Une petite cavité dans une pièce moulée ou une fissure dissimulée dans une soudure peut compromettre les performances d'un composant sans laisser de traces visibles. Il en va de même pour les joints de soudure défectueux qui semblent intacts de l'extérieur. Pour les fabricants, il est essentiel de détecter ces défauts avant la mise en service des composants. Cependant, ouvrir chaque pièce pour examiner sa structure interne n'est pas envisageable. Les essais non destructifs (END) offrent une solution alternative. La radiographie industrielle et la tomographie assistée par ordinateur (TDM) permettent aux ingénieurs d'examiner les structures internes sans endommager le composant.

Cependant, la détection d'une irrégularité n'est que le point de départ. Les ingénieurs doivent aussi déterminer sa taille, son emplacement et sa forme afin d'en évaluer l'importance. L'analyse d'images avancée permet de transformer ces observations en données mesurables.

Qu'est-ce que le contrôle non destructif et pourquoi est-il important ?

Les essais non destructifs (END) désignent les méthodes utilisées pour évaluer les matériaux et les composants manufacturés sans altérer leur état de façon permanente ni compromettre leur utilisation prévue. Contrairement aux méthodes destructives, comme la section d'un composant pour un examen microscopique ou sa soumission à des essais de rupture mécanique, les END permettent aux fabricants d'évaluer la qualité de leurs produits tout en préservant la pièce inspectée.

Cette technique est particulièrement précieuse pour l'inspection de composants coûteux ou essentiels à la sécurité. Les fabricants du secteur aérospatial, par exemple, utilisent les essais non destructifs pour examiner les pièces moulées et détecter la porosité interne, tandis que les constructeurs automobiles et les fabricants d'électronique s'en servent pour inspecter les composants structurels et les joints de soudure.

Les essais non destructifs (END) contribuent également à l'amélioration de la production. En examinant les défauts récurrents, les fabricants peuvent en déterminer les causes, contrôler la constance des processus et identifier les possibilités de réduire les rebuts et les déchets. Plusieurs méthodes sont utilisées en END, notamment les contrôles par ultrasons, les contrôles par magnétoscopie et l'inspection radiographique. La radiographie industrielle et la tomographie sont particulièrement utiles lorsque l'inspection nécessite un examen détaillé des structures cachées.

Comment les rayons X et la tomodensitométrie industrielle révèlent les défauts cachés

Le contrôle par rayons X industriels consiste à diriger un rayonnement à travers un composant et à capter les rayons X transmis à l'aide d'un détecteur. Les différences d'épaisseur, de densité et de composition du matériau engendrent des variations dans l'image bidimensionnelle résultante, permettant ainsi aux inspecteurs d'identifier les défauts internes tels que les porosités, les fissures et les inclusions.

Identification et séparation des défauts au sein de données de tomodensitométrie complexes

Localiser un défaut ne signifie pas le comprendre. Les ingénieurs doivent isoler chaque caractéristique avant de pouvoir la mesurer et l'évaluer. Prenons l'exemple d'une pièce moulée en métal ayant une porosité interne. Un scanneur peut révéler de nombreux vides répartis dans toute la pièce. Pour évaluer leur importance, les ingénieurs doivent d'abord séparer ces vides du métal environnant, puis distinguer les pores individuels les uns des autres.

Il s'agit de deux tâches de segmentation distinctes. La segmentation sémantique classe les voxels selon leur matériau ou leur type de caractéristique, comme le métal ou la porosité, tandis que la segmentation d'instance attribue à chaque pore un label individuel. Cela permet aux ingénieurs de compter, mesurer et comparer les défauts indépendamment, au lieu de considérer toute la porosité comme une seule région. La segmentation d'instance devient particulièrement complexe lorsque les pores ont des contours irréguliers ou sont reliés par des passages étroits. Même lorsque ces régions sont correctement classées comme porosité, des pores voisins peuvent être identifiés comme un seul objet, ce qui fausse le comptage des pores et les mesures de leur taille.

Mesurer les défauts pour comprendre leur taille, leur forme et leur répartition

Une fois les défauts isolés, les ingénieurs peuvent examiner leurs caractéristiques individuelles. Par exemple, deux pièces moulées peuvent présenter un nombre similaire de pores, mais différer considérablement par leur taille et leur répartition. L'une peut contenir de nombreux petits vides dispersés, tandis que l'autre présente une cavité plus importante concentrée près d'une surface critique. L'analyse quantitative aide les ingénieurs à distinguer ces situations en examinant les caractéristiques mesurables de chaque défaut. Dragonfly 3D World permet de mesurer des structures segmentées, notamment le volume, la surface, la forme et les relations spatiales.

