Un regard traversant

Article du 27 septembre 2019 

Contrôle non destructif de l’intérieur de composants

Qu’il s’agisse d’une fracture osseuse à la jambe, d’un implant dentaire ou encore de douleurs au niveau de la colonne vertébrale : en médecine, le tomographe informatisé ou scanner, est souvent utilisé pour obtenir des images en coupe du corps humain. Cela facilite le diagnostic et le traitement. Le scanner est également employé dans le secteur de l’industrie. Il montre sans le détruire l’intérieur de composants, ce qui est à la fois avantageux en termes d’assurance qualité et de reconstruction de composants.

On le trouve généralement dans les cabinets médicaux et les hôpitaux : le scanner. Cet appareil ne permet néanmoins pas seulement d’analyser des os et des organes. Dans le secteur industriel également, il joue un rôle important. En effet, il permet de se faire une idée précise des structures intérieures de composants sans avoir à les démonter ni à les détruire.

Mesurer, analyser et reconstruire

L’une des principales utilisations est l’assurance qualité et la technique de mesure. Le scanner permet par exemple de déterminer la qualité de fonte de pièces moulées en aluminium et de contrôler la porosité. De plus, il est possible de calculer les dimensions géométriques des composants. Pour les pièces en plastique moulées par injection, il est également possible de détecter une éventuelle déformation. Aussi, des groupes de composants entiers peuvent être analysés afin d’évaluer, par exemple, si le ressort est bien monté ou si le joint est opérationnel.

Un autre domaine est la « rétro-ingénierie », où les composants sont reconstruits qui ne disposent pas d’un modèle CAO. Le scanner établit des données STL des composants. Le format STL décrit la surface des pièces analysées sous forme de triangles. Ceux-ci peuvent être utilisés dans la construction pour la création de nouveaux modèles CAO avec des géométries standard.

 Le format STL représente la surface de corps 3D à l’aide de triangles. Des modèles CAO de composants qui n’existent pas encore pour ces derniers peuvent être créés à partir des fichiers STL.
Le format STL représente la surface de corps 3D à l’aide de triangles. Des modèles CAO de composants qui n’existent pas encore pour ces derniers peuvent être créés à partir des fichiers STL.

Transparence totale grâce au scan

Le scanner effectue un grand nombre de clichés radio en 2D. Ensuite, le volume tridimensionnel est calculé sur l’ordinateur à partir des données. Cela permet d’éliminer des objets dérangeants (distorsions). Le volume obtenu avec cette technique est plus transparent par rapport au cliché radio superposé, et il peut être représenté couche par couche.

La source et le détecteur sont montés de manière fixe dans le scanner et seul l’objet à examiner est tourné à 360 degrés. Le support est un point crucial : il ne doit pas gêner les rayons X tout en maintenant fermement en place les composants. La mesure sera faussée au moindre déplacement du composant d’un micromètre.

Les composants analysés ont des dimensions très différentes, de quelques millimètres à plusieurs mètres. Le support doit être réglé exactement en conséquence pour que tout reste en place.
Les composants analysés ont des dimensions très différentes, de quelques millimètres à plusieurs mètres. Le support doit être réglé exactement en conséquence pour que tout reste en place.

Un autre défi : les composants sont souvent constitués de matériaux très différents. Dans le cas d’un mix de matériaux, comme pour une pièce en laiton avec un joint en caoutchouc, il faut un outil logiciel supplémentaire pour recalculer le volume et minimiser les objets dérangeants sur le cliché.

Le scanner utilisé par Festo

Chez Festo, le scanner est utilisé entre autres dans le processus de création de nouveautés. Avant leur production en série, de nouveaux composants ou modifications sont soumis à des analyses au scanner. On y détermine si les composants répondent aux propriétés et exigences de qualité requises. Par exemple, pour savoir si la qualité de fonte est correcte ou s’il faut procéder à une optimisation.

Un autre domaine d'application est l’analyse de composants défectueux. En présence d’une fuite, par exemple, celle-ci est recherchée à l’aide du scanner – peut-être que le couvercle en fonte est poreux ou que le joint en caoutchouc n'est pas positionné correctement. L’appareil est également employé pour les réclamations des clients. L’atout majeur dans ce cas : une analyse non destructrice des composants est possible et évite le démontage très fastidieux et irréparable du produit entier.