내부 값 살펴보기: 광섬유의 테라헤르츠 검사

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테라헤르츠 범위의 초단파를 사용한 분광학은 비전도성 재료의 체적 테스트에 매우 유망한 방법입니다. 이는 Eureka가 운영하는 국제적 참여와 함께 3년간 진행된 "Attic" 프로젝트의 일환으로 Fill의 다중 모드 Accubot 비파괴 테스트(NDT) 시스템에 추가 기술로 처음으로 통합되었습니다.

유리섬유 강화 플라스틱(GFRP)과 목재, 코르크 등 재생 가능한 천연 소재는 산업용 경량 건축에 점점 더 널리 사용되고 있습니다. 성형 공정 및 기계 가공 후 육안으로 보이지 않는 손상으로 인해 경량 부품의 지속적인 품질 관리가 필수입니다.

Attic 프로젝트는 유리 섬유 복합재에 대한 완전 자동화된 드릴링, 모니터링 및 검사 솔루션 개발에 중점을 두었습니다. 각 작업 전에 마모 수준이 허용 가능한 수준인지 확인하기 위해 고해상도 레이저 프로파일러를 사용하여 복합 드릴링 도구를 모니터링했습니다. 이는 드릴링 속도와 같은 도구 처리 매개변수를 최적화하기 위해 기계 학습 기술과 결합되었습니다.

모니터링은 프로세스의 자동화된 부분으로 포함되어 작업자 해석의 필요성을 줄였습니다. 구멍을 뚫은 후 테라헤르츠 이미징을 사용하여 구멍 주변의 모재 검사를 수행했습니다.

비접촉식 방법을 사용하여 두꺼운 유리 섬유 복합재를 안정적이고 정확하게 검사하는 것은 NDT 부문의 단계적 변화이자 Attic 프로젝트의 핵심 부분입니다.

프로젝트 파트너는 Far-UK, TWI, Brunel University London, Recendt 및 Fill입니다.

비전도성 재료의 체적 비파괴 검사(NDT)를 위한 상대적으로 새로운 기술 중 하나는 테라헤르츠 스펙트럼의 초단파를 사용한 분광학(THz-Imaging)입니다. 이 주파수 대역은 대략적으로 확장됩니다. 100 GHz ~ 10 THz(0.05 ~ 3.0 mm 파장)이며 전파와 광파 사이의 경계를 형성합니다. THz-Imaging을 사용하면 특별한 안전 예방 조치 없이 GFRP 또는 목재 부품을 비접촉식으로 검사할 수 있습니다. 또한 폼을 검사하거나 열가소성 수지의 용접 품질을 결정하는 데에도 사용할 수 있습니다.

Fill은 자동차, 항공, 스포츠 및 건설 산업을 위한 생산 시스템과 함께 비파괴 재료 테스트를 위한 자동화된 솔루션을 개발하고 생산합니다. 또한, 회사는 평행하게 움직이는 선형 축에서 독립적으로 그리고 공동으로 작동할 수 있는 고정밀 Accubot 로봇을 사용하여 솔루션을 개발했습니다. 이러한 시스템은 다양한 방법으로 검사를 수행할 수 있습니다. 도구 중심점에 추가 회전 서보 축을 사용하면 작고 심하게 뒤틀린 영역에서 부품 테스트를 수행할 수도 있습니다.

플라스틱 응용을 위한 테라헤르츠 분광학의 사용 가능성은 이전에는 실험실 작업으로 제한되었습니다. Fill은 유리 섬유 강화 복합재의 드릴 구멍에 대한 생산 및 후속 검사를 위한 로봇 기반 자동화 프로세스를 개발하기 위해 3년 동안 진행된 Attic(복합재 자동 TeraherTz 이미징 및 툴링 프로파일링) Eureka 프로젝트에 참여했습니다. 이 프로세스에는 THz-Imaging을 사용하여 드릴 구멍 주변의 재료에 결함이 있는지 완전 자동 검사하는 작업이 포함됩니다. Flex Change 퀵 커넥터 플랜지에 THz 분광계를 통합하면 Fill의 로봇 기반 검사 시스템에서 이 기술을 신속하게 구현할 수 있습니다. 유연한 시스템을 통해 섬유 복합 부품이 뒤틀리거나 자유롭게 형성되는 경우에도 THz 이미징을 사용할 수 있습니다. 적층 생산으로 인해 복잡하게 형성된 부품의 내부 지지 구조를 검사하는 경우에도 마찬가지입니다.

Fill의 연구 개발 팀 리더인 Harald Sehrschön은 "Attic 프로젝트에서 THz-Imaging은 다중 모드 자동 NDT 시스템을 위한 또 다른 기술로 기술 준비 수준(TRL) 5를 달성했습니다."라고 설명합니다. "완전 자동 NDT 시스템에 THz 이미징 분광법을 통합하면 많은 제조업체의 자동화된 비파괴 부품 테스트 방법론을 변경할 수 있습니다. 그러나 고객 프로젝트에 적용하기 전에 아직 해야 할 일이 많습니다."