Les nouvelles technologies sont le moteur du développement

L'une de ces technologies relativement nouvelles est la technologie térahertz (THz). Cette technologie est établie depuis longtemps, par exemple pour le contrôle des personnes dans les aéroports. Les systèmes térahertz y sont utilisés pour rechercher des armes ou des explosifs cachés. Dans l'industrie également, cette technologie est de plus en plus utilisée comme alternative aux ultrasons ou à la thermographie. Les ondes térahertz - leur longueur d'onde de 0,1 THz (100 GHz) à 10 THz se situe entre celle des micro-ondes et celle des infrarouges - peuvent pénétrer les mousses, les plastiques, mais aussi les céramiques et autres matériaux non conducteurs. Ils sont donc adaptés à l'étude des surfaces et des interfaces. Ils ignorent les cavités et permettent de mesurer en temps réel des épaisseurs de couches allant jusqu'à 500 mm. Par rapport à la technologie des rayons X, les ondes térahertz ont l'avantage de ne pas endommager le matériel biologique. La technologie THz ne convient pas à tous les matériaux conducteurs, c'est-à-dire aux métaux. Les structures de moins de 0,1 mm fixent également des limites à cette technologie. Et l'eau est également impénétrable pour les ondes térahertz. Les ondes térahertz sont générées soit par laser, soit de manière entièrement électronique.

Rendre les défauts de qualité visibles grâce aux ondes térahertz

Lors de la 10e exposition spéciale sur la technologie de mesure sans contact dans le cadre de Control 2014, organisée par l'alliance Fraunhofer Vision, la société Recendt GmbH de Linz (Autriche) a présenté un système de mesure couplé à des fibres. Il peut être utilisé pour effectuer à la fois des mesures spectroscopiques et des mesures de l'épaisseur totale du revêtement. Comme la tête de mesure et le système de mesure peuvent être séparés dans l'espace de plusieurs mètres, cela ouvre de nouvelles possibilités en termes d'agilité. Becker Photonik GmbH de Porta Westfalica (Allemagne) joue également la carte de la mobilité. Avec le système SynViewCompact, la société a présenté un scanner mobile 3-D terahertz lors de l'exposition spéciale. Les ondes sont générées entièrement électroniquement et non par la méthode relativement complexe utilisant des lasers. L'appareil peut être utilisé pour des essais non destructifs sur les plastiques et les céramiques, avec une profondeur de pénétration allant jusqu'à 100 mm, selon la fréquence et le matériau. Parmi les exemples concrets d'applications, on peut citer l'examen des soudures ou des collages en plastique.

Test des composants critiques

Les défauts des composants peuvent avoir des conséquences fatales. Il se produit sans cesse des accidents dont les causes sont à rechercher dans des matériaux défectueux. La fatigue des matériaux peut également avoir des conséquences graves, parfois catastrophiques. Un exemple en est l'accident de train à Eschede, en Allemagne, le 3 juin 1998, lorsqu'un train ICE a déraillé à 200 km/h à cause d'un pneu de roue cassé, tuant 101 passagers. Le test des composants dits "critiques" permet d'éviter de telles catastrophes. La méthode du test de résonance, par exemple, est utilisée ici. Ici, le bruit de structure, c'est-à-dire le son qui se propage dans un corps solide, est enregistré et les résonances des vibrations sont analysées. Les résultats mesurés peuvent ensuite être comparés aux valeurs de référence. Ces tests sont également effectués au cours du processus de production. Cependant, les variations de processus peuvent maintenant entraîner un changement dans les modèles de résonance. Ces variations doivent donc être compensées afin de pouvoir faire une distinction fiable entre les pseudo-défauts et les défauts réels. C'est exactement ce que fait le PCRT (Process Compensated Resonance Testing) de Quasar Europe. Cet appareil combine la spectroscopie ultrasonore par résonance (qui permet de faire des déclarations sur l'élasticité d'un corps) et le système breveté de reconnaissance des formes de vibration VIPR (qui permet de faire des déclarations sur les défauts qui entraînent des déficiences fonctionnelles). Selon le fabricant, un élément central est le module de tri. Il contient une définition des modèles de résonance des objets de test IO. Les modèles mesurés sont comparés avec ceux-ci afin que le tri en parties IO et NIO puisse avoir lieu pour les étapes de production suivantes.

