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Évaluation de la précision des scanners 3D avec une norme ISO pour améliorer la qualité de fabrication

En métrologie, la précision et l’exactitude sont essentielles pour garantir la qualité dans les processus de fabrication. L’utilisation de technologies avancées telles que les scanners 3D et les machines de mesure tridimensionnelles (MMT) dans des secteurs tels que l’automobile et l’aéronautique permet d’obtenir des mesures précises indispensables au contrôle de qualité.

Il est important d’évaluer la performance d’un scanner 3D lorsque la qualité et la précision sont cruciales. Dans ce contexte, la norme ISO 10360-08 fournit un cadre rigoureux pour tester et valider la performance des scanners 3D en utilisant les termes test de forme (P Form) et test de taille (P Size). Cependant, une compréhension incomplète ou erronée de cette norme peut conduire à des choix sous-optimaux de technologies de scanner 3D, affectant négativement le contrôle de qualité des pièces produites. Pour approfondir ce sujet, nous examinerons deux aspects qui sont souvent source de confusion : les tests P Form et P Size, ainsi que l’interprétation des résultats des tests exprimés en termes de 1 sigma (±1σ) ou 2 sigmas (±2σ).

Quelle est la différence entre les tests P Size et P Form ?

La confusion entre ces deux types de tests peut conduire à une évaluation inadéquate de la performance d’un scanner 3D.

P Form : Ce test détermine la distribution des points sur une surface scannée.

Il peut être utilisé pour évaluer le bruit de mesure. Réalisé sur une sphère calibrée, il dessine une enveloppe autour de la sphère (comme une coquille) couvrant 95% des points scannés (2 σ). Pour le résultat du test, l’épaisseur de la coquille est divisée par deux car elle est exprimée à ±2 σ. Plus la valeur est proche de zéro, moins le nuage de points est bruité.

Illustration décrivant le calcul de la propriété PForm

P Size : Ce test détermine l’erreur de scan lors de la mesure d’une dimension.

Réalisé sur une sphère de référence, il donne la différence entre le diamètre mesuré par le scanner (déduit par la méthode des moindres carrés à partir de 95% des points scannés) et le diamètre réel de la sphère scannée. Plus le résultat est proche de 0, plus le scanner est précis lors de la mesure de la taille des formes géométriques.

Illustration décrivant le calcul de la propriété PSize

4 cas possibles d’exactitude et de précision

Illustration décrivant la différence entre l'exactitude et la précision

En savoir plus sur la norme ISO 10360-08.

Dans le domaine de la métrologie, les tests ISO 10360-08 sont utilisés pour analyser et évaluer un système de mesure 3D, tant sa précision (à travers le test P Size) que son exactitude (à travers la cohérence des tests P Form et P Size). Une sphère précisément calibrée (ou un plan) est essentielle pour des tests rigoureux.

Ces paramètres aident à garantir que les mesures répondent aux normes de qualité requises et fournissent des données fiables pour diverses applications industrielles, y compris le contrôle qualité, l’inspection et la rétroconception.

Qu’est-ce que 2 sigmas ? Est-ce la même chose que ±2 sigmas ?

L’écart-type (σ) est une mesure statistique qui quantifie la quantité de variabilité ou de dispersion d’un ensemble de valeurs. Plus précisément, elle mesure combien les points individuels s’écartent en moyenne de la valeur moyenne des mesures.

Dans l’industrie de la métrologie, σ (sigma) est utilisé pour évaluer la consistance et la fiabilité des mesures obtenues à partir d’un scanners 3D. Cela aide à comprendre la précision de ces outils de scan.

Manipulation de la précision d’un scanner 3D basée sur le test P Form

Parfois, les fabricants sont tentés de manipuler les tests pour valoriser leurs produits. Un exemple notable touche la spécification de l’écart de forme (P Form). Considérez deux scanners, l’un avec un écart de forme de 15 µm et l’autre de 18 µm.

