User Case

AMRC: Mesure sans opérateur

Oliver Hayes,
Ingénieur Développement Composites :


« Dans l'usinage des composites, on constate généralement que l'usure de l'outil est principalement localisée sur les flancs. C'est pourquoi nous avons besoin d'Alicona, car je ne connais aucun autre système qui nous permette, par exemple, de mesurer les flancs abrupts des outils PCD ».

Devenir plus compétitif en mettant en place des technologies et des procédés avancés est la principale ambition du célèbre centre de recherche AMRC auprès de l'industrie. La métrologie est essentielle pour tenir cette promesse et pour accroître l'aptitude à la production de nouvelles technologies. C'est pourquoi AMRC a récemment acquis son quatrième système de mesure Alicona.
 

Le développement de nouvelles technologies de production a toujours été la mission de l'AMRC, Advanced Manufacturing Research Centre de l'Université de Sheffield, basé au Royaume-Uni. Son but est « d'aider les fabricants de toutes tailles à devenir plus compétitifs en introduisant des techniques, des technologies et des procédés innovants », déclare l'AMRC. Pour ce faire, la métrologie est l'une des activités clés de l'AMRC. Compétente dans de nombreux domaines de la métrologie, l'équipe soutient les groupes de recherche en qualifiant les nouvelles pièces et les nouveaux procédés pour s'assurer qu'ils répondent aux exigences physiques et aux normes de l'industrie. Dans le domaine de la métrologie optique, les systèmes de mesure de forme et de rugosité haute résolution d'Alicona offrent, selon les connaissances actuelles de leurs experts, les meilleurs atouts par rapport aux autres systèmes de métrologie. Ce n'est pas sans raison que le centre de recherche mondialement connu a récemment acquis son quatrième système de mesure Alicona.

 

Voie d'accès au marché
« Nous développons un banc d'essai d'usinage automatisé pour tester de nouveaux matériaux tels que les outils de coupe, les liquides de refroidissement et les technologies d'usinage en général. Un capteur optique de mesure Alicona, combiné à un robot, est intégré à la cellule, ce qui nous permet d'automatiser toutes sortes de mesures ». Thomas McCleay, Directeur de la Recherche, est enthousiaste quant à l'augmentation de l'efficacité et du rendement qu'il obtient en utilisant des mesures automatisées dans ses séries de tests. « Nous procédons à l'automatisation complète d'un grand nombre de tests. Cette automatisation des mesures nous permet d'augmenter considérablement le nombre de tests que nous pouvons réaliser en une seule journée, ce qui nous amène à explorer beaucoup plus de technologies en un temps plus court ». Les résultats obtenus à partir des mesures d'essai initiales alimentent davantage d'essais fonctionnels, qui conduisent à leur tour au niveau de maturité technologique (TRL) suivant et donc à l'aptitude à la production.

 

Aujourd'hui, les mesures dans les activités de recherche de l'AMRC sont principalement réalisées pour explorer un large éventail d'options concernant l'outillage et toutes sortes de matériaux de coupe. Cependant, comme les systèmes de mesure Alicona peuvent être utilisés pour mesurer presque tous les types de pièces rigides, y compris sur des micro géométries complexes, cette cellule d'essai est prévue pour devenir accessible à tous les partenaires industriels. « La cellule de test automatisée sera déployée vers l'industrie, de sorte que nos partenaires industriels auront également la possibilité d'accéder à l'automatisation complète de leurs tests. L'adoption de cette méthode de développement est également une réponse à une demande croissante du marché, et la technologie de mesure d'Alicona est la meilleure que nous ayons à notre disposition. Le partenariat avec Alicona est essentiel pour nous permettre de réaliser ce type d'automatisation et d'intégration. Par conséquent, pour nous, Alicona est une voie d'accès au marché », explique M. McCleay.

