Temoignage client

Métrologie 3D et Intelligence Artificielle (IA) assurent la fiabilité des technologies de transmission

Pour la mise en œuvre de son nouveau procédé de nettoyage laser, Vitesco Technologies, anciennement Continental Division Powertrain, était à la recherche d'un système de métrologie permettant de contrôler les performances et la qualité du traitement laser en production série. L'équipementier automobile l'a obtenu grâce à un système de mesure 3D Bruker alicona. Outre la mesure de la topographie 3D, ce système offre un nouveau logiciel de classification. Basé sur l'IA, le logiciel détecte automatiquement les surfaces conformes et non conformes.

Hermann Hämmerl, Ingénieur Méthodes Senior, Technologies de Nettoyage et Propreté Technique

Hermann Hämmerl, 
Hermann Hämmerl, Ingénieur Méthodes Senior, Technologies de Nettoyage et Propreté Technique

était responsable de la mise en œuvre d'un nouveau procédé de nettoyage laser destiné à préparer les surfaces de pièces obtenues par fonderie sous pression pour leur collage ultérieur sur le boîtier électronique d'un capteur de gaz d'échappement NOx. La surface produite par laser a une influence sur la durabilité du collage, et la technologie de mesure 3D est destinée à garantir le fonctionnement à long terme du capteur dans le cadre de l'exploitation du véhicule.

Le cœur de chaque véhicule réside dans son système de transmission

La société Vitesco Technologies, spécialisée dans la production de technologies de transmission modernes pour une mobilité propre et durable, en est le symbole. La société met en œuvre des technologies optimisées qui contribuent à la réduction des émissions d'azote (NOx), entre autres par des solutions intelligentes de post-traitement des gaz d'échappement. Cela inclut également le développement de capteurs de gaz d'échappement NOx, qui passent parfois par des étapes critiques dans le processus de production. Une étape critique du processus est l'application de technologies de nettoyage modernes au cours de laquelle une surface est traitée, par exemple au moyen d'un rayonnement laser pulsé, et ainsi préparée en vue des étapes suivantes. La ‘propreté technique et les technologies de nettoyage’ sont le domaine d'expertise de Hermann Hämmerl, Ingénieur Méthodes Senior du Département Méthodes Centrales de la Business Unit Capteurs & Actionneurs (Regensburg, Allemagne). Il coordonne le développement des procédés pour les nouvelles technologies jusqu'à leur introduction dans le réseau mondial d'usines du fournisseur automobile allemand. Cela inclut également « la recherche de méthodes permettant de vérifier les résultats des nouveaux procédés », explique-t-il.

 Bruker Alicona rugosité des surfaces des pièces de fonderie traitées au laser est si unique qu'elle ne peut être quantifiée de manière adéquate par les méthodes conventionnelles 2D (sur profils)

La rugosité des surfaces des pièces de fonderie traitées au laser est si unique qu'elle ne peut être quantifiée de manière adéquate par les méthodes conventionnelles 2D (sur profils)

La métrologie 3D optique garantit le fonctionnement à long terme des capteurs automobiles

Dans ce cas précis, Hermann Hämmerl était responsable de la mise en œuvre d'un nouveau procédé de nettoyage laser destiné à préparer les surfaces de pièces obtenues par fonderie sous pression pour leur collage ultérieur sur le boîtier électronique d'un capteur de gaz d'échappement NOx. La surface produite par laser a une influence sur la durabilité du collage, et la technologie de mesure 3D est destinée à garantir le fonctionnement à long terme du capteur dans le cadre de l'exploitation du véhicule.

 

La mesure 3D permet de mesurer les profondeurs en 3D et d'utiliser un logiciel de tri des surfaces

Néanmoins, un obstacle a dû être surmonté lors de la recherche de la bonne technologie de mesure. Comme il s'agissait d'un procédé nouvellement introduit, on ne connaissait aucune méthode de mesure ou d'analyse appropriée qui aurait pu être utilisée en production. Ils ont finalement trouvé la solution qu'ils cherchaient dans un système de mesure 3D de Bruker alicona qui, en plus de la mesure de profondeur 3D, dispose d'un logiciel de classification des surfaces qui distingue automatiquement les surfaces conformes et non conformes.

