(1)基于超聲穿透法的復(fù)合材料數(shù)字化、自動化無損檢測技術(shù)。

      利用入射聲波在穿過復(fù)合材料時能量的衰減變化進行缺陷識別與檢測，西方比較青睞這種檢測方法，超聲換能器分別安裝在2個對稱的多軸掃描機構(gòu)上，在數(shù)控系統(tǒng)作用下，通過運動編程控制，使2個探頭對被檢測復(fù)合材料構(gòu)件進行自動掃描檢測。采用穿透法檢測時，對超聲換能器和儀器的分辨率和檢測盲區(qū)要求相對較低，但需要有很好的同步與掃描控制技術(shù)。

與超聲反射法相比，其主要技術(shù)特點還有：

·超聲換能器需要從兩側(cè)接近工件;

·超聲換能器同步控制和型面跟蹤復(fù)雜;

       ·對于復(fù)雜的零件，通常只能采用單通道工作;

·檢測效率不高;

·技術(shù)成本高。

(2)基于超聲反射法的復(fù)合材料數(shù)字化、自動化無損檢測技術(shù)。

利用入射聲波在復(fù)合材料中傳播產(chǎn)生的反射信息進行缺陷識別與評估，歐洲比較青睞這種檢測方法，超聲換能器安裝在一多軸掃描機構(gòu)上，通過運動編程，換能器在數(shù)控系統(tǒng)作用下，對被檢測復(fù)合材料構(gòu)件進行自動掃描檢測。通常復(fù)合材料單個鋪層厚度約0.13m m，因此采用反射法檢測時對超聲換能器和儀器的分辨率和檢測盲區(qū)要求較高，但不需要有同步掃描機構(gòu)，檢測靈敏度比穿透法高。與超聲穿透法相比，其主要技術(shù)特點還有：

·超聲換能器只需要從一側(cè)接近被檢測工件;

·超聲換能器型面跟蹤要求高;

·可實現(xiàn)多通道檢測;

·檢測效率高;

·技術(shù)成本較低。

不論采用哪種數(shù)字化、自動化超聲檢測方法，都需要有很好的型面跟蹤技術(shù)、信號處理技術(shù)和超聲系統(tǒng)綜合技術(shù)。特別是針對大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，目前國際上采用的掃描方法主要有3種：示教、基于零件的CAD模型和測量仿形。但實際檢測應(yīng)用情況都不理想：示教和仿形的方法效率太低，被檢測零件的CAD模型到了復(fù)合材料檢測工序，已經(jīng)不適用。所以，尋找新的快速適用的掃描方法是解決復(fù)合材料構(gòu)件數(shù)字化、自動化檢測的當(dāng)務(wù)之急。近年來北京航空制造工程研究所一直在開展這方面的新技術(shù)研究，正在研究一種基于被檢測復(fù)合材料零件自由型面的跟蹤掃描技術(shù)，以解決7500mm×6000mm以上大型復(fù)合材料構(gòu)件的超聲數(shù)字化、自動化高效無損檢測，目前已完成技術(shù)方案試驗，進入系統(tǒng)設(shè)計制造階段。

北京航空制造工程研究所是國內(nèi)最早從事復(fù)合材料無損檢測的專業(yè) 研究 所，早 在 20世紀(jì)70年末80年代初，就開始了復(fù)合材料無損檢測技術(shù)研究，針對復(fù)合材料特點，先后提出并成功研究了高分辨率RF超聲檢測技術(shù)、缺陷識別方法、檢測儀器、微盲區(qū)換能器、缺陷成像方法、自動掃描成像檢測設(shè)備等，形成了獨特的復(fù)合材料檢測技術(shù)體系，一直在國內(nèi)復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮主要作用。如研制了FJ系列高分辨率無盲區(qū)超聲換能器、復(fù)合材料系列超聲檢測儀器、CUS-21復(fù)合材料構(gòu)件復(fù)雜部位超聲檢測系統(tǒng)、CUS-22超聲自適應(yīng)檢測設(shè)備、MUI-21 大型復(fù)合材料結(jié)構(gòu)超聲自動檢測技術(shù)設(shè)備、CUS-2F復(fù)合材料纏繞超聲自動檢測技術(shù)設(shè)備等，為國內(nèi)復(fù)合材料研究和工業(yè)應(yīng)用部門提供了強有力的技術(shù)支持和支撐，在航空型號研制和生產(chǎn)中一直在發(fā)揮重要作用。特別是正在研制的 UltraScan 9000復(fù)合材料數(shù)字化、自動化超聲自動掃描檢測系統(tǒng)，多達20檢測通道，采用獨特的自動跟蹤掃描技術(shù)，可以適應(yīng)7500mm×6000mm以上規(guī)格的復(fù)合材料構(gòu)件的自動掃描檢測。

