Matériaux composites : comment garantir une qualité zéro défaut ?

Les matériaux composites séduisent de plus en plus le monde de l’industrie (l’aéronautique, l’automobile, le nautique, les loisirs, etc …). Pour assurer un bon positionnement des fibres et une bonne qualité de surface, le contrôle visuel de la fabrication nécessite un temps important sur les lignes de production. Découvrez dans cet article comment l’automatisation du contrôle qualité des matériaux composites réduit le temps d’inspection

 

Comment l’automatisation de l’inspection de surface réduit les temps de contrôle ?

 

Sur la plupart des chaines de fabrication des pièces composites, des opérateurs réalisent le contrôle qualité à l’aide d’outils manuels ou par inspection visuelle.

Aujourd’hui, l’automatisation de l’inspection par vision artificielle optimise les processus de fabrication et réduit les temps de contrôle.

 

Les solutions de vision artificielle désignent des technologies optiques composées de capteurs (caméra + source lumineuse) associés à des logiciels. L’image de la surface de la pièce inspectée est analysée par les algorithmes du logiciel.

 

Les systèmes de contrôle par vision artificielle permettent :

  • D’identifier ce que l’œil humain ne peut pas détecter, répétitivement et de façon fiable
  • De différencier un produit conforme d’un produit défectueux
  • De retirer du flux de production les produits comportant des défauts
  • D’effectuer les opérations de réglage ou de réparation lorsque cela est possible

 

Intégrées sur les lignes de production, ces solutions répondent aux besoins de production de matériaux composites sans défauts ainsi qu’aux besoins de réduction de temps de contrôle.

 

A chaque processus de fabrication sa solution de contrôle

 

Contrôle au défilé du matériau à l’état brut 

 

L’intégration des capteurs aux machines de dépose de nappes en matière tissée, tressée ou pré-imprégnée permet un contrôle au défilé. Selon la configuration de la machine, le système inspecte l’une ou les deux faces du matériau. Il mesure et détermine :

  • L’orientation de la fibre
  • Les défauts de tissage,
  • Le manque de fibre,
  • Les défauts de plis,
  • Les manques, les arrachements,
  • Les inclusions dans la texture,
  • Les défauts d’ébavurage, de délaminage…

 

Contrôle de la matière à chaque dépose de préformes composites 

 

Le procédé de préforming consiste à manipuler avec un système automatisé, un pli préformé de composites et à le déposer sur un moule. Lors de ces opérations « pick and place », la machine vérifie la qualité du matériau avant la dépose sur le moule au moyen de capteurs de vision artificielle. Le système mesure et détermine :

  • Le positionnement et l’orientation du pli,
  • Les défauts de tissage
  • Le manque de fibre
  • Les défauts de plis
  • Les manques, les arrachements,
  • Les inclusions dans la texture,
  • Les défauts d’ébavurage, de délaminage, …

 

Inspection en ligne pour les procédés AFP–ATL*

 

Les robots ou les têtes de dépose de fibre équipés de capteurs scannent en cours de fabrication la surface à contrôler. L’ensemble sauvegarde les images via le logiciel et effectue un traitement automatique. Le système détecte durant la dépose :

  • Les gaps
  • Les splices
  • Les choux-fleurs (replis de fibre)
  • Les twists (torsades ou boucles)
  • Les foldings
  • Les FODs

 

Les systèmes d’inspection localisent les défauts et les pièces peuvent donc être corrigées rapidement.

 

Caractéristiques techniques des solutions d’inspection automatisée

 

  • Capteurs compacts et conçus pour les milieux poussières de carbone
  • Intégration sur la tête de dépose
  • Système de traitement dans une baie informatique fanless (PC industriel, carte de traitement d’images et d’interconnexion vidéo, cartes de communication avec l’automate de ligne et le réseau usine)
  • SPC : résultats dans une base de données au format d’exportation client.
  • Contrôle de tous types de matériaux : fibre de verre, thermodurcissable, thermoplastique, fibre de carbone, céramique.

 

CONCLUSION

 

L’augmentation des cadences de production exige un contrôle à chaque étape du processus.  L’automatisation de ces contrôles au moyen de la vision artificielle de matériaux composites devient une étape incontournable pour une production de qualité fiable et rapide. Ces différentes solutions de contrôle sans contact et automatisées vous assurent un retour sur investissement à court terme. Pour en savoir plus, téléchargez notre infographie !

 

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*AFP : Automated Fiber placement

*ATL : Automated tape laying