Capteur de gaz d'échappement NOx.

Capteur de gaz d'échappement NOx. L'état de surface de la pièce de fonderie sous pression traitée par laser a une influence décisive sur la résistance de sa fixation au boîtier électronique. (Source : ©Vitesco Technologies)

Détection des moindres variations de rugosité de surface de la pièce de fonderie sous pression traitée au laser

Même des fluctuations minimes dans le traitement laser, entraînent de faibles modifications de qualité de l'ordre du micron, à la surface des pièces de fonderie sous pression. Celles-ci peuvent tout d'abord avoir une influence déterminante sur la durabilité du collage. Lors de l'évaluation de divers appareils de mesure, une grande importance a donc été accordée à leur capacité à détecter des différences de rugosité, même minimes. Ainsi, il est possible de déterminer si les tolérances spécifiées sont respectées même en cas de modification du procédé. Les méthodes conventionnelles basées sur le profil ne permettant pas de quantifier correctement la rugosité spécifique des pièces de fonderie sous pression, Vitesco Technologies a opté pour la métrologie optique et utilise aujourd'hui la technologie Bruker alicona pour la production en série. Le système de mesure InfiniteFocusSLpermet de détecter les moindres variations de rugosité à la surface des pièces de fonderie sous pression traitées au laser. Ainsi, les dérives du processus de nettoyage laser peuvent être rapidement détectées de manière à pouvoir réagir rapidement, par exemple en ajustant les paramètres du système.

 

Système de mesure InfiniteFocusSL, utilisé pour la mesure de la rugosité des surfaces de pièces de fonderie sous pression traitées au laser.

Système de mesure InfiniteFocusSL, utilisé pour la mesure de la rugosité des surfaces de pièces de fonderie sous pression traitées au laser. Un logiciel de classification supplémentaire permet le tri automatique des pièces conformes et non conformes. L'évaluation est basée sur une combinaison de données de texture d'image 2D et de topographie 3D, qui sont analysées pendant le processus d'inspection.

Reconnaissance automatique de la conformité ou non de la pièce

Le système de mesure offre un autre avantage qui contribue de manière significative à l'efficacité de toute la chaîne de production. Il s'agit d'une option d'automatisation basée sur l'IA, qui permet de distinguer automatiquement une surface conforme d'une surface non conforme. L'évaluation qui en découle repose sur une combinaison de données de texture sur une image 2D et de topographie 3D, qui sont analysées au cours du processus d'inspection. À l'aide d'un algorithme de classification, des exemples aussi bien conformes que non conformes ('exemples types') sont fournis au système de mesure ou à l'algorithme de classification, ce qui permet la détection automatique des pièces de fonderie conformes et non conformes dans le cadre d'un contrôle en quasi-série.

Pièce de fonderie sous pression avant (à gauche) et après (à droite) le nettoyage laser.

Pièce de fonderie sous pression avant (à gauche) et après (à droite) le nettoyage laser. Le processus de nettoyage laser permet de préparer la surface pour un collage ultérieur sur le boîtier électronique d'un capteur de gaz d'échappement NOx.

Cycle de mesure automatique dédié à chaque opérateur en production

Un système de métrologie réellement 'adapté à la production' doit comporter de nombreuses facettes. D'une part, il doit fournir une robustesse, une vitesse et une répétabilité de mesure appropriées pour son utilisation en production. D'autre part, il est nécessaire d'avoir une séquence de mesure qui permette à chaque opérateur en production d'effectuer une mesure sans avoir de connaissances spécifiques en matière de métrologie. Chez Vitesco Technologies, automatisation est le mot-clé du futur. La société travaille actuellement en mode de mesure semi-automatique, mais de nouvelles démarches en vue d'une automatisation complète sont déjà en cours de discussion. Dans cette perspective, Vitesco a également évalué d'autres systèmes de mesure Bruker alicona pour arriver à la conclusion que les Cobots pourraient être utilisés chez eux sans restriction.

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