La surface la plus difficile est celle qu'on ne voit pas

Lors de la conception d'un système de test, les éléments visibles posent rarement problème. La difficulté survient lorsqu'il des surfaces internes : la paroi d'un trou borgne, l'intérieur d'un tuyau, une gorge derrière un bord, une rainure à l'intérieur d'un composant. Ce sont précisément ces zones qui abritent souvent les éléments fonctionnels critiques : surfaces d'étanchéité, ajustements, pistes filetées.

Pourquoi la vérification des surfaces internes soulève trois problèmes à la fois

Accessibilité. Le capteur doit être positionné physiquement à l'endroit où se trouve la fonction. Pour un alésage de quelques millimètres de diamètre seulement, il n'existe pas de lentilles conventionnelles adaptées.

Éclairage. Dans cet espace restreint, la lumière ne peut pénétrer latéralement. L'éclairage et l'image convergent par le même point d'accès. Par ailleurs, chaque paroi intérieure génère de multiples reflets qui altèrent le contraste.

L'échelle de l'image varie avec la profondeur. La paroi du forage est parallèle à l'axe optique. Ce qui est proche de l'ouverture apparaît agrandi, ce qui est profond apparaît réduit ; obtenir une image nette des deux simultanément exige un effort considérable.

Là où s'arrête l'inspection visuelle et commence la métrologie

Pour une inspection visuelle sommaire, un endoscope est souvent suffisant. L'inspecteur peut ainsi vérifier la présence d'un éclat dans le canal ou de rayures sur la paroi. En revanche, il n'obtient pas de valeur numérique reproductible. Deux inspecteurs évalueront différemment la même image, et un même inspecteur l'évaluera différemment en fin de poste qu'en début.

Dès lors qu'il est nécessaire de quantifier une caractéristique – diamètre, circularité, profondeur de rugosité ou profondeur de défaut – l'acquisition de données par mesure est incontournable. Selon la tâche, différentes méthodes conviennent : capteurs confocaux chromatiques pour la mesure de distance haute résolution dans un espace réduit, tomographie par cohérence optique pour l'étude des couches et des structures en profondeur, et optiques internes spécifiques pour le déploiement complet d'une paroi de forage en une seule image.

Les tuyaux constituent un cas particulier avec leur propre logique

Pour les tubes en acier et en acier inoxydable, une seconde exigence s'ajoute à l'inspection interne : elle porte non pas sur une section isolée, mais sur la longueur totale. L'inspection ne se concentre pas sur un élément ponctuel, mais sur l'état de la totalité du tube : cordon de soudure interne, défauts de surface, épaisseur de paroi. Par conséquent, le dispositif d'essai doit accompagner le matériau au lieu de s'y immobiliser. Pour en savoir plus, consultez la section « Solutions d'essai pour les tubes en acier et en acier inoxydable ».

Pourquoi ces tâches nécessitent une étude de faisabilité

Pour les éléments facilement accessibles, il est généralement possible d'estimer, à partir du dessin et des tolérances, si un contrôle optique est réalisable. Cette méthode est en revanche peu fiable pour les surfaces internes. En effet, elle dépend trop de détails qui ne deviennent visibles que sur la pièce elle-même : la réflexion de la lumière par la surface, la diffusion des marques d'usinage et l'écart entre deux pièces d'un même lot.

C’est pourquoi chaque offre que nous formulons est précédée de tests avec des composants réels. Il en résulte soit un concept robuste, soit la conclusion étayée que la tâche ne peut être accomplie avec le niveau de sécurité requis sur la seule base d’un examen visuel. Ces deux constats sont bien plus précieux qu’une promesse qui ne pourra être tenue.

L'effort réside dans la manipulation, pas dans l'apparence

Un point souvent sous-estimé lors du calcul du coût de tels systèmes est que la véritable difficulté réside souvent moins dans le capteur lui-même que dans son positionnement précis et constant. Avec un alésage de huit millimètres de diamètre, un décalage de quelques dixièmes de millimètre seulement peut rendre l'image inutilisable.

Il en résulte des exigences pour le système d'alimentation qui, initialement, n'ont rien à voir avec l'inspection elle-même : la pièce doit arriver à une position définie, sa position réelle doit être enregistrée et le mouvement du capteur doit être aligné en conséquence. Lorsqu'il faut inspecter plusieurs trous sur une même pièce, la question de la séquence se pose également ; chaque repositionnement engendre un temps d'inspection supplémentaire.

En pratique, une part importante du travail de développement se concentre donc sur la mécanique et la planification des processus. Ceux qui ne prennent en compte que les capteurs sous-estiment généralement et considérablement l'effort et le temps de cycle d'un tel système.

Toute personne souhaitant faire inspecter des surfaces internes doit donc décrire non seulement la caractéristique dès le départ, mais aussi comment le composant arrive et le temps disponible par pièce.

Vous trouverez un aperçu de nos solutions pour ce domaine dans la section « Inspection des surfaces internes » . Veuillez nous contacter pour une évaluation de votre composant .

Sources complémentaires : Pour plus d’informations sur l’état de l’art, voir VDMA Industrial Image Processing. Les fondements de nombreuses méthodes utilisées ici proviennent de la recherche en production, notamment de l’ Institut Fraunhofer pour les technologies de production (IPT), dont est issu MABRI.VISION en 2015.