Comment le Politecnico di Milano renforce l'industrie dans le nord de l'Italie et pourquoi la métrologie de précision est devenue indispensable

Quand la métrologie traditionnelle ne suffit plus

Dans les laboratoires du département de génie mécanique, l'équipe du professeur Massimiliano Annoni développe des concepts de fabrication avancés : numérisation dans l'usinage, jumeaux numériques, intelligence artificielle appliquée au traitement mécanique, fraisage de précision, découpe au jet d'eau et chaînes de traitement hybrides.

Les composants qui y sont créés ou analysés sont extrêmement complexes : surfaces libres complexes, microstructures délicates, géométries à parois minces et textures extrêmement variables typiques de la fabrication additive.

Cette complexité a créé un obstacle important : de nombreux composants ne pouvaient pas être mesurés avec des instruments traditionnels. Certaines caractéristiques étaient trop délicates pour être inspectées de manière tactile, d'autres trop petites, trop profondes ou trop complexes. Le professeur Annoni résume clairement la situation : la production moderne nécessite des données de mesure aussi complètes et précises que les processus que nous voulons modéliser. Sans ces données, les progrès restent théoriques et la recherche perd son efficacité industrielle.

L'introduction du µCMM : un tournant stratégique pour le Politecnico

Lorsque le Politecnico di Milano a décidé d'installer le µCMM de Bruker Alicona, ce choix n'était pas seulement technique, mais aussi stratégique. Le département a décidé d'adopter un système qui combine la précision optique sans contact avec l'exactitude d'une machine à mesurer tridimensionnelle.

Le µCMM mesure non seulement des surfaces isolées, mais aussi des géométries 3D entières : tolérances de forme, profils de rugosité et microstructures. Tout cela dans une configuration unique et stable, rendue possible par la cinématique 5 axes du système.

M. Annoni décrit cette décision comme suit : « Nous n'avions pas besoin d'un autre microscope. Nous avions besoin d'une MMT optique capable de mesurer des composants réels en 3D, de manière exhaustive et répétable. »
 

Un composant universitaire qui répond à un besoin industriel

Le cas le plus emblématique ne provient pas d'un projet industriel, mais de l'équipe étudiante Dynamis, le département de course automobile du Politecnico di Milano, qui développe chaque année son propre prototype de voiture de course Formula SAE. La suspension avant, fraisée en cinq axes, présente des géométries complexes, des micro-chanfreins et des tolérances critiques.

Le métrologue Antonio Costetti se souvient bien à quel point ces pièces posaient problème par le passé. Sans système optique à 5 axes, il était impossible de mesurer l'ensemble de la géométrie. La µCMM a radicalement changé la situation.

« Pour la première fois, nous avons pu mesurer l'ensemble de la suspension avec une seule configuration de pièce », explique M. Costetti. « Les données étaient complètes et fiables. Cela a constitué un véritable pas en avant. »
 

De nouveaux domaines de recherche deviennent mesurables et donc réalisables

Le µCMM est rapidement devenu un outil essentiel, car il a ouvert des domaines de recherche auparavant inaccessibles. Il est désormais possible, par exemple, d'analyser avec précision les microcanaux nécessaires aux filtres électromagnétiques et aux guides d'ondes, dont les performances dépendent directement de la géométrie.

Dans le domaine des piles à combustible, la métrologie optique a également permis de visualiser les écarts microscopiques qui affectent les flux de gaz. La caractérisation des outils a fait un bond en avant : des fraises aussi petites que 100 micromètres peuvent désormais être caractérisées dans leur intégralité.

Enfin, la fabrication additive bénéficie énormément de la mesure de la rugosité locale, des pics et des micro-irrégularités qui affectent la qualité du processus.
 

MetMaX : le jumeau numérique qui rend les laboratoires plus productifs

La plateforme logicielle MetMaX permet de programmer et de simuler hors ligne des routines de mesure complètes à l'aide d'un jumeau numérique du système.

Pendant que le µCMM mesure un composant complexe, l'équipe peut préparer les programmes pour la pièce suivante. La machine ne s'arrête pratiquement jamais. Pour M. Annoni, qui développe également des jumeaux numériques et des logiciels pour les machines-outils, l'avantage est clair : simuler avant d'exécuter signifie être plus rapide et plus précis.

Former des talents pour renforcer l'industrie locale

Le µCMM fait également partie intégrante des activités d'enseignement. Les étudiants apprennent toute la chaîne de production numérique : de la modélisation CAO à la programmation FAO en passant par la métrologie optique 3D.

M. Annoni souligne à quel point cela est stratégique pour la région : « Nos étudiants travaillent avec des technologies qu'ils retrouveront plus tard sur leur lieu de travail. Ils comprennent vraiment comment fonctionne la production moderne et comment démontrer la qualité de manière fiable. »
 

Des partenariats qui renforcent toute une région

La collaboration entre le Politecnico di Milano et Bruker Alicona dure depuis plus de dix ans. Elle a débuté avec le premier Alicona G4 et s'est développée jusqu'à la situation actuelle, où la métrologie optique 3D de haute précision est l'un des fleurons du département de génie mécanique.
 

Conclusion : la précision comme fondement du progrès scientifique et industriel

L'histoire du Politecnico di Milano démontre à quel point l'excellence scientifique et la compétitivité industrielle sont étroitement liées. La métrologie optique 3D n'est pas un accessoire de la production, mais un élément central qui définit ce qui est possible.

Elle accélère la recherche, augmente la fiabilité des processus, améliore la formation et renforce la compétitivité de toute la région.

Le µCMM de Bruker Alicona n'est pas simplement un outil de mesure, c'est un catalyseur d'innovation.