Vědci z laboratoře CTLAB na CEITEC VUT otestovali pomocí nového průmyslového tomografu balistickou přilbu Bastion od amerického výrobce Ballistic Armor Co. Přístroj dokázal bez jediného zásahu zobrazit její vnitřní strukturu, včetně jednotlivých ochranných vrstev, a ověřit, že nejsou přítomny výrobní vady. Výsledek potvrzuje potenciál této technologie pro kontrolu kvality a vývoj ochranných prostředků v obranném průmyslu.
Výpočetní tomografie je zobrazovací metoda, která se dnes běžně používá ve zdravotnictví. Přístroj dokáže díky rentgenovému záření vytvořit 2D řezy, nebo 3D objekty lidských orgánů. Lékaři tak mohou bez použití skalpelu nahlédnout do vnitřku těla a vyčíst změny ve struktuře sledovaných tkání. Na stejném principu pracují i průmyslové CT skenery v laboratoři CTLAB CEITEC, oproti medicínským přístrojům však pracují s výrazně vyšší intenzitou rentgenového záření. To vědcům umožňuje prosvítit větší a složitější objekty s vyšší přesností bez porušení jejich celku, tedy nedestruktivně.
Průmyslový tomograf Waygate Technologies phoenix v|tome|x L450, který do laboratoře přibyl teprve na sklonku loňského roku, je ale ve vědeckém prostředí zcela unikátní. Je totiž daleko větší a výkonnější, což znamená, že přístroj dokáže prozářit například objekt z oceli o celkové tloušťce až 7 cm při rozlišení v řádu desítek mikrometrů (tisícin milimetru).
„Věděli jsme, že díky svým parametrům dokáže tento přístroj analyzovat i velmi složité kompozitní materiály. Proto jsme jej podrobili náročné zkoušce v podobě balistické přilby Bastion od společnosti Ballistic Armor Co.," vysvětluje Tomáš Zikmund z Laboratoře rentgenové počítačové mikro- a nano-tomografie na CEITEC VUT (CTLAB CEITEC) s tím, že přilba je určena pro ochranu proti pistolovým nábojům.
Vyrobena je z aramidových vláken, která jsou známější pod názvem kevlar. Aramid se běžně používá pro svou vysokou odolnost, pevnost a nízkou hmotnost například při výrobě balistického vojenského vybavení nebo v leteckém průmyslu. Ve spojení s dalšími látkami, které přilbu tvoří, vzniká složitá vnitřní struktura, do níž dokážou nahlédnout jen nejvýkonnější CT přístroje.
CT pomáhá při kontrole kvality bez poškození výrobku
Přilbu Bastion vědci v rámci zkoušky vystavili rentgenovému záření po dobu několika hodin. Výsledkem byl detailní trojrozměrný model její vnitřní struktury, který zachytil jednotlivé balistické vrstvy i měkké výplňové materiály, aniž by bylo nutné ji rozřezat. Analýza zároveň neodhalila žádné výrobní vady. „Výsledky takových nedestruktivních testů přispívají k lepšímu porozumění konstrukci ochranných prostředků a pomáhají výrobcům udržovat ten nejvyšší standard kvality a bezpečnosti," říká k provedené studii Anna Smith, ředitelka obchodního rozvoje společnosti Ballistic Armor Co.
Nedestruktivní CT analýza však nenahrazuje standardní balistické zkoušky, které jsou i nadále nezbytné pro ověření skutečné balistické odolnosti výrobků podle příslušných norem. Technologie představuje především účinný nástroj pro průběžnou kontrolu kvality výroby, ověřování konzistence výrobního procesu a pravidelné audity již ověřených výrobků.
Podle Tomáše Zikmunda představuje úspěšný test další důležitý krok v ověřování možností nového CT systému v obranném průmyslu. Na jaře letošního roku vědci demonstrovali jeho schopnosti například na airsoftové pušce, u níž nedestruktivně kontrolovali správné usazení mechanických součástí, kabeláže i případný výskyt pórů a mikrotrhlin v použitých materiálech.
Tyto zkoušky ukázaly, že průmyslová tomografie má své významné místo i v obranném sektoru. V řadě případů může doplnit některé destruktivní metody kontroly kvality používané během výroby, aniž by bylo nutné výrobek rozebrat nebo poškodit. Moderní CT technologie umožňuje provést hloubkovou inspekci zcela nedestruktivně, a navíc s obrovskou přesností. Nenahrazuje však standardní balistické zkoušky, které zůstávají jedinou metodou pro ověření požadované úrovně balistické odolnosti.
„Rádi bychom nyní ještě více propojovali vědu, vývoj a obranný průmysl. Jsme přesvědčeni, že naše technologie může firmám pomoci nejen při zvyšování kvality výroby, ale také při získávání nových poznatků o chování materiálů a konstrukčních řešení používaných v ochranných prostředcích," uzavírá Tomáš Zikmund.
Kristina Blűmelová