你学得越多，越觉需要成长。
| 自从我们上次报道Ruckus Composites以来，这家碳纤维检测和维修公司以惊人的速度对其技术专业知识进行了扩展。从传统的45MG超声检测(UT)设备到高级相控阵(PA)OmniScan X3探伤仪，公司使用的检测设备经历了飞速发展。 在本次采访中，Ruckus Composites业主兼工程师Shawn Small分享了这一快速发展背后的故事。他还解释了我们向NDE开放文件格式的转型如何为Ruckus提供了实现另一次实质性飞跃的空间。仅仅掌握了一点编程知识，Shawn就能利用AI进行解决方案的创新和自定义，在材料科学研究领域开辟出一片新天地。点击这里阅读相关历程。 |
问：是什么促使Ruckus Composites首次尝试超声检测(UT)？
Shawn Small：大概在8、9年前，我开始研究复合材料的检测技术，想看看有什么可行的方法，最后我选择了超声波。当时，我们已经用过闪光热红外成像和激光剪切干涉法，也尝试了各种混合解决方案，但我想要更明确的解决方案。在我看来，超声波的确是目前一款可靠稳定的方法。
但那时我们的预算少得多，公司规模也小得多。45MG UT测厚仪是我们当时能负担得起的一款仪器，因此，它是一个很好的入门工具。我们现在还使用着这台仪器，还有一台38DLP测量仪器，相当于一个略微放大版的45MG UT。坦白说，它们的性能仍然很棒。它们简单易用，即点即拍，操作简单。您可以将其安装好，交给一个没有受过训练的人，他们就能迅速捕获所需的数据。
开箱后得到的只是一台测厚仪，但在增加了一些附加组件后，它就成了一台非常方便的检测机器。我们仍然可以使用这台仪器，您仍然可以用它来探测缺陷。尽管这样的仪器无法进行内容全面的探测，但您可以据此决定某个部件的去留，或做出“没错，这个部件损坏了”之类的判断。
问：是什么促使Ruckus选择购买OmniScan SX相控阵设备？
Shawn：我们知道自己需要更重型的设备，而且我们希望采用相控阵技术。我知道采用这种设备有很多好处。它增强了我们对研究结果的信心。这是其中一个让我们更加轻松的方面。您拍摄的元素越来越多，分辨率越来越高，就能真正开始了解复合材料结构发生了什么变化。
PA数据解读与UT波形数据
波形十分实用，如果您懂得如何读取波形，就可以从中获得一些优良数据。但是，了解波峰的宽度、高度和深度也需要大量努力和经验：这代表什么，或从结构上来看，它代表什么？将UT波形数据与相控阵系统进行比较，相控阵系统能为我们提供更科学、更基于研究的视角，让我们真正了解损伤模式。有了如此高的分辨率，我们就能更全面地了解我们正在观察的部件。此外，相控阵设备的扫描速度也比单晶探头快得多。
问：您为什么没有直接升级使用我们性能更好的PA仪器（OmniScan X3探伤仪）？
Shawn：在购买OmniScan SX之前，我们先试用了OmniScan X3探伤仪。如果时光可以倒流，坦白讲，我当时一定会购买X3。但它有点难操作，而且超出了我当时的预算。当时感觉有点像有无数的功能扑面而来，让我眼花缭乱。因此，SX是一个很好的入门之选。实际上，它现在仍然能够完成我们所需的95%的工作。它能捕获合格的相控阵数据，让我们获得普测视图，并完成我们需要的所有工作。只不过相对而言，它给人一种过时的感觉。但老实说，我还是很喜欢SX。它是一款小巧轻便的便携机器，因此存在很多优点。SX的使用率一直很高，我的员工也一直在使用它。
问：使用相控阵仪器对您的工作方式有什么改变？
Shawn：它也让我们得以涉足自动扫查领域。如今，我们制造了许多便携式自动化设备，我只需将其直接插入相控阵机箱（原先是SX，现在是X3），然后让其对所有这些大型C扫描进行拍摄，这真的很棒！这为自动扫查带来了巨大的机遇，因为它为我节省了大量时间。现在，我只需在机器上按下“开始”键，让机器连续扫描2个小时，然后回来获取C扫描数据。目前，我已经扫描了不知几万英里长的碳纤维管材。
问：您在复合材料检测中使用什么相控阵配置？
Shawn：我们使用一系列高频微型探头。我们扫描的所有对象都十分微小，小到让人心生烦躁。我们使用的最小探头是由你们以及传感器网络提供的5 mm*5 mm、拥有16个晶片的小型探头。
我们扫描的很多对象尺寸都只有1 ft*1 ft，或者0.5 m*0.5 m，表面很复杂，还有很多内圆角。因此，我们将其装入数控机床，然后自己制作所有延迟楔块，这些楔块经过雕刻和加工，可以被放入一些非常奇怪的位置。
