À propos de la tomographie par ordinateur, des normes et du sport automobile

L'Institut de métrologie de production, de technologie des matériaux, d'optique et de photonique PWO de la NTB à Buchs est considéré comme un centre d'excellence suisse pour les techniques de mesure et de contrôle de précision des composants et systèmes mécaniques et optiques, orientées vers les applications et liées à la production. Dans les domaines susmentionnés, y compris le domaine émergent de la vision artificielle, l'institut mène des activités de recherche appliquée et de développement et fournit des services et des travaux contractuels pour des tiers. Tous les deux ans, la communauté nationale de métrologie se réunit à Buchs, en Suisse orientale. Cette année, la conférence s'est concentrée sur la métrologie dimensionnelle non destructive, à savoir la tomographie par ordinateur.

Le progrès technologique appelle de nouvelles normes
Mais d'abord, l'accent a été mis sur les normes et les lignes directrices. À la même occasion, en 2013, un rapport a été présenté sur les changements à venir de la norme ISO 21920-1 (Spécifications géométriques des produits) et leurs effets sur la métrologie des surfaces. Le professeur Jörg Seewig, de l'Université technique de Kaiserslautern, membre de la commission de normalisation de l'ISO responsable de cette modification, a donné un aperçu détaillé de l'état d'avancement des travaux et a souligné certaines des innovations que la norme de profil - qui devrait entrer en vigueur en 2020 - apportera avec elle. Essentiellement, il y aura un certain nombre de simplifications (par exemple, la définition de paramètres tels que Rz sera basée sur les pics et les creux du profil, ce qui entraînera une dispersion statistiquement plus faible) et de normalisations (il y aura des réglages par défaut pour de nombreux paramètres). À l'avenir, l'étalonnage des instruments de mesure sera axé sur la pratique, conformément à la norme ISO 25178.

Le Dr. Ing. habil Ulrich Neu schaefer-Rube de la Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB à Braunschweig s'est occupé de la norme ISO 10360 (précision des machines de mesure de coordonnées). Ici aussi, des adaptations aux nouveaux développements sont à prévoir ou sont déjà en cours. En particulier, les possibilités technologiques offertes par la tomographie par ordinateur pour la métrologie seront intégrées dans la révision (ISO 10260-11, en cours). Actuellement, les directives de la VDI/VDE (Association des ingénieurs allemands) continuent à fournir des informations pour la mise en œuvre de la norme dans la pratique.

Chances et limites de la tomographie par ordinateur
La deuxième session a traité spécifiquement de la tomographie assistée par ordinateur comme méthode de mesure dimensionnelle. Tout d'abord, le Dr Benja-min Bircher de Metas a présenté la fonction d'un tomographe informatique pour les applications industrielles. Les avantages de la tomographie par ordinateur sont évidents, en particulier pour la mesure de géométries internes et inaccessibles ou pour la mesure d'ensembles entiers, comme un mouvement de montre. Cependant, la densité de certains matériaux limite l'utilisation des rayons X, et le volume élevé de données - selon la résolution - doit également être pris en compte. La mesure classique des coordonnées est encore plus précise, et les normes pour l'utilisation industrielle de la tomographie assistée par ordinateur font (encore) défaut. Cependant, l'intérêt de l'industrie est croissant ; la tendance est aux systèmes de mesure en ligne, par exemple, afin de pouvoir effectuer des mesures directement sur les processus en cours.

Roger Eggenberger, de la société Units, a ensuite démontré les avantages concrets de la tomographie par ordinateur. Il a montré des exemples de la façon dont les comparaisons cible/réel peuvent être effectuées sur des composants en plastique grâce à la représentabilité 3D des images CT. L'évaluation des écarts peut ensuite être utilisée pour une correction d'outil, par exemple dans le moulage par injection. Avec l'aide d'un logiciel, les données de mesure CT peuvent également être utilisées pour la rétro-ingénierie ; les données CAO peuvent être dérivées directement d'une représentation 3D d'un composant.

Rolf Kaufmann de l'EMPA a parlé des limites de la tomographie par ordinateur. Il a notamment mentionné les problèmes qui peuvent survenir en relation avec les rayonnements diffus (à partir d'environ 150 kV). Il s'agit, par exemple, de motifs de rayures inquiétants ou de restrictions contraires. Comme solution possible, il a évoqué la correction des données de calcul, avec laquelle une image radiographique également "recalculée" peut être produite. Les expériences montrent la pertinence de cette méthode, mais aussi sa dépendance à l'égard du matériau. Selon le matériau, il peut également se produire un "durcissement du faisceau", causé par l'absorption des matériaux en fonction de l'énergie. Ce problème doit également être corrigé par calcul et en combinaison avec l'énergie correctement sélectionnée. Dans l'ensemble, il faut tenir compte du fait que la résolution, l'énergie des rayons X et la taille de l'échantillon sont en corrélation, selon la conclusion de la présentation.

Applications de mesure
dans l'industrie 4.0 - et dans les courses automobiles
La conférence de François Torner, ingénieur diplômé de l'Université technique de Kaiserslautern, a de nouveau porté sur les possibilités concrètes d'application de la tomographie assistée par ordinateur. Il a classé la méthode dans la technologie classique de mesure des coordonnées et a montré que la tomographie assistée par ordinateur peut être utilisée avec succès pour les mesures de microstructures et de rugosité. Toutefois, l'orateur a également souligné que d'autres expériences sont encore nécessaires, notamment pour les mesures de rugosité, car de telles mesures par tomodensitométrie sont encore difficiles, en particulier pour les grands composants.

Marco Boccadoro a ensuite présenté les défis métrologiques liés à Industry 4.0 - nous en avons déjà parlé en détail dans le numéro 9-2017. L'interaction optimale entre la technologie de mesure et l'apprentissage des machines signifie qu'à l'avenir, les processus de fabrication pourront fonctionner avec beaucoup moins d'intervention humaine, augmentant ainsi la fiabilité de la production, a été la conclusion de sa présentation.

Enfin, Hannes Gautschi, directeur du service après-vente de Toyota AG, a "emmené" le public dans le monde de l'automobile, et plus particulièrement dans celui de la course. Il a montré comment des paramètres essentiels peuvent être enregistrés sur le véhicule grâce à une technologie de mesure sophistiquée (mesure "embarquée"). L'analyse des données permet de déterminer les valeurs optimales, qui peuvent ensuite être responsables du succès de la course. Il a ainsi montré que les appareils de mesure peuvent faire la différence entre des centièmes de seconde.

Dans le cadre de l'exposition qui l'accompagnait, des spécialistes des techniques de mesure ont présenté des produits et des solutions pour un certain nombre de sujets abordés lors des conférences.
les domaines d'application mentionnés.