione della durezza mobile?

Con il SONODUR 3, FOERSTER offre un durometro UCI mobile che soddisfa le diverse esigenze di flessibilità d'uso con un elevato grado di precisione, ripetibilità e affidabilità. Il dispositivo può essere utilizzato con la più ampia gamma di sonde con forze di prova standard di 10 N, 30 N, 49 N e 98 N (sonde di misura manuali) e 1 N, 3 N e 8,6 N (sonde di misura a motore). Le classiche sonde di misura manuali sono disponibili con diversi design della punta della sonda per raggiungere punti di misura più profondi, come nei fori o nella base dei denti di una ruota dentata. Anche in presenza di elevati livelli di durezza, le sonde motorizzate garantiscono la massima riproducibilità dei valori misurati grazie all'applicazione uniforme della forza e al semplice utilizzo di speciali piedini per sonde su superfici piane e curve. Utilizzando un tubo di supporto in acciaio, è possibile misurare in modo affidabile anche i fianchi dei denti degli ingranaggi con piccole forze di prova. Le sonde a treppiede completano le soluzioni con la loro guida senza gioco delle sonde di misura portatili, che consente di ridurre al minimo la dipendenza dell'operatore grazie al loro funzionamento guidato.