Inspection CT Temporaire pour Sécuriser les Montées en Série

Auteurs: Prof. Dr. Lutz Hagner | Dr. Robin Höhne | Responsable CND, Benjamin Schlosser | Ingénieur logiciel senior (Microvista GmbH)

Malgré la numérisation croissante, le processus de fonderie reste complexe et difficile à contrôler totalement. La construction légère et l’intégration fonctionnelle augmentent encore les exigences de stabilité et de transparence du processus. Les risques typiques, notamment en phase initiale, incluent des délais de développement serrés nécessitant un retour rapide sur la qualité des pièces – souvent sans capacité d’inspection suffisante. Dans de nombreux cas, les clients bloquent des pièces en raison d’une qualité incertaine, bien que des remplacements soient urgemment nécessaires pour maintenir le flux de production.

Dans de telles situations, une inspection CT temporaire peut offrir une solution viable – à condition d’être rapidement déployable, configurable selon les besoins, et économiquement justifiable.

Exigences pour un système CT temporaire

La tomographie computérisée est devenue une méthode d’inspection bien établie, et de nombreuses fonderies disposent de leurs propres systèmes. Cependant, ceux-ci sont généralement conçus pour des analyses en laboratoire, nécessitent une évaluation manuelle et une expertise avancée. Ils ne sont pas adaptés à des processus d’inspection rapides – ou, s’ils le sont, ils sont liés à des lignes de production spécifiques. Une alternative flexible doit être mobile, immédiatement opérationnelle, adaptable à différents composants et types de défauts, et dotée d’un fonctionnement automatisé et intuitif. Elle doit en outre pouvoir s’intégrer dans les systèmes qualité existants et être économiquement exploitable.

L’implémentation s’effectue dans un conteneur de 20 pieds (Figure 1), équipé d’un blindage contre les radiations, d’une chambre de mesure spacieuse et d’une mise en service facile. Le système est piloté via une interface utilisateur intuitive. L’évaluation repose sur un logiciel modulaire avec des modules d’analyse préconfigurés : amélioration d’image, comparaison CAO, extraction de pores et canaux, analyse des épaisseurs de paroi et génération automatique de rapports.

Étude de cas 1: Analyse de l’épaisseur des parois dans un boîtier de stator

Malgré une préparation approfondie, incluant simulation, prototypage et production pilote, des problèmes de qualité inattendus sont apparus après le démarrage de la production (SOP) d’un boîtier de stator doté de canaux de refroidissement intégrés. Un mauvais positionnement du noyau a conduit à des épaisseurs de paroi inacceptables, et des ruptures de noyau ont généré des bavures et des copeaux dans les canaux (Figure 2). Une inspection temporaire à 100 % a donc été nécessaire.

Après une courte formation, le personnel de production a pu prendre en main le système. Un scan de code-barres identifie le montage approprié, charge automatiquement le programme d’inspection correspondant et traite uniquement les zones pertinentes – dans ce cas, douze zones prédéfinies pour la mesure de l’épaisseur minimale. L’évaluation se fait en parallèle du scan CT. Comme l’analyse est légèrement plus rapide que la numérisation, le temps de cycle est déterminé par la durée du scan. Ainsi, une inspection complète de chaque boîtier est possible toutes les 100 secondes.

Grâce à un traitement de données flexible, le programme d’inspection a pu être étendu à la détection des bavures et des copeaux – sans augmenter le temps de cycle. Les résultats sont immédiatement affichés dans un visualiseur pour les décisions OK/NOK. Pour des analyses plus approfondies, les données de mesure sont accessibles via un portail en ligne (Figure 3).

Étude de cas 2: Détection de bavures et de résidus de noyau dans une culasse

Pour un nouveau module de culasse avec un réseau de canaux complexe, le risque de formation de bavures et de résidus de noyaux était élevé. Comme l’installation prévue pour les tests de débit n’a pas été livrée à temps, une solution CT mobile a été utilisée en mesure transitoire.

Le principal défi venait des parois épaisses et des tolérances dimensionnelles élevées, qui limitaient la précision de l’alignement CAO en raison d’une qualité d’image restreinte. Un algorithme intelligent génère un « squelette » à travers les canaux et évalue les éléments de volume tout au long du parcours. Pour chaque segment, la couverture en matériau et la section minimale perpendiculaire au canal sont déterminées.

L’évaluation est faite en comparaison avec les spécifications CAO. Un réexamen par un expert via un portail en ligne est possible – par exemple, en cas d’interprétation divergente des tolérances. Cette évaluation automatisée permet ainsi des décisions d’inspection rapides et différenciées (Figure 4).

Évaluation basée sur le cloud: clé de la montée en charge

L’inspection CT temporaire doit souvent monter en charge rapidement – par exemple lors de ramp-ups ou de rappels. Les connexions par satellite et 5G permettent d’établir en quelques minutes un lien réseau stable et sécurisé. Selon le volume et la complexité des données, l’évaluation est réalisée dans le cloud. Celui-ci fournit des ressources virtuellement illimitées pour le traitement parallèle, l’évaluation assistée par IA et l’analyse statistique.

Les solutions présentées ne sont pas limitées à un système CT mobile. Elles sont généralement basées sur une reconstruction CT finalisée et peuvent être adaptées à tout système CT – à condition que les données soient disponibles dans un format standardisé. Cela ouvre de nombreuses possibilités d’application, indépendamment du site ou du type d’équipement.

Les systèmes CT mobiles avec évaluation automatisée offrent une nouvelle flexibilité pour l’assurance qualité dans les phases critiques de production. Ils allient les avantages de la technologie CT moderne avec une grande adaptabilité, des cycles courts et une puissance de calcul évolutive – localement et dans le cloud.