Contrôle qualité des procédés de formage des métaux

Formage des métaux

Contrôle qualité des procédés de formage des métaux

Les systèmes de mesure 3D sans contact de ZEISS sont utilisés dans les processus d'estampage, de pliage, d'emboutissage, de pressage et de formage pour garantir un contrôle qualité constant puisqu'ils servent à déterminer les propriétés du matériau et permettent d'optimiser le design et la simulation des composants et des outils. Ils accélèrent également l'essai d'outils et la revue premier article. Les systèmes de mesure sans contact 3D assurent également un contrôle efficace de la production et une analyse d'assemblage en série.

Propriétés des matériaux

Propriétés des matériaux

La connaissance des propriétés des matériaux utilisés dans une tôle constitue une base fiable pour le design de composants adaptés, pour le développement d'outils ayant des surfaces fonctionnelles appropriées et pour une simulation réaliste.

L'obtention de propriétés de matériaux réalistes est une condition indispensable pour réaliser une simulation fiable et une optimisation des variantes d'un produit, des versions d'outils et des procédés de formage.

Le système ARAMIS aide à déterminer ces propriétés.

Le design

Le design

Le scan 3D permet de générer rapidement des données CAO et de les utiliser efficacement.

Les coordonnées 3D obtenues permettent de procéder à la rétroingénierie de modèles, de composants et d'outils. À cette fin, la géométrie 3D de ces objets est entièrement mesurée puis traduite en données CAO par reconstruction de surface.

L'inspection des composants peut être réalisé avec efficacité. Durant la phase de design, les données CAO sont directement dotées de caractéristiques d'inspection. Dès qu'un composant est produit, il peut ainsi être immédiatement contrôlé.

Les systèmes de mesure sans contact fournissent des écarts plein champ entièrement automatisés entre les coordonnées 3D réelles complètes et les données CAO.

Rétroingénierie de modèles, de pièces et d'outils

L'acquisition de la géométrie plein champ avec ATOS permet de procéder à la reconstruction de surface et d'adapter des géométries de modèles, composants et outils dans les progiciels de CAO existants.

Planification de l'inspection sur modèles CAO

L'inspection des composants peut être planifiée dès l'étape de design. Il est possible de doter les données CAO de caractéristiques d'inspection. D'un seul geste de l'utilisateur, le logiciel ATOS exploite ensuite ces données pour effectuer une inspection.

Simulation

Simulation

Les produits et les processus de fabrication sont conçus et optimisés à l'aide de méthodes de simulation numérique. Les résultats de ces simulations sont censés fournir autant d'informations que possible.

Les propriétés du métal utilisé sont un facteur important pour la simulation des processus de formage des métaux, celles-ci influençant le comportement de déformation du composant et donc l'exactitude du calcul de simulation.

Le système ARGUS permet de vérifier et d'optimiser les simulations de formage sur la base de mesures expérimentales.

Fabrication d'outils

Fabrication d'outils

La métrologie 3D industrielle permet de relever de nombreux défis importants concernant la fabrication et l'utilisation d'outils pour le formage des métaux.

Certaines tâches dans la fabrication d'outils peuvent être considérablement accélérées grâce à des systèmes de mesure sans contact. Dans le cadre des essais d'outils, il est possible d'évaluer rapidement les outils pour vérifier leur fonctionnement. Dans le cadre de la maintenance d'outils, la métrologie 3D est utile pour prolonger leur durée de vie. Si un outil est cassé, la métrologie permet de le réparer rapidement.

Les systèmes ATOS et ARAMIS numérisent l'outil et les composants d'essai et créent des valeurs précises pour les corrections de l'outil.

Fraisage rapide et fiable des outils

Un outil de formage produit à partir d'une ébauche coulée peut être fraisé plus rapidement si l'ébauche est numérisée avec le système ATOS. Ces données permettent de réduire le temps de fonctionnement de la machine CNC de 50 %.

Essai d'outil rapide

Pendant l'essai d'outil, il faut vérifier que les composants d'essai répondent aux exigences de design. Le système ATOS permet de numériser et d'analyser entièrement les composants.

Correction des outils à partir de données de mesure sans contact

L'essai d'outil vise à produire de manière itérative un outil fini aussi rapidement que possible afin de pouvoir produire des composants adéquats. La numérisation de l'outil et des composants avec le système ATOS permet d'obtenir des valeurs précises pour les corrections de l'outil.

Archivage des outils validés

L'outil s'écarte des données de design s'il est modifié manuellement pendant la phase d'essai de l'outil. Avec l'aide du système ATOS, les données CAO peuvent être actualisées en utilisant une reconstruction de surface.

