Para as empresas que trabalham com materiais compostos de uso em massa, a inspeção é um fator decisivo para alcançar os elevados padrões de qualidade dos seus produtos. Sobretudo porque devem garantir a integridade e segurança desses materiais que depois serão utilizados em diversas indústrias. No entanto, não podemos esquecer o fator económico: para manter a competitividade, os processos devem ser realizados ao menor custo possível sem comprometer a eficácia. Fica a saber porque é que a tecnologia Laser Shearography parece ser a solução para este problema.

O que é a tecnologia Laser Shearography

 Um sistema de ensaios não destrutivos (NDT) é um conjunto de técnicas que permitem inspecionar um material sem afetar as suas propriedades físicas, químicas ou dimensionais e proporcionar resultados fidedignos no que se refere à inspeção e deteção de defeitos. A Laser Shearography é um exemplo destas tecnologias, e uma das mais eficientes, que é utilizada para revelar defeitos sob a superfície de estruturas. 

Esta tecnologia baseia-se no princípio de Interferometria de padrão estocástico e é aplicada no controlo da qualidade de polímeros (materiais compostos) utilizados no fabrico de produtos de uso em massa noutras indústrias, por exemplo, a indústria aeroespacial, a indústria marítima ou a indústria da produção de pás eólicas.

Através da aplicação de uma carga, utilizando uma excitação térmica, de vácuo parcial, de vácuo ambiente ou de vibração mecânica, a uma estrutura, um sensor de Laser Shearography (como o FlawExplorer ou o FLawScout) pode observar a flexão (mínima) da superfície na forma de um campo de deformação fora do plano e visualizar a medição na forma de um mapa de fase. Uma vez que o sensor é sensível às alterações na interferência da luz laser, a capacidade que o sensor tem para detetar a flexão situa-se na gama submicrobiana.

Esta técnica consegue detetar defeitos que outros métodos de NDT não conseguem detetar, por exemplo Node Bond Splits em Honeycombs, Ply Wrinkling em Laminates (& Overwraps) e Kissing Bonds. Todos estes defeitos devem ser submetidos a uma tensão ativa para possibilitar a sua deteção.

Como funciona a Técnica LS

 Este sistema consiste num sensor de medição avançado (FlawExplorer ou FlawScout) associado a um sistema de excitação (lâmpadas térmicas de calor).

Laser Shearography - introduction
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Quando é aplicada uma carga ou tensão a uma superfície, esta deforma-se mais do que o material principal já que os defeitos isolados provocam uma pressão localizada na estrutura. Quando a forma da superfície muda (isto é, quando o objeto é submetido a uma carga), o padrão estocástico também muda.

A Laser Shearography mede simplesmente a mudança do padrão estocástico através da subtração de imagens entre os dois estados de carga.

 Este sistema observa a superfície da estrutura e não penetra a amostra propriamente dita. Os defeitos abaixo da superfície estão localizados de acordo com a forma como afetam o campo de deformação (flexão). As medidas registadas antes e depois do carregamento são visualizadas num Phase Map (2D-shearogram).

O Phase Map é construído através da aquisição de múltiplas passagens de imagens discretas, que são captadas pelo phase-shifter e calculadas pelo algoritmo de imagem SW. O Phase Map gera uma imagem temporal e filtrada, isolada do ruído do ambiente.

Vantagens de Laser Shearography

 As vantagens económicas da utilização da Laser Shearography incluem: elevadas taxas de inspeção (isto é, m2/seg.), tempo de preparação da amostra reduzido, automatização simples, e aprovação e reconhecimento formal da técnica NDT. Além disso:

  • É altamente portátil, fácil de instalar e fica pronto para funcionar numa questão de segundos
  • Desenho compacto e robusto com díodos laser de classe 3R para utilização “in situ” e sobre o terreno
  • Inspeção eficiente de grandes áreas com rápida localização e caracterização de defeitos
  • Visualização da informação estrutural dos materiais compostos.
  • Os Phase Map em tempo real melhorados permitem fazer a deteção de defeitos em tempo real sem a necessidade de qualquer tipo de processamento posterior. Permite aos utilizadores assinalar diretamente os defeitos nas amostras inspecionadas
  • A filtragem avançada de imagens produz resultados claros e inequívocos
  • Funções avançadas de elaboração de relatórios personalizáveis
  • Módulos opcionais: interfaces de carga térmica, de vácuo ou de vibração e automatização de robôs.

Aplicações

 Exemplo de aplicação numa verificação da estrutura num Aluminium Honeycomb.

laser shearography
Laser Shearography

Nacelle/Cowling – Aramid Honeycomb