La version 2027 introduit les maillages multiples pour les utilisateurs disposant d'une licence complète, permettant d'étiqueter et de mesurer individuellement, avec une précision subvoxel, les composants non connectés au sein d'un maillage de surface. Contrairement aux régions d'intérêt basées sur les voxels, qui peuvent produire des contours irréguliers, les maillages permettent de représenter les surfaces courbes et les géométries irrégulières avec une plus grande précision.

Analyse multi-mailles dans Dragonfly 3D World 2027, montrant les vides internes avant et après l'identification et l'étiquetage des composants individuels.

Les ingénieurs peuvent calculer les caractéristiques de chaque composant d'un maillage, notamment le volume, la surface, la sphéricité, le rapport d'aspect, les dimensions de Feret et la distance minimale jusqu'à une autre surface ou structure. En analyse de porosité, ces mesures permettent de caractériser les vides individuels et d'examiner les variations au sein d'un composant. Les mesures obtenues peuvent être filtrées et classées afin d'étudier des tendances, comme la distribution des tailles de pores ou la présence de défauts particulièrement importants.

3D World La version 2027 introduit aussi les annotations par flèche scalaire, permettant aux ingénieurs d'afficher les mesures sélectionnées directement à côté des éléments dans les vues 2D et 3D. Ces résultats peuvent ensuite être évalués en fonction des exigences de conception du composant et des critères d'inspection applicables.

Comparaison des tomodensitométries avec les modèles CAO pour identifier les écarts géométriques

Au-delà de la détection des défauts, les essais non destructifs permettent de vérifier la conformité des composants fabriqués à leur géométrie prévue. Ceci est particulièrement utile pour les pièces moulées et les pièces fabriquées par impression 3D, dont les dimensions internes peuvent être difficiles à contrôler par les méthodes de mesure conventionnelles.

Prenons l'exemple d'une pièce fabriquée par impression 3D et comportant un canal interne. Bien que son apparence extérieure soit conforme à la conception originale, le canal peut présenter des écarts géométriques dus à la fabrication. La tomographie industrielle permet de saisir la géométrie interne, offrant ainsi aux ingénieurs la possibilité de comparer la pièce fabriquée à son modèle CAO nominal.

Transformer les résultats d'inspection en rapports clairs et partageables

Après une inspection, les ingénieurs doivent communiquer leurs conclusions aux équipes chargées de l'évaluation de la qualité des produits, ainsi qu'aux clients le cas échéant. Une analyse de porosité, par exemple, peut combiner une visualisation 3D du composant avec des mesures des vides individuels et des annotations mettant en évidence les zones problématiques. La présentation conjointe de ces résultats facilite leur interprétation par les intervenants, mais la préparation de cette documentation nécessite souvent le transfert de données entre les applications.

3D World La version 2027 introduit Report Builder, qui centralise l'analyse et la documentation. Les utilisateurs peuvent ainsi combiner des captures d'écran annotées, des tableaux de mesures, des histogrammes et d'autres résultats dans des rapports structurés.

3D World 2027 Report Builder permet aux utilisateurs de compiler les résultats d'inspection, les mesures et les visualisations dans des rapports structurés.

Les rapports peuvent être exportés aux formats PDF et HTML. Les utilisateurs disposant d'une licence complète ont également accès à des options de personnalisation supplémentaires, notamment l'exportation vers Word et l'intégration de modèles de surface 3D. Pour les situations où les intervenants ont besoin d'examiner les données de manière interactive, la version gratuite est disponible. Dragonfly Session Viewer offre une autre façon de partager les résultats.

Les destinataires peuvent ouvrir les fichiers de session et d'objets compatibles exportés à partir d'une version entièrement sous licence de Dragonfly 3D World La version 2027.1 ou ultérieure permet d'explorer les données en 2D et 3D sans nécessiter de licence logicielle complète. Les ingénieurs peuvent ainsi partager des données plus riches que de simples captures d'écran tout en préservant l'analyse originale.

Tirer le meilleur parti des essais non destructifs grâce à l'analyse d'images avancée

Les rayons X et la tomographie industrielle permettent d'inspecter les structures internes sans endommager les composants, mais la valeur d'une inspection dépend de l'efficacité avec laquelle ses résultats peuvent être analysés et appliqués. De l'identification des défauts individuels à la vérification de la géométrie de fabrication, l'analyse d'images avancée aide les ingénieurs à passer des observations visuelles à des résultats mesurables.

3D World 2027 réunit ces capacités d'analyse, permettant aux ingénieurs d'examiner les défauts avec plus de précision, d'évaluer la géométrie des composants et de communiquer leurs conclusions au sein d'un flux de travail intégré. En associant la détection des défauts à une analyse détaillée, les ingénieurs peuvent optimiser l'utilisation de leurs données de tomographie tout au long du processus d'inspection.