Jeter un coup d'œil aux valeurs internes : inspection térahertz de la fibre

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La spectroscopie au moyen d'ondes ultra-courtes dans la gamme des térahertz est une méthode très prometteuse pour les essais volumétriques dans les matériaux non conducteurs. Il a été intégré pour la première fois en tant que technologie supplémentaire dans un système d'essais non destructifs (END) Accubot multimodal de Fill dans le cadre du projet "Attic" de trois ans avec une implication internationale dirigé par Eureka.

Les plastiques renforcés de fibres de verre (GFRP) et les matériaux naturels renouvelables, tels que le bois et le liège, sont de plus en plus utilisés dans la construction légère industrielle. Les dommages invisibles à l'œil nu après les processus de formage et le traitement mécanique rendent indispensable un contrôle qualité continu des composants légers.

Le projet Attic s'est concentré sur le développement d'une solution de forage, de surveillance et d'inspection entièrement automatisée pour les composites en fibre de verre. Des profileurs laser à haute résolution ont été utilisés pour surveiller les outils de forage composites afin de s'assurer que le niveau d'usure était acceptable avant chaque opération. Ceci a été combiné avec des techniques d'apprentissage automatique pour optimiser les paramètres de traitement des outils tels que les vitesses de perçage.

La surveillance a été incluse en tant que partie automatisée du processus, réduisant le besoin d'interprétation par l'opérateur. Une fois les trous forés, l'inspection du matériau parent autour du trou a été effectuée à l'aide d'une imagerie térahertz.

L'inspection fiable et précise des composites épais en fibre de verre à l'aide d'une méthode sans contact est un changement radical dans le secteur des essais non destructifs et un élément clé du projet Attic.

Les partenaires du projet sont Far-UK, TWI, Brunel University London, Recendt et Fill.

Une technique relativement nouvelle pour les essais volumétriques non destructifs (END) dans les matériaux non conducteurs est la spectroscopie au moyen d'ondes ultra-courtes dans le spectre térahertz (THz-Imaging). Cette bande de fréquence s'étend d'env. 100 GHz à 10 THz (longueur d'onde de 0,05 à 3,0 mm) et forme la frontière entre les ondes radio et lumineuses. THz-Imaging permet des examens sans contact de GFRP ou de pièces en bois sans aucune précaution de sécurité particulière. De plus, il peut être utilisé pour examiner les mousses ou pour déterminer la qualité de la soudure des thermoplastiques.

Parallèlement aux systèmes de production pour les secteurs de l'automobile, de l'aviation, du sport et de la construction, Fill développe et produit des solutions automatisées pour le contrôle non destructif des matériaux. De plus, l'entreprise a développé une solution avec les robots Accubot de haute précision qui peuvent fonctionner à la fois indépendamment et conjointement sur des axes linéaires fonctionnant en parallèle. Ces systèmes peuvent effectuer des inspections avec différentes méthodes. Un axe d'asservissement rotatif supplémentaire au point central de l'outil permet également de tester les composants dans de petites zones fortement déformées.

Les utilisations possibles de la spectroscopie térahertz pour les applications plastiques étaient auparavant limitées aux opérations de laboratoire. Fill a participé au projet Eureka Attic (Automated TeraherTz Imaging of Composites and tooling profiling) de trois ans pour développer un processus automatisé basé sur un robot pour la production et l'inspection ultérieure des trous de forage dans les composites renforcés de fibres de verre. Ce processus implique une inspection entièrement automatique du matériau autour du trou de forage à la recherche de défauts à l'aide de l'imagerie THz. L'intégration d'un spectromètre THz sur une bride de connexion rapide Flex Change a assuré la mise en œuvre rapide de cette technologie dans un système d'inspection robotisé de Fill. Le système flexible permet l'utilisation de THz-Imaging pour les pièces composites à fibres, même si celles-ci sont tordues ou librement formées. Il en va de même pour le contrôle des structures porteuses internes des pièces formées complexes issues de la production additive.

« Dans le projet Attic, THz-Imaging a atteint le niveau de maturité technologique (TRL) 5 comme autre technologie pour nos systèmes CND automatiques multimodaux », explique Harald Sehrschön, chef d'équipe de recherche et développement chez Fill. "L'intégration de la spectrométrie d'imagerie THz dans des systèmes CND entièrement automatiques permettrait un changement de méthodologie dans les tests de composants non destructifs automatisés pour de nombreux fabricants. Cependant, il reste encore beaucoup à faire avant l'application dans un projet client."

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