En tant qu'institution de recherche interdisciplinaire, SPSM travaille avec des partenaires européens renommés tels que le Fraunhofer IPA allemand (Institut Fraunhofer pour l'ingénierie de la fabrication et l'automatisation) ou le Future Metrology Hub britannique sur le développement de nouvelles technologies de production. La plateforme considère la métrologie comme l'une des compétences clés nécessaires pour y parvenir et gère son propre centre de mesure, le Sino British Center on Smart Metrology and Quality Assurance (centre sino-britannique sur la métrologie intelligente et l'assurance qualité). Ce centre se caractérise par une orientation maximale vers l'utilisateur et un équipement technologique de pointe pour les partenaires du projet et les clients de l'industrie. "Nous voulons utiliser la métrologie de haute précision pour développer et faire avancer les nouvelles technologies de fabrication", explique Yu Quin, responsable de la métrologie, à propos de la mission du centre. C'est elle qui décide des systèmes et des technologies de mesure à appliquer. "Dans notre centre de mesure, nous travaillons avec les technologies les plus établies et les fournisseurs les plus renommés", précise-t-elle. Le service de mesure destiné aux clients des secteurs de la fabrication d'outils et de moules, de l'industrie automobile et de l'aviation, par exemple, constitue une part importante de la gamme de produits. Ils s'adressent à l'équipe de Yu Quin lorsqu'il s'agit de vérifier des composants complexes présentant des détails de surface infimes et des tolérances serrées. Le partenariat avec Bruker Alicona est en place depuis fin 2019, et la coopération promet d'autres possibilités et avantages pour l'industrie.
Vérifier la précision dimensionnelle et la rugosité avec un seul système
Les clients du Sino British Center on Smart Metrology and Quality Assurance proviennent de tous les secteurs de l'industrie manufacturière. Le besoin de systèmes de mesure flexibles pouvant être utilisés pour une large gamme de formes, de tailles et de matériaux de composants est donc élevé. "Avant Bruker Alicona, nous travaillions avec un système confocal, mais celui-ci n'offrait pas cette indépendance vis-à-vis des composants. La distance de travail était trop faible et de nombreux composants ne pouvaient pas être mesurés avec une qualité suffisante", explique M. Quin. Par rapport aux systèmes de mesure tactiles, elle préfère également la technologie sans contact de Focus-Variation. "Certains composants ont un revêtement si fin et si sensible que nous les endommagerions avec un stylet. Outre un large éventail d'applications, elle voit un autre avantage dans l'équipement de mesure Bruker Alicona. "Nous mesurons désormais la rugosité et la précision dimensionnelle d'un composant avec le même système de mesure. Cela augmente également notre efficacité."
Industrie de l'outillage : Mesure de la géométrie et de la rugosité des outils PCD
Un outil PCD est l'un des nombreux exemples qui montrent que la qualité de la surface et les caractéristiques géométriques ont un impact sur la fonctionnalité d'un composant. La vérification des paramètres de forme comprend le rayon, l'angle de coupe, les angles de copeaux et de dépouille, ainsi que l'écaillage. Ces caractéristiques déterminent la durée de vie de l'outil diamanté, tandis que les paramètres de rugosité sur la surface du copeau et du dégagement ont une influence significative sur la qualité de surface de la pièce usinée. Bruker Alicona offre ici la solution idéale : La haute résolution combinée au principe de focalisation-variation basé sur la surface permet la mesure traçable des plus petits détails de la surface. Ceci s'applique également aux propriétés géométriques complexes d'un outil PCD, qui a des flancs abrupts et des propriétés de réflexion différentes.
Industrie automobile : Test d'étanchéité des soupapes
Dans le cas des soupapes également, la précision dimensionnelle et la qualité de la surface influent sur l'étanchéité requise. Ici, la rondeur et la rugosité des surfaces de contact doivent être vérifiées avec précision, car même des écarts minimes de rondeur de l'ordre du µm peuvent avoir un effet négatif sur l'étanchéité. "Avec Bruker Alicona, nous pouvons facilement mesurer des caractéristiques géométriques difficilement accessibles avec d'autres méthodes", explique Yu Quin. "Même les flancs abrupts et les petites géométries des sièges de soupapes sont mesurables, contrairement à d'autres appareils de mesure. Les tolérances de forme et de position peuvent également être facilement vérifiées."
Aviation : Géométrie du bord de rupture et du trou de refroidissement
L'une des demandes les plus fréquentes de l'industrie aéronautique concerne la mesure des bords de rupture des composants des moteurs à turbine. Les arêtes usinées ou arrondies doivent se situer dans des tolérances étroitement définies, et les géométries à mesurer ne sont souvent que de quelques dixièmes de millimètre. La Variation Focale convient ici à plusieurs égards. Il permet de mesurer des zones très brillantes avec des flancs abrupts et capture la géométrie en haute résolution, ce qui permet de mesurer avec précision même les plus petits écarts de forme. "Outre la mesure des bords de rupture, nous recevons de plus en plus de demandes concernant la mesure de la géométrie des trous de refroidissement", explique Yu Quin. Selon elle, la vérification géométrique des trous de refroidissement est une discipline de pointe en métrologie. "Outre une technologie capable de mesurer la géométrie et la position des trous de refroidissement par rapport à un système de référence, cette application nécessite une forte demande d'automatisation. Nous connaissons des tâches de mesure où il faut vérifier jusqu'à 500 trous de refroidissement différents dans des positions différentes". Le centre considère Bruker Alicona comme un fournisseur approprié dans ce domaine également, et une extension des systèmes de mesure existants avec des solutions appropriées est envisagée. La micro-machine à mesurer optique à coordonnées µCMM adaptée à cette tâche de mesure sera bientôt disponible au centre de métrologie du SPSM.
L'automatisation est fondamentale pour le suivi de la production avec des données en temps réel
Yu Quin considère l'automatisation, la fabrication en réseau et l'analyse des données de mesure comme les tendances les plus importantes de la technologie de mesure pour l'avenir. "Les avantages décisifs dans la compétition pour les technologies de fabrication efficaces de pièces complexes sont l'automatisation et la mise en réseau", dit-elle, "C'est ainsi que l'on peut obtenir des données de processus en temps réel pour la planification adaptative de la production et l'optimisation de la fabrication". Bruker Alicona est un partenaire précieux pour ce projet, car il fournit des solutions d'automatisation testées et éprouvées, y compris la mise en réseau avec les systèmes de production et informatiques existants. De futurs projets sont donc en cours d'élaboration. On peut dire qu'il s'agit là d'opportunités prometteuses pour les clients et les partenaires de projet de la Shanghai Manufacturing Platform for Smart Manufacturing.