采用這種數(shù)字化、自動化超聲檢測技術(shù)，可以通過直觀的圖像方式再現(xiàn)被檢測復(fù)合材料結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的詳細分布和整個結(jié)構(gòu)的內(nèi)部質(zhì)量情況，進行缺陷的量化評估。

對復(fù)合材料數(shù)字化、自動化無損檢測發(fā)展的思考

復(fù)合材料數(shù)字化、自動化無損檢測是一個與復(fù)合材料及其制造工藝密切相關(guān)的專業(yè)技術(shù)，其發(fā)展和應(yīng)用必須緊密結(jié)合自身的復(fù)合材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計與制造、應(yīng)用等特點進行合理規(guī)劃，例如Boeing 和Airbus公司一直結(jié)合自身的復(fù)合材料研發(fā)計劃和生產(chǎn)任務(wù)，在開展復(fù)合材料數(shù)字化、自動化無損檢測技術(shù)的研究和應(yīng)用。特別是基于設(shè)備的復(fù)合材料數(shù)字化、自動化無損檢測，針對性更強，去過Boeing和Airbus公司參觀的人都能感覺到在復(fù)合材料數(shù)字化、自動化無損檢測方面，他們具有明顯的不同特點和技術(shù)思路。復(fù)合材料數(shù)字化、自動化無損檢測技術(shù)的關(guān)鍵是需要有十分強大的技術(shù)支持的特殊專業(yè)設(shè)備，集無損檢測、傳感器、儀器、信號處理、掃描控制、成像以及計算機、機械、電器、數(shù)控等多專業(yè)、多學(xué)科于一體，專業(yè)性極強，屬于特殊的個例技術(shù)設(shè)計應(yīng)用，必須結(jié)合復(fù)合材料、工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計制造等進行專門的設(shè)計。Boeing和 Airbus公司都花費巨資，進行了長時間的持續(xù)研發(fā)和技術(shù)積累，才有今天的技術(shù)規(guī)模。

我國在這方面幾十年的簡單引進案例反復(fù)表明，要從根本上解決復(fù)合材料數(shù)字化、自動化無損檢測，僅單純或機械地引進一兩臺檢測設(shè)備，遠不能從根本上解決復(fù)合材料結(jié)構(gòu)數(shù)字化、自動化無損檢測。

一方面，目前我國每年都要花費大量資金從國外購買一些不太適合自身型號研制和生產(chǎn)特點的檢測設(shè)備，而且這些檢測設(shè)備的引進又大多缺乏技術(shù)依托和配套技術(shù)支持，缺少應(yīng)用開發(fā)和相關(guān)技術(shù)配套，因此難以形成有效的生產(chǎn)能力。另一方面，在型號研制和生產(chǎn)中又急需無損檢測技術(shù)設(shè)備來確保裝機結(jié)構(gòu)件的質(zhì)量，幫助穩(wěn)定工藝，為材料研究提供評價手段，為設(shè)計應(yīng)用反饋信息，保證復(fù)合材料結(jié)構(gòu)研制和型號生產(chǎn)過程中裝機件質(zhì)量。

因此，今后的發(fā)展規(guī)劃與思路，應(yīng)立足自我，充分利用國際技術(shù)平臺，根據(jù)自身型號批量生產(chǎn)和復(fù)合材料裝機應(yīng)用特點，利用有效的資金，開發(fā)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)數(shù)字化、自動化無損檢測技術(shù)裝備，建立適合自身技術(shù)特點的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)數(shù)字化、自動化無損檢測技術(shù)體系和平臺，增強可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)內(nèi)涵。