Besoin d'optimisation chez les fournisseurs automobiles ?

Cette méthode d'essai fait l'objet d'une demande croissante de la part de l'industrie automobile. "Les principaux fournisseurs de niveau 1 ou de composants de l'industrie automobile sont des utilisateurs de Quasar", rapporte Thomas Köhler, ingénieur diplômé et directeur général de Hesselmann & Köhler Prozessautomation GmbH dans le Limbourg, qui distribue le RTCE Quasar. L'une des raisons en est la normalisation selon la norme ASTM E2534-10. Une autre raison, probablement plus importante, est à trouver dans les récentes vagues de rappels qui ont secoué l'industrie automobile. Selon Hesselmann & Köhler, cela augmente la pression pour équiper les bancs d'essai internes de procédés technologiquement plus sophistiqués. Les résultats des études du Center of Automotive Management (CAM) confirment également cette tendance. Dans de nombreux processus d'assurance qualité des fournisseurs automobiles, il est nécessaire de prendre des mesures d'optimisation.

Mesure sans contact des épaisseurs de couche

De nos jours, de nombreux produits sont mouillés ou revêtus de poudre. Une épaisseur de revêtement homogène et uniforme est une caractéristique de qualité. Winterthur Instruments AG a développé le CoatMaster pour la mesure sans contact des épaisseurs de revêtement. Cet appareil mesure l'épaisseur des revêtements humides, collants, pulvérulents et solides d'une épaisseur de 1 μm à 1 mm sans contact et de manière non destructive immédiatement après l'application. Quelle que soit la couleur du revêtement ou la forme et la matière du substrat, l'appareil fournit des résultats de test précis. Il fonctionne selon le principe de l'essai thermique des revêtements. Dans les essais thermiques de revêtement, le revêtement à tester est brièvement chauffé par exposition à la lumière, tandis que des capteurs infrarouges enregistrent la courbe de température de la surface qui en résulte. La température décroît avec une dynamique caractéristique qui dépend des propriétés thermiques du revêtement. Ainsi, les paramètres du revêtement tels que l'épaisseur du revêtement, mais aussi la porosité, la résistance thermique de la feuille, la conductivité thermique et la diffusivité thermique peuvent être déterminés rapidement et de manière reproductible. La nouvelle version de l'instrument visualise la plage de mesure au moyen de la technologie LED et propose désormais également un marquage en un seul point d'un diamètre compris entre 1 et 50 mm. L'épaisseur des couches peut être déterminée à une distance de 5 à 25 cm. Le dispositif peut également être utilisé en ligne pour le contrôle entièrement automatisé des systèmes de revêtement. La société J. Wagner GmbH de Markdorf, sur le lac de Constance, par exemple, a intégré le CoatMaster dans un système de revêtement par poudre et mesure l'épaisseur de la couche en ligne directement après l'application de la peinture.

Information et formation

Les exemples ci-dessus ne sont qu'une petite sélection des nombreuses applications des essais non destructifs avec traitement d'images. Les technologies sont en constante évolution et ouvrent de nouveaux champs d'application. Cela a été démontré lors de Control 2014, et une exposition spéciale sur la "technologie de mesure sans contact" est à nouveau prévue pour Control 2015 sous la direction de l'alliance Fraunhofer Vision. Il n'est pas toujours facile pour les nouveaux utilisateurs potentiels de décider si l'une des nouvelles technologies est adaptée à leur propre application. En outre, la plupart des systèmes de traitement de l'image ne sont pas des produits "prêts à l'emploi", mais plutôt des dispositifs développés spécifiquement pour l'application. Il est donc intéressant de se tenir au courant des innovations présentées par les fournisseurs.