【原】【原创资讯】日企将利用超声波无损检测对碳纤维机身缺陷结构进行评估

3月21日，总部位于日本东京都千代田区的柯尼卡美能达株式会社（Konica Minolta，以下简称“柯尼卡美能达”）公司官网发布消息，公司向日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）提交的“利用超声波无损检测技术对碳纤维增强塑料（CFRP）机身进行高效检查和维护”的研究提案已被接收，该项目主要目的在于利用无损检测技术对可重复使用火箭体的缺陷进行评估。

利用超声波检测到CFRP内部分层

此前，柯尼卡美能达向JAXA机构的《创新未来太空运输系统研究开发计划*第3次提案募集（RFP）》提交了研究提案，日前该提案被接受。后续，公司将与JAXA共同推进该项目的研究工作。

利用无损检测技术对CFRP机身进行高效检查和维护

研究背景：未来，可重复使用火箭发射有望更加频繁，这就需要对回收的火箭机身进行高效彻底地检查和再维护。目前，在飞机和火箭领域，通常会采用超声波等无损检测方法来评估碳纤维增强塑料（CFRP）机身的缺陷。

然而，对于这些大型结构来说，目前仅仅依靠超声波无损检测技术进行检测时，往往会既费时又费钱。因此，柯尼卡美能达提出未来需要一种高效的系统，通过利用摄像头和AI技术等外部信息的异常区域筛查技术与可视化检测到的异常区域的内部结构的超声波检查相结合。在本研究方案中，公司决定利用柯尼卡美能达的超声波检测技术，对保证结构完整性进行定量高效的无损检测技术的实用化开展研究。

技术方案：柯尼卡美能达的超声波检测技术是基于其医疗保健业务的超声波诊断设备。因开发超宽带高灵敏度线性探头和使用三重组织谐波成像的图像改进而获得第16届日本医学超声学会技术奖，高清图像清晰地显示了粗细为数十～数百微米左右的肌肉束和神经束的纤维结构，在整形外科和麻醉学领域受到高度评价。它还可以通过各种图像处理功能进行诊断、自动对测量进行必要调整的导航功能以及自动检测辅助功能。

目前公司正在积极研究如何将这种超声波技术用来解决未来的各种难题，而公司正在努力尝试利用超声波无损检测来帮助再利用和回收CFRP，目标是通过将自动化技术融入到实现高清图像的技术中，同时实现轻量化和紧凑化，从而提高超声波无损检测的效率。

碳纤维复合材料可视化检测技术

在本号去年9月撰写的文章《日企开发出碳纤维复合材料可视化检测技术，可观察复材内部纤维含量与取向》中对柯尼卡美能达公司开发的碳纤维复合材料可视化技术进行了介绍，柯尼卡美能达开发出一种利用Talbo-低干涉原理的X射线干涉成像设备——“XtraLINQ Talbot®”装置，它对碳纤维增强塑料的无损可视化研究做出了很大的贡献。

作为一款由柯尼卡美能达率先开发的利用了Talbot-低干涉的X射线成像装置，能够在短时间内、无损伤、大面积、高精度地提取CFRP内部的纤维状态，特别是在使用了非连续纤维的随机取向型的CFRP中，能够无损地获取局部的纤维含量、纤维分散及纤维取向等CFRP内部的信息，这些特性均与复合材料物理化学性质密切相关。此外，利用该装置还可以预测CFRP破坏行为的可能性，从而为CFRP的研究做出了巨大贡献。