Evaluation de l'usure des outils en usinage des composites
L'un des aspects spécifiques du développement de nouvelles techniques de fabrication est l'évaluation de l'usure des outils. Oliver Hayes, Ingénieur Développement Composites, utilise Alicona pour évaluer l'usure de l'outil tout au long de sa vie. « Dans l'usinage des composites, on constate généralement que l'usure de l'outil est principalement localisée sur les flancs. C'est pourquoi nous avons besoin d'Alicona, car par exemple aucun autre système de mesure que je connaisse ne nous permet de mesurer les flancs abrupts des outils PCD », explique-t-il. Dans son travail quotidien, M. Hayes doit également mesurer la rugosité de surface. Pour lui, il est d'une importance vitale de mesurer la rugosité en 3D plutôt que de mesurer seulement un profil à la surface. « Dans le contexte de la fibre de carbone, la valeur de Ra dépend de l'angle sous lequel vous la mesurez. Pour cette raison, nous préférons utiliser la valeur de rugosité de la surface plane Sa que nous obtenons facilement avec l'Alicona ». En termes d'efficacité et de facilité d'utilisation, Oliver Hayes profite également de l'automatisation des mesures. « Vous pouvez mettre le système en marche, le déplacer dans plusieurs positions et prendre des mesures de rugosité de surface de plusieurs échantillons différents. C'est quelque chose que j'apprécie vraiment, et qu'on ne peut pas réaliser avec une MMT tactile », conclut-il.

Les avantages des mesures par moyen optique par rapport à une MMT traditionnelle
« Le système Alicona convient parfaitement aux micro géométries, y compris les petits rayons et les diamètres des petits alésages qui sont difficiles, voire impossibles à mesurer avec une MMT », poursuit Adam Wiles, Responsable Technique de la MMT, en parlant des avantages de la mesure optique par rapport au scanning avec un palpeur à contact. Une pièce réalisée en fabrication additive permet d'illustrer ces avantages. « Nous avons ici une prothèse de genou en fabrication additive qui comporte une structure en treillis sur la face arrière. Cette surface est impossible à mesurer avec notre MMT, mais il suffit de quelques secondes pour obtenir une mesure avec l'Alicona. Nous mesurons des distances, les distances entre les nœuds, le diamètre des cordes, ainsi que la rugosité 3D ». Pour Adam Wiles, la combinaison des mesures de rugosité et des mesures dimensionnelles est unique, d'autant plus que les pièces complexes, quelle que soit l'industrie, nécessitent généralement un contrôle qualité pertinent, sur les mesures de forme et de rugosité. Alors que les techniques conventionnelles sont capables de faire l'une ou l'autre, Alicona combine la mesure de forme et de rugosité sur un même système de mesure optique haute résolution. « Vous pouvez faire de la rugosité de surface sur une MMT, mais cela nécessite un véritable kit spécialisé », souligne M. Wiles.

Comprendre les mécanismes de coupe pour améliorer les procédés de fabrication
L'AMRC est particulièrement active dans les domaines de l'aéronautique, de l'automobile et des transports, de l'énergie, de l'agroalimentaire, de la santé et des infrastructures. La métrologie est déterminante pour atteindre les objectifs de niveau de maturité technologique quel que soit le secteur industriel. C'est la compétence de base de Ian Cook, Responsable Technique Usinabilité. Lui et son équipe sont confrontés à des niveaux de maturité technologique relativement faibles, et l'Alicona les aide à obtenir des informations précises pour la conception de nouveaux outils coupants et sur les procédés de coupe qui entrent en jeu avec les nouveaux matériaux. Une collaboration entre les équipes d'application et certaines équipes cibles de la plate-forme favorise l'obtention de nouveaux niveaux de maturité technologique dans le but d'améliorer le progrès global des technologies de production. Ian Cook convient qu'Alicona contribue de manière significative aux activités de recherche de l'AMRC : « Avec Alicona, nous veillons au maintien de notre haut niveau de qualité ».

 

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