GE Druck investit dans un système de mesure sans contact pour mesurer les soudures de ses instruments de détection.

GE Druck (une division de GE Sensing) a recours à la gamme de systèmes de mesure et d'inspection optiques de Vision Engineering afin d’optimiser les normes de qualité de leurs instruments de détection.

Basé dans la région du Leicestershire, GE Druck est une division britannique de GE Infrastructure Sensing. L’un des principaux domaines de production de ce site est la fabrication d'une variété de capteurs utilisés dans divers secteurs d'activités, dont le secteur des soins de santé, pétrolier et gazier, des télécommunications et des transports.

Capteurs de pression de précision

Le nom de produits Druck est depuis longtemps associé aux capteurs de pression de précision et aux instruments de test / d’étalonnage s’y rapportant.

Leur gamme de produits comprend des appareils OEM à des prix relativement faibles et va jusqu’aux capteurs barométriques à résonance en silicone de très haute précision mesurant des pressions allant de moins de 0,001 à 1000 bar. La gamme de produits Druck inclut également des kits ADTS utilisés pour étalonner les instruments statiques des pilotes de différents types d’avion, allant des hélicoptères aux avions de combat supersoniques.

Des données anémo-barométriques aux systèmes de carburant des avions, en passant par la commande de vol et le contrôle des réacteurs, GE Infrastructure Sensing joue un rôle crucial dans une multitude de tests très rigoureux au sol / en vol et des applications de mesure de la pression en vol pour l'industrie aérospatiale mondiale.

Les produits incluent des capteurs de pression et du matériel d’essai très souvent utilisés par les fabricants et les compagnies aériennes pour les avions à voilure fixe et tournante dans l'aviation civile et militaire. Approuvés par la CAA/FAA, ces produits sont conformes aux normes RVSM les plus récentes.

Les instruments, ainsi que la gamme de capteurs, sont fabriqués sur le site GE Druck de la région du Leicestershire au Royaume-Uni, conformément à de nombreux systèmes de gestion fournissant des critères d’excellence à chaque étape de la production. Dans le cadre de certaines procédures de qualité, GE Druck doit se conformer à des normes extrêmement strictes dans tous les aspects de la fabrication.

Soudure par faisceau d’électrons pour une précision au micron près

GE Druck utilise les systèmes de Vision Engineering dans plusieurs zones d’assemblage de leurs instruments, y compris la zone où l’enveloppe extérieure des capteurs de pression utilisés dans l’aérospatiale est assemblée.

Les capteurs utilisés dans l’aérospatiale sont extrêmement sensibles et doivent faire preuve d'une précision au micron près. Le procédé de soudure par faisceau d’électrons est donc utilisé pour souder l’enveloppe extérieure vu qu’il minimise toute distorsion et contraction.

La soudure par faisceau d’électrons permet de joindre deux composants en les fusionnant à l'aide d'un faisceau d'électrons à grande vitesse accélérés à plus de 160 000 km/s. Cette méthode de soudure produit des intensités de puissance 5000 fois plus importantes que la soudure conventionnelle car le faisceau est concentré sur une zone précise de 0,2 mm de diamètre.

Cette technique de soudure permet une répétitivité élevée avec un contrôle optimal régi par un courant de filament déterminant le débit d'émissions d'électrons et accélérant la tension qui régule l'énergie cinétique des électrons. Le composé utilisé pour souder deux composants est généralement une refonte du matériau du composant.

Cette technique de soudure permet à l’ingénieur de souder dans des endroits qui seraient autrement inaccessibles et de souder plus rapidement dans les endroits plus faciles d’accès pour une productivité accrue.

Avantages du procédé de soudure par faisceau d’électrons : Contrôle précis de la pénétration et des dimensions, répétitivité élevée, absence d’impuretés, distorsion et contraction négligeables

Bien que cette technique de soudure puisse initialement sembler être une alternative avancée inutilement onéreuse à la soudure conventionnelle, les nombreux avantages et les économies réalisées lors d'opérations supplémentaires, comme la réduction des contraintes par exemple, contribuent à réduire le coût global de fabrication du produit.

Inspection de soudures à l’aide d’un microscope stéréo à zoom Lynx

Le procédé de soudure est utilisé pour souder la plaque d’impact et il est crucial, à ce stade, que la soudure soit conforme aux spécifications afin d’éviter tout écart potentiellement coûteux.

Une fois la plaque d’impact soudée, mais avant que le capteur n’atteigne sa pleine capacité de fonctionnement, les soudures de la plaque du capteur sont inspectées à l’aide d’un microscope stéréo à zoom Lynx de Vision Engineering.

La pénétration de la soudure peut n’être que de 5 µm, d’où l’importance d’une visualisation avec un fort grossissement. Les soudures de la plaque du capteur sont inspectées afin de détecter toute fissure, bavure, mauvais alignement et caniveau.

