Sondage Vertical de Netteté

Technologie de mesure optique permettant le palpage latéral des pièces

A ce jour, les géométries telles que par exemple les perçages de nozzles d'injecteurs automobiles, ne pouvaient pratiquement pas être mesurées par des méthodes optiques. Le palpage latéral des composants à surfaces verticales se limitait aux systèmes de mesure à contact, aux solutions de tomographie par rayons X ou à des solutions spéciales complexes. Cela peut maintenant évoluer grâce au Sondage Vertical de Netteté, une extension de la technologie de Variation Focale. Sur la base de mesures surfaciques, le palpage optique des pièces sur toute leur surface est maintenant possible.

Différentes méthodes de mesure optique permettent de mesurer des composants comportant des faces présentant des angles variés. La gamme des flancs ou des pentes mesurables couvrait jusqu'à présent 0° - 85° et, dans le domaine industriel, la technologie de Variation Focale s'est imposée comme la méthode la plus appropriée pour les flancs abrupts. Cependant, cette technologie a également atteint ses limites pour les composants qui présentent des flancs à plus de 85°. Depuis 15 ans, Bruker Alicona n'a cessé de développer la Variation Focale et a enrichi son principe de mesure optique d'une nouvelle technique, le Sondage Vertical de Netteté. Même les surfaces ayant des flancs abrupts à plus de 90° peuvent désormais être palpées optiquement et mesurées en 3D.

Vertical Focus Probing

Certaines technologies permettent de mesurer des composants présentant des flancs abrupts aux inclinaisons variées. Ci-dessus : Surfaces à 0°, 60° et 90°

Mesurables les surfaces à plus de 90°

Le Sondage Vertical de Netteté est basé sur l'utilisation d’un cône partiel de lumière. Cela signifie qu'en plus de la lumière coaxiale réfléchie de manière directe, nous utilisons de la lumière provenant de différentes directions. Ainsi, les rayons lumineux individuels réfléchis de manière diffuse par les surfaces verticales sont à nouveau captés par l'objectif, ce qui permet de mesurer de manière répétable et raccordée les flancs à plus de 90°, tout en conservant une haute résolution.

La proportion de rayons lumineux réfléchis dépend de la géométrie et de la rugosité de la surface à mesurer ainsi que de la source lumineuse utilisée. L'objectif joue également un rôle, car, selon son diamètre, un objectif peut aussi capter la lumière réfléchie par des surfaces dont les flancs présentent une pente supérieure à 90°. C'est là qu'intervient l'ouverture numérique (O.N.), qui est définie par le diamètre de l'objectif et la distance de travail. Elle détermine dans quelle mesure la pente d'une surface mesurable peut dépasser les 90°.

Vertical Focus Probing

La lumière réfléchie peut également être collectée par l'objectif lors de la mesure de pentes supérieures à 90°.

Différence entre la Variation Focale et le Sondage Vertical de Netteté

Le Sondage Vertical de Netteté, comme la Variation Focale, est basé sur le balayage vertical de la surface à mesurer. La courbe d'information de la focalisation est évaluée pour chaque position. La différence avec la Variation Focale est que dans le cas du Sondage Vertical de Netteté, non seulement une, mais plusieurs valeurs Z sont calculées pour chaque point de mesure (XY). Ces valeurs Z représentent la surface verticale.

Sondage Vertical de Netteté

Justesse, avantages et domaines d'application

Le Sondage Vertical de Netteté peut être utilisé pour une vaste gamme d'applications dans le domaine de la métrologie dimensionnelle, notamment dans tous les domaines de l'industrie manufacturière et de la production. Parmi d'autres, l'industrie de l'outillage, la micro-fabrication de précision, l'industrie automobile ainsi que le secteur aéronautique tirent profit des nouvelles capacités de mesure lorsqu'il s'agit de pièces présentant des surfaces verticales. Des caractéristiques telles que les alésages, les perçages, les surfaces de référence, les contours, les longueurs, etc. peuvent ainsi être mesurées par voie optique et de manière très précise, avec une résolution élevée et un temps de mesure réduit

Ensembles de données 3D de l'insert et de la valve d'injection

Les vérifications PMI (Product and Manufacturing Information) incluant les tolérances dimensionnelles et de position (caractéristiques GD&T) sont réalisées en mesurant plusieurs positions à partir d'une même direction de mesure, comme c'est le cas avec les systèmes tactiles. Il n'est pas nécessaire de brider et débrider les pièces afin de mesurer des paramètres tels que le diamètre, les distances latérales, etc. Compte tenu de la nature 3D de la technologie et de la haute densité de points de mesure qui en résulte, l'utilisation d'un grand nombre de points de mesure permet par exemple d'évaluer les écarts de forme, ainsi que les micro-géométries, de manière robuste.

Mesure des trous optiques

Les applications typiques du Sondage Vertical de Netteté sont, par exemple, la mesure de micro-alésages tels que présents sur les nozzles d'injecteurs ou les trous de refroidissement sur les aubes haute pression. Le rapport diamètre/profondeur des trous mesurables peut varier de 1:3 à 1:10, le diamètre mesurable est de 0,1 mm à 2 mm. Des paramètres tels que le diamètre extérieur ou intérieur ainsi que l'angle d'ouverture peuvent ainsi être mesurés par les utilisateurs.

Mesure de trous multiples

En combinaison avec une unité de rotation automatique "µCMM Real3D", qui transforme la MMT à 3 axes en un système à 5 axes, il est possible de mesurer plusieurs trous, y compris leur orientation les uns par rapport aux autres. Une des applications possibles est la mesure des buses d'injection, y compris le diamètre, le facteur K, l'angle d'injection et l'angle latéral.
 

Publication : Le Sondage Vertical de Netteté et son utilisation en Métrologie Dimensionnelle

Cette nouvelle technologie est une extension de la technologie Variation Focale et constitue donc une technologie de mesure purement optique. Elle permet la mesure directe de flancs verticaux et de micro-perçages en éliminant la nécessité d'incliner l'échantillon au cours de la mesure.

Retrouvez dans cette publication R&D récente plus d'informations sur le principe de mesure du sondage vertical de netteté et son impact sur la mesure des micro-perçages et des flancs verticaux à plus de 90°. Toutes ces mesures sont réalisées à l'aide de la MMT optique µCMM.

Alicona optical measurement of a calibrated pin

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