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Analyse automatique des composants imprimés en 3D pour l'industrie aéronautique

Interview de Reinhold Matthes, contrôleur de matériaux pour la gestion de qualité chez Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH, qui décrit son expérience avec le système d'inspection DM12000 M de Leica

Les constructeurs aéronautiques sont toujours à la recherche de méthodes de fabrication innovantes pour les composants de tout type. Dans ce contexte, leurs exigences se font de plus en plus complexes. Les pièces doivent correspondre à des exigences spécifiques en termes de forme et de poids. Elles doivent aussi être fabriquées rapidement selon des procédés fiables. Depuis quelques années, l'impression 3D, ou plus exactement la fusion par laser, est de plus en plus utilisée et testée. Les résultats de l'impression 3D ouvrent de nouvelles perspectives dans l'industrie aéronautique. En même temps, de nouvelles questions se posent quant à la qualité des composants utilisés dans cette nouvelle méthode de fabrication. 

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Interview de Reinhold Matthes, contrôleur de matériaux pour la gestion de qualité

Reinhold Matthes, contrôleur de matériaux pour la gestion de qualité chez Liebherr-Aerospace Lindenberg GmbH, explique comment l'utilisation du microscope d'inspection DM12000 M pour l'analyse de porosité de composants métalliques imprimés en 3D a permis une évaluation plus rapide de la qualité.

Liebherr-Aerospace est l'un des principaux équipementiers de l'industrie aéronautique. L'entreprise développe, fabrique et assure le suivi des systèmes de gestion de l'air et de commande de vol, des trains d'atterrissage ainsi que des engrenages dans l'industrie aéronautique. Liebherr-Aerospace investit en permanence dans la recherche et le développement (R&D) afin de mettre au point de nouvelles solutions qui sont utilisées dans la nouvelle génération d'avions.

Pouvez-vous expliquer quelles sont les analyses réalisées par votre équipe avec le DM12000 M pour l'évaluation de la qualité de composants imprimés en 3D ?

Reinhold Matthes: Nous utilisons le microscope pour l'analyse de porosité automatique d'échantillons fabriqués par fusion par laser. Ce sont en particulier les composants en titane qui font l'objet d'une analyse automatique avec ce système d'inspection. 

Comment l'analyse de porosité automatique se déroule-t-elle exactement ?

Reinhold Matthes: L'on dépose un maximum de six échantillons, puis le contrôleur sélectionne les zones à scanner sur une vue d'ensemble affichée sur l'écran du PC. Ensuite, le logiciel démarre une prise de vue en continu et produit automatiquement les images correspondantes qui seront ensuite analysées dans le cadre d'une mesure en série.

Cette méthode simple en soi est efficace. Le microscope distingue automatiquement les surfaces claires et sombres de l'échantillon. L'analyse se base sur la prise en compte du rapport de surface correspondant et de la répartition de la taille des pores.

À cet effet, Monsieur Frank, expert en applications chez Leica, a programmé des macros spécifiques qui exécutent exactement nos spécifications de mesure.

Nos collaboratrices et collaborateurs examinent ensuite le protocole. Le niveau de gris moyen du fond fait office de valeur de contrôle. Cette valeur permet de constater rapidement et de façon très simple si le réglage du microscope diverge du réglage standard. Si certaines valeurs nous paraissent suspectes, nous contrôlons les mesures/spécifications de mesure du microscope en conséquence. Cela nous permet de travailler plus efficacement.

Pouvez-vous décrire comment l'analyse automatique avec le DM12000 M contribue à un déroulement plus efficace du travail ?

Reinhold Matthes: Auparavant, l'analyse des échantillons était traitée en externe. Selon les circonstances, plusieurs semaines pouvaient s'écouler avant que nous n'obtenions les résultats. Cela retardait considérablement le développement des paramètres du processus sur l'imprimante 3D.

Avec l'analyse automatique de Leica, nous avons pu réduire sensiblement la durée du contrôle de qualité. De la préparation des échantillons jusqu'au résultat de la mesure, il nous faut désormais seulement entre trois et cinq heures.

En définitive, cela implique aussi un passage plus rapide à la production ainsi qu'un contrôle qualité efficace.

Un autre avantage de l'analyse automatique concerne la réduction des sources d'erreurs. Le système permet des mesures très précises car toutes les valeurs standard pour la configuration de la mesure, ainsi que les réglages du microscope et de la caméra sont consignés automatiquement dans le protocole. Cela nous aide à standardiser les processus et à garantir des conditions de prise de vue identiques.

À quels critères accordez-vous une importance particulière lors de l'acquisition d'un système de microscope ?

Reinhold Matthes: L'un des critères de décision les plus importants est le logiciel. Il doit être intuitif pour que les utilisateurs se repèrent rapidement et qu'aucune étape de travail ne soit oubliée. Grâce à la programmation de macros par Christoph Frank, expert en applications chez Leica Microsystems, l'interface utilisateur a pu être mise en place simplement et conformément à nos exigences. Des boutons permettent de mettre en évidence les fonctions importantes.

Si vous pouviez assembler un microscope pour l'avenir, quelles fonctions aurait-il afin d'organiser votre travail plus efficacement ?

Reinhold Matthes: L'objectif est d'automatiser davantage les tâches de routine afin que les collaborateurs puissent se consacrer à des analyses plus exigeantes. Donc, l'idéal serait d'avoir un déroulement entièrement automatique de l'inspection des échantillons. Pour ce faire, le logiciel devrait être capable de procéder à une reconnaissance et une mise au point automatiques, d'exécuter les analyses directement dans l'image en direct, et d'afficher le protocole établi à la fin.