Fraisage par reproduction à partir de données de mesure 3D

Lorsque des outils cassés doivent être remplacés ou que des variantes d'outils en miroir sont nécessaires, les nouveaux outils peuvent être fraisés directement à partir des données STL sans reconstruction de surface préalable. Dans ce but, l'outil concerné peut être numérisé rapidement et facilement avec le système ATOS.

Mesure proactive face à l'usure

Des outils usés produisent des composants aux géométries imparfaites. Grâce au système ATOS, il est possible de contrôler régulièrement les outils afin de détecter à un stade précoce l'usure critique des outils et de procéder à leur maintenance à temps.

Réparation ciblée et rapide des outils

Pour réparer des outils, il faut souvent procéder à des soudures et les outils doivent être réusinés de manière itérative jusqu'à ce qu'ils retrouvent leur forme adéquate. Le système ATOS permet de localiser et de réparer rapidement les zones usées de l'outil.

Redémarrage plus rapide de la production après un changement d'outil

Bien souvent, une seule presse d'estampage est utilisée pour produire différents composants. Pour ce faire, il est alors nécessaire de changer l'outil de la presse. Le système ATOS permet de s'assurer que les composants produits présentent une géométrie adaptée suite au changement d'outil.

Optimisation des paramètres de la machine

Si les paramètres de l'outil qui contrôlent la presse ne sont pas correctement réglés, la qualité des composants produits peut s'en trouver réduite. Le système ARAMIS permet d'identifier les mouvements incorrects de la presse pendant le formage.

Identification rapide des défauts de matériau causés par le formage

L'éventualité de défauts critiques du matériau causés par le formage doit être éliminée lors de la phase d'essai de l'outil. Les défauts visibles du matériau peuvent être rapidement détectés à l'aide du système ARGUS, permettant ainsi de réusiner l'outil si nécessaire.

Revue premier article

Revue premier article

La revue premier article est un test visant à examiner si le composant produit répond aux exigences définies dans les conditions de production en série.

Dans ce but, une inspection complète du plan de mesure est effectuée, les tolérances de forme et de position sont mesurées et les écarts plein champ du composant produit sont comparés à son modèle CAO.

Le système ATOS permet de réaliser une revue premier article plein champ en 3D.

Inspection en série

Inspection en série

La métrologie 3D industrielle permet d'automatiser l'inspection en série et de surveiller le processus de production.

Dans le domaine du contrôle qualité, les systèmes de mesure sans contact sont utilisés pour vérifier les composants lors de la production en série. Ces systèmes de mesure permettent d'atteindre un rendement élevé et une grande reproductibilité des mesures.

Ils permettent de réaliser des analyses de tendances afin de garantir la sécurité du processus de production. Cette méthode implique de contrôler si et dans quelle mesure le processus de production évolue.

Les systèmes ATOS combinés à une ATOS ScanBox permettent d'obtenir un rendement élevé de composants inspectés dans le cadre de la production en série.

Contrôle qualité dans la production en série

Le contrôle qualité dans la production en série vise à surveiller le processus de production et à réduire les chutes. L'ATOS ScanBox permet d'automatiser et de standardiser les processus d'inspection.

Surveillance des processus de production

Dans la production en série, la sécurité du processus de production doit être assurée par une surveillance continue. Le système ATOS permet de contrôler si la production dévie dans le temps et de quelle manière.

Analyse d'assemblage

Analyse d'assemblage

Dans un assemblage, les composants individuels sont analysés et regroupés pour former des assemblages. Au cours de ce processus, les composants produits sont contrôlés afin d'évaluer la qualité de leur assemblage, leur capacité à être assemblés et le comportement d'un seul composant mesuré par rapport au modèle nominal (CAO).

Généralement, des montages physiques très complexes sont utilisés pour effectuer les analyses pendant l'assemblage.

Grâce au système ATOS, ces montages ne sont plus nécessaires et l'assemblage peut être contrôlé virtuellement.

Assemblage par virtualisation

Dans un assemblage, des montages physiques sont utilisés pour vérifier que les différents composants s'assemblent correctement en vue d'une installation ou qu'un composant individuel correspond au modèle CAO. Grâce au système ATOS, l'analyse d'assemblage peut être complètement virtualisée.

Vérification virtuelle du sous-assemblage

Dans l'analyse d'assemblage, un gabarit d'assemblage est utilisé pour vérifier que les composants individuels peuvent être assemblés pour former un sous-assemblage. Le gabarit d'assemblage devient inutile avec le système ATOS car les analyses sont effectuées de manière virtuelle.

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