Avez-vous déjà entendu parler de la métallurgie en poudre ? Dans ce nouvel article, nous allons aborder cette technologie et mettre en lumière les méthodes d’inspection des machines de production.
Toutefois, avant de rentrer dans le vif du sujet, une petite définition s’impose. Pour vulgariser le plus simplement possible, ce domaine rassemble divers procédés de fabrication qui se font à base de poudres métalliques. Le processus de métallurgie des poudres permet la production en masse de petits composants/pièces spécifiques, dans l’optique de ne pas gaspiller le matériel de production.
Une préparation minutieuse
Diverses poudres métalliques sont préparées ; ou mélangées ; dans des proportions appropriées. Ces dernières sont complétées avec des poudres pré-alliées qui correspondent aux besoins fonctionnels de votre composant. Chaque pièce réalisée n’aura pas la même utilisation, c’est pourquoi les poudres utilisées diffèrent.
Le déroulement de pressage initial produit un “tassage” de la matière ; ou la forme de la pièce souhaitée grâce à des moules. Cependant, à ce stade, les pièces ont une résistance, conçue uniquement à des fins de manipulation. Ayant trouvé un nouvel aspect, elles sont ensuite envoyées dans un four de frittage, où elles sont chauffées juste en dessous du point de fusion, afin que les particules soient liées plus étroitement, pour former la résistance structurelle. Le processus de frittage comprend un préchauffage, un chauffage élevé (zone chaude) et une zone de refroidissement. Pour garantir un frittage correct, la vitesse de chauffage, la température maximale, la durée, la vitesse de refroidissement et l’atmosphère du four doivent toutes être contrôlées et surveillées de près. Faute de quoi le produit fini risque de présenter des défauts. C’est là qu’intervient l’inspection des produits de la métallurgie des poudres.
L’importance de la maintenance préventive
Taux d’inspection lent et disponibilité des travailleurs
La métallurgie des poudres produit généralement de petits composants à caractères uniques en grandes quantités, qui doivent être inspectés avant d’être livrés aux clients. Mais avec une production en masse, l’inspection à l’œil nu n’est tout simplement pas assez rapide pour répondre à la demande.
Dans la même lignée, il est difficile de prévoir la disponibilité des travailleurs, puisque celle-ci a été limitée à cause de la pandémie actuelle. Les usines sont obligées de réduire leurs effectifs, et de limiter les employés pour des raisons de distanciation sociales, encore applicables aujourd’hui.
Le manque de précision de l’inspection humaine
Le processus de métallurgie des poudres comporte plusieurs étapes au cours desquelles le produit fini peut présenter des défauts, plus ou moins importants. Compte tenu du volume de production élevé, la capacité de l’homme à repérer les défauts de manière cohérente et précise est souvent affectée par son objectivité. Ceci est considéré comme étant un défaut qui est étroitement lié à la fatigue, issue des longues heures de travail.
Des défis environnementaux liés au déploiement de l’inspection automatisée
L’idée de mettre en place une inspection automatisée a très vite été mentionnée, mais elle s’est immédiatement heurtée à des problèmes environnementaux, tels que les chocs et les vibrations des machines, les températures élevées et la poudre de métal dispersée dans l’air, qui peut s’infiltrer dans le châssis de l’ordinateur.
Des solutions d’automatisation mises en place
Afin de répondre à la demande, Neousys a été sollicité pour la mise en place de PC industriel fanless. La mise en œuvre d’une solution d’inspection des machines va permettre de répondre aux exigences d’un grand nombre de travailleurs. Les PC fanless de la série Nuvo-8000 possèdent les caractéristiques suivantes :
– Ils sont équipés de supports d’amortissement brevetés pour résister aux chocs et aux vibrations ;
– Il sont certifiés MIL-STD-810G ;
– Ils ont non pas de ventilateur interne pour éviter l’accumulation de poussière de poudre métallique dans le châssis ;
– Ils fonctionnement jusqu’à 60°C, sans dégradation des performances ;
– Ils sont connectés à des caméras PoE ;
– Ils sont couplés à un éclairage approprié, à un contrôleur d’éclairage pour une capture ; d’image à grande vitesse et à un algorithme logiciel de détection, il peut détecter les creux, les protubérances, les décolorations, les marques de pression, les rayures, etc.
Grâce à cette solution d’inspection, les usines de métallurgie ont gagné en productivité. Il a été remarqué que le volume inspecté par jour peut atteindre 86 000 échantillons avec un temps d’inspection d’une seconde par échantillon, contre environ 4 000 inspections d’échantillons par travailleur et par jour.
Grâce à une base de données sans cesse croissante composée d’images des défauts et des non-défauts, il est désormais possible d’apprendre et de se référer. Avec le temps, le système continue à renforcer sa cohérence et sa précision chaque fois qu’il scanne un échantillon. C’est l’une des raisons pour lesquelles les inspections par apprentissage automatique affichent systématiquement des taux de précision plus élevés, tout en continuant à apprendre en ajoutant des données à la base déjà existante. En ce qui concerne la cohérence, contrairement aux inspecteurs humains qui peuvent ressentir de la fatigue, des préjugés ou être limités par des capacités de vision différentes d’un employé à l’autre ; les caméras de vision industrielle, associées à un éclairage approprié, peuvent au contraire inspecter de manière impartiale et cohérente, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7.
Compte tenu de l’amélioration de la cohérence, de la précision et de la productivité, les avantages de l’investissement dans l’inspection par apprentissage automatique l’emportent sur le coût, à long terme.