我们主要使用10兆赫的探头来完成所有工作。看起来，更紧凑的晶片间距效果非常好。它为我们提供了观察复合材料中孔隙或孔洞所需的高分辨率数据。
问：临界点是什么？为什么Ruckus Composites决定要升级到OmniScan X3？
Shawn：升级的首要原因是NDE文件格式。OmniPC软件很好，能够完成其需要完成的工作。软件让上千位不同人员能够以通用的方式观察上千个不同的对象。将文件格式转换为.nde使我们能够用此前无法使用的方式进行研究和分析。我们希望进行所有分析，但对我们这样的公司而言，文件格式是一个障碍。我必须将文件导出到Excel，然后就被卡住了。Excel很好，但当您的阵列数据文件结构中存在很多层结构时，就无法使用Excel了。这阻碍了我们的发展。我们没有机会从自动化的角度进行更深入的分析。
因此，现在有了NDE文件格式，我们就可以编写自己的软件结构来进行批量自动分析。现在，当我对数英里长的管材进行自动扫描时，我不会查看管材。我只是让计算机进行查看。它会突出显示感兴趣区域，并进行事前和事后分析，换句话说，如果有难以分析的现象出现，它就会显示“嘿，这里是不是损坏了？”我只需加载两个文件，点击比较，它就会突出显示感兴趣区域。我不会说它的工作完美无缺，但至少在软件方面，这就是我们试图让它发挥作用的初衷。
问：使用.nde文件格式（HDP5和JSON）的编程语言来自定义数据分析的转型是否顺畅？
Shawn：在某些人群中，人们一直在使用这样的大型格式—在基于开源Linux的领域—人们看到这样的格式时会说“是的，这没问题。”他们不知道这些数据是什么意思，但只要打开数据并对其进行操作，他们就能在20分钟内创建并运行一些内容。而我在使用ChatGPT创建自己的软件时，它只需30秒钟就能生成一个分析软件草稿。
我让它“帮我分析这个数据集的这些部分”，它提供了足够合格的通用信息。因为归根结底，它只是数据分析，并且是关于能源的数值数据，只涉及能源的位置和地域性。它并非十全十美，但足以很好地发挥作用。我不会编写软件，但我可以让AI进行软件编写。
“我不会编写软件，但我可以让AI进行软件编写。”
问：您预计将如何利用这种新发现的灵活性来推进Ruckus Composites的目标？
Shawn：我们正在尝试利用它来扩展我们在维修领域的机遇，因为这一领域是复合材料行业最大的增长市场之一。基础设施维修是一个巨大的问题，特别是随着汽车工业也越来越多地采用复合材料。目前，所有人的探索都还只停留在表面。
汽车行业将在专家和机器方面产生巨大需求。也许是针对现场诊断方面的需求，也许是针对每个汽车修理厂的需求，我不确定。对我们而言，随着我们越来越多地涉足复合材料结构NDT这一专业领域，我们就像是在盯着水晶球，卜问自己未来会怎样。
我们的未来会怎样？我并不完全清楚，因为复合材料行业还处于成长期。整个行业还在努力摸索自己的发展方向，我们也会随机应变。材料科学的发展日新月异，因此我们将继续拓展我们在材料科学领域的能力。我真的很喜欢这个领域，也很喜欢去了解损伤发生的原因。
问：这种求知欲是否是您技术快速进步的驱动力？
Shawn：当您不断探索，不停地碰壁时，您就会想“好吧，我们需要试试另一种机器，看看它能告诉我什么。”如果您像我一样热爱学习，希望不断成长，这就是一个自然而然的过渡。
几年前，我们本可以止步于45 MG，选择原地踏步，告诉自己“这就是我们的工作。”但是，对于一个对世界感兴趣或对材料科学感兴趣的人而言，学习、成长真的很重要。OmniScan X3可以让我们看到未知的世界。
问：为什么通过您的研究探索复合材料的未知领域如此重要？
Shawn：我们热爱研究，而在某种程度上，复合材料处于新材料科学的前沿，并且一直处在前沿。我的意思是，复合材料已经存在了70年，但我们对其了解并不多。我们不知道符合材料的损伤模式是什么，也不知道从制造缺陷的角度来看，材料损伤时到底发生了什么。
无论从我们的绿色能源目标、基础设施目标来看，还是从航空航天或汽车领域的角度来看，复合材料都具有变革性。但是，我们还有很多东西需要学习，因此，有了这种文件格式，我们就能在某种程度上加深对材料的理解。能够进行更多侧重于研究的超声波分析，这将是材料科学界的巨大飞跃。我真心认为这种分析有机会让我们更深入地了解复合材料的报废模式，并打造一个更安全的美好明天。
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