La qualité des surfaces à l'Institut Fraunhofer IFAM

Le collage, la peinture et le revêtement sont des étapes de travail qui sont utilisées dans toutes les branches de l'industrie - par exemple, la construction de matériel de transport, la construction de machines et d'installations ou l'industrie électrique, mais aussi la technologie médicale. Elles ne fonctionnent pas toujours sans problème : lors du prétraitement souvent nécessaire des surfaces des matériaux, des défauts peuvent apparaître qui, au départ, ne sont pas détectés.

Afin d'éviter les dommages qui en résultent, il est conseillé de contrôler en permanence la qualité de la surface dans le processus de fabrication.

Prétraitement important et difficile
Lorsque les joints collés échouent en raison d'une mauvaise adhérence, l'expérience montre que les surfaces contaminées en sont la cause dans environ 70 % des cas. Les défauts des peintures et des revêtements sont également souvent découverts après coup. La source du défaut est principalement le prétraitement des matériaux. Cela joue un rôle clé dans le processus global :

Seul le nettoyage et l'activation des surfaces garantissent, dans de nombreux cas, un collage, une peinture et un revêtement réussis. Les processus décisifs des prétraitements, parfois en plusieurs étapes, se déroulent dans la gamme de taille de quelques nanomètres. Jusqu'à présent, il n'a guère été possible de surveiller ces processus en continu.

L'assurance qualité n'a généralement été réalisée que par des essais destructifs sur des échantillons aléatoires après la réalisation du collage, de la peinture ou du revêtement. Les impuretés ou les prétraitements incomplets - par exemple, les empreintes digitales ou les activations incomplètes - sont souvent restés non détectés jusqu'à présent parce qu'ils ne sont pas visibles.

Outre les méthodes de test modernes pour l'assurance qualité intégrée à la production (en cours de réalisation), les spécialistes des sites de recherche de l'IFAM Fraunhofer développent également des solutions pour les domaines des tests, de la maintenance et des réparations accompagnant la production, ceci toujours à l'aide d'instruments de mesure manuels.

Contrôles de qualité permanents
Le domaine d'activité "technologie du collage" comprend, par exemple, le développement et la caractérisation d'adhésifs et de résines matricielles, la conception et la simulation de joints adhésifs, rivetés et hybrides en fonction des contraintes impliquées, ainsi que leur caractérisation, leurs essais et leur qualification. L'accent est également mis sur la planification et l'automatisation de la production industrielle de joints individuels.

Les chercheurs de l'Institut IFAM sont conscients de la difficulté : la base, mais aussi le défi complexe de l'assurance qualité optimale des processus de fabrication hautement sensibles ne peuvent être fournis que par la surveillance continue de l'état de surface. Cependant, cela est très difficile dans la production en cours. C'est pourquoi l'IFAM travaille sur des méthodes qui garantissent une détection fiable des défauts.

Le groupe "Assurance qualité des surfaces à l'Institut Fraunhofer pour les technologies de fabrication et les matériaux avancés IFAM" développe de nouvelles méthodes de pointe pour la surveillance permanente des surfaces dans le processus de production. À cette fin, des procédures sont en cours d'élaboration pour divers matériaux et applications qui permettent une inspection simple mais efficace des surfaces prétraitées "avant l'étape suivante du processus". Un point de vue central est la flexibilité de la solution technique respective. Cela permet d'intégrer la surveillance continue de l'état des surfaces des composants dans les processus de fabrication individuels du client.

Deux méthodes de contrôle utilisées à l'IFAM :

L'OSEE (Optically Stimulated Electron Emission), par exemple, exploite l'effet photoélectrique sur les surfaces pour détecter la contamination ou les revêtements. La méthode peut être utilisée sur des surfaces métalliques, mais aussi sur des surfaces en CFRP, par exemple pour détecter la contamination résiduelle due à la graisse sur des composants en aluminium coulé sous pression.

Un autre exemple est le test de mouillage par aérosol, qui peut être utilisé pour vérifier la qualité du prétraitement de surface sur une grande surface. Des systèmes d'acquisition d'images spécialement développés ainsi que des routines d'évaluation permettent des déclarations fiables et peuvent être intégrés de manière optimale dans les processus de production en cours.

L'accent sur l'inspection des surfaces
L'institut s'occupe de modifications de surface sur mesure. Actuellement, plus de 650 employés de 21 départements regroupent leur vaste savoir-faire technologique et scientifique dans sept compétences principales : Matériaux métalliques, matériaux polymères, technologie des surfaces, collage, mise en forme et matériaux fonctionnels, électromobilité, automatisation et numérisation.

Ces compétences de base - chacune en soi et en combinaison - sont à la base de la forte position de l'Institut sur le marché de la recherche et constituent la base de développements orientés vers l'avenir au profit de la société.

Les produits et les technologies s'adressent principalement aux industries qui revêtent une importance particulière pour la viabilité future : l'aviation, l'automobile, les technologies énergétiques, les technologies médicales et les sciences de la vie ainsi que les technologies maritimes. Toutefois, les solutions développées à l'institut sont également utilisées dans d'autres secteurs industriels tels que la construction de machines et d'installations, l'industrie électronique et électrotechnique, la construction navale et la construction de véhicules ferroviaires, ainsi que l'industrie de l'emballage et de la construction.

Dans les différents départements, le spectre d'application industrielle de nombreux matériaux est mis en évidence. La recherche sur l'adhésion et l'interface, par exemple, travaille sur la détection précoce des phénomènes de dégradation, la validation des tests de vieillissement et le contrôle de surface intégré aux processus, entre autres.

Le département "Adhesive Bonding Technology and Surfaces" est certifié selon la norme DIN EN ISO 9001, le laboratoire d'essai des matériaux et le laboratoire d'essai de corrosion sont également accrédités selon la norme DIN EN ISO / IEC 17025. Le Centre de technologie du collage est reconnu au niveau international comme un centre de qualification du personnel accrédité pour la formation continue dans la technologie du collage via le DVS-PersZert conformément à la norme DIN EN ISO / IEC 17024. Comme le Centre de compétence des plastiques de Brême, il est certifié selon l'AZWV.