Il est important pour GE Druck d’obtenir des conseils sur les imperfections, par exemple, afin de savoir quelles soudures sont inutilisables et lesquelles peuvent être retravaillées.

Ils y sont parvenus en mettant en œuvre les conseils de la norme britannique BS EN 13919-1 sur les niveaux d’imperfections des soudures par faisceau d’électrons sur l’inox.

Lorsque des imperfections sont détectées lors de l'inspection, les soudures sur le corps du capteur sont mesurées pour être catégorisées en fonction de la norme utilisée.

La norme BS EN 13919-1 permet à GE Druck de prendre des décisions objectives concernant toute inexactitude légère pouvant se produire lors de la soudure par faisceau d’électrons. Ils peuvent, par exemple, s’apercevoir que la pénétration d’une soudure a augmenté de 5 µm et vouloir vérifier si cela peut avoir des répercussions.

Ceci est particulièrement important pour les composants qui seront utilisés dans des instruments (tels que des capteurs) pour l'industrie aérospatiale. Aucune erreur, même marginale, n'est permise sur ces capteurs intelligents et extrêmement précis.

La dimension des soudures est mesurée selon des tolérances strictes à l’aide du système de mesure optique Hawk.

Vu que la pénétration et les dimensions des soudures peuvent varier (en fonction du type de capteur), GE Druck a étudié plusieurs options de mesure répondant à leurs critères, dont des mesures avec des tolérances strictes dans les axes X, Y et Z.

En raison de la sensibilité et des tolérances strictes des capteurs fabriqués, une solution de mesure précise sans contact a été adoptée sous la forme du système de mesure sans contact Hawk de Vision Engineering.

Les spécialistes de la mesure Optimax Imaging and Measurement Limited ont fourni à GE Druck la solution de mesure Vision Engineering dont ils avaient besoin.

Peter Clements, directeur général d’Optimax, a suggéré le système Hawk comme la solution la mieux adaptée aux besoins de Stephen Broadbridge, directeur de service de GE Druck. Stephen Broadbridge a étudié plusieurs méthodes pour mesurer avec précision les dimensions des soudures avant de décider d’investir dans la méthode de mesure optique sans contact.

Le système Hawk fournit des mesures précises, ainsi qu’une répétitivité et une reproductibilité dans les trois axes. Lorsque les soudures doivent être mesurées afin d'être catégorisées, le capteur est tout simplement positionné sur la platine de mesure de 150 mm x 150 mm de haute précision afin de mesurer les soudures dans les axes X, Y et Z à l’aide des options de grossissement.

Une fois que le microprocesseur a enregistré les mesures, ces dernières sont saisies dans un tableau d’analyse qui fournit un niveau de qualité acceptable et la conséquence des dimensions, conformément à la norme BS EN 13919-1.

Mesures précises dans tous les axes grâce au microscope de mesure Hawk

Steve Broadbridge, directeur de service, explique l’importance de mettre en œuvre une norme et un processus pour la soudure par faisceau d'électrons :

« Les corps de capteur types fabriqués par notre service sont utilisés dans l’industrie aérospatiale et toute non conformité aux tolérances strictes requises par notre société et nos clients pourraient entraîner une perte de matériaux et de temps pour nos ingénieurs.

Afin d’optimiser la qualité et la précision de nos soudures, nous inspectons en premier lieu la plaque du capteur pour nous assurer qu’il n’y a pas d’erreur de finition et de dimension, puis, si nous pensons que tout aspect de la soudure est discutable, nous la mesurons dans les axes X, Y et Z ».

Il continue en expliquant l’importance d'utiliser un système sans contact. L’une de nos priorités lorsque nous recherchions une solution était de choisir un système de mesure sans contact en raison de la nature sensible et des tolérances strictes de nos corps de capteurs.

Nous nous sommes rendus compte que le système Hawk fournissait une image optique permettant de facilement détecter les contours des soudures pour permettre à nos ingénieurs d’être précis dans leurs mesures dans tous les axes ».
Exemple de capteur fabriqué avec une extrême précision sur le site GE Druck de la région du Leicestershire
Fig.1.0. Exemple de capteur fabriqué
avec une extrême précision sur
le site GE Druck de la
région du Leicestershire

GE Druck fournit une gamme de solutions d’instrumentation de plus en plus diversifiée dans tous les secteurs d'activité. GE Druck est en train de s’agrandir et de se diversifier rapidement afin de répondre à la demande pour des instruments toujours plus rapides, plus petits et plus précis grâce aux nouvelles technologies.

Dans cette optique, la société investit dans des équipements afin de garantir les plus hauts niveaux de précision et de qualité des composants constituant leur gamme complète d’instruments.

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