À première vue, le premier scanner peut sembler supérieur. Cependant, son erreur de forme est calculée en utilisant 1 sigma (σ), ne capturant que 68% des points les plus précis, en contraste avec le second scanner qui utilise 2 sigma (σ), englobant 95% des points de données. Par conséquent, le second scanner est probablement plus performant. Bien qu’un observateur avisé puisse reconnaître cette tactique, les tests spécialisés conçus par les fabricants peuvent souvent rendre extrêmement difficile la comparaison équitable des produits.

Plus de productivité grâce à la numérisation 3D sur MMT

Les machines de mesures tridimensionnelles (MMT) sont des outils avancés qui mesurent automatiquement les objets de manière précise dans l’espace tridimensionnel à l’aide de capteurs et de logiciels. Ces machines peuvent être programmées pour mesurer des points spécifiques ou pour scanner des surfaces entières, créant des modèles numériques des objets. Cependant, les MMT utilisées avec des palpeurs sont limitées pour l’acquisition de détails et de géométries complexes et ne sont pas très rapide. Par conséquent, un scanner 3D intégré sur MMT est et une excellente solution pour numériser les détails et un outil de métrologie rapide qui permet d’accélérer les processus de mesure sur MMT.

Illustration décrivant le calcul de la propriété Sigma sur un nuage de points

Précision du système de scan. Que peut-on attendre ?

Grâce au tableau ci-dessous, nous pouvons voir que les mesures prises à partir d’un scanner 3D intégré sur MMT sont plus précises (14 µm) par rapport à un scanner monté sur un bras de mesure.

Table avec les atas sur la précision que l'on peut attendre de différents systèmes de mesure

Calibration des scanners 3D

Avec le temps, la précision et le résultat des mesures des scanners 3D peuvent être affectés par une utilisation prolongée. La recalibration implique de vérifier et d’ajuster votre scanner afin de vous assurer qu’il continue de répondre aux spécifications garanties par Kreon.

Découvrez en 7 points pourquoi le recalibrage d’un scanner 3D est si important.

Scanners 3D Kreon

Les scanners 3D sont un complément précieux aux MMT pour répondre aux exigences de production et de retour sur investissement, gagner du temps de contrôle et maximiser leur potentiel.

Utilisation dans des applications industrielles

Les scanners 3D Kreon Zephyr III offrent une polyvalence et une rentabilité améliorées en passant de manière transparente entre les applications sur une machine à mesurer tridimensionnelle (MMT) et sur un bras de mesure Kreon. Ces scanners disposent de capacités de numérisation exceptionnelles, offrant un avantage significatif à diverses fins telles que l’inspection, l’inspection du premier article (FAI), la rétroconception, le prototypage rapide et d’autres application exigeantes.

La précision avec la gamme de scanner Kreon Zephyr III

Leur précision de mesure exceptionnelle, atteignant jusqu’à 5 µm (±2σ) avec le Zephyr III 50, est cruciale pour obtenir les résultats attendus. Conçu pour numériser des détails les plus fins, le Zephyr III 50 offre également une résolution fine de 15 µm.

Répondre aux besoins croissants de productivité avec la gamme Zephyr III

Disponibles avec des lignes laser de 300 mm, 150 mm ou 50 mm, les scanners 3D Zephyr III sont des produits haut de gamme qui permettent de scanner facilement les pièces les plus complexes en un temps record. En tant que produit polyvalent, ils sont entièrement automatisé sur CMM et couvre tous les besoins de mesures 3D depuis le positionnement automatique du scanner jusqu’à l’utilisation d’un palpeur directement sous le scanner.

Certification ISO de Kreon

Kreon certifie ses produits pour assurer une confiance complète dans vos mesures 3D. Les scanners Kreon sont calibrés et certifiés suivant les normes ISO 10360-08. Conformes à leurs spécifications, les scanners Kreon s’intègrent parfaitement dans une démarche qualité rigoureuse. Kreon propose des plans de garantie et de maintenance pour garantir la fiabilité à long terme des spécifications du produit.

En résumé, comprendre correctement les normes ISO et les paramètres tels que P Size et P Form sont des éléments essentiels pour atteindre la précision dans le contrôle. La qualité des produits est le résultat direct d’un engagement fort à adhérer aux normes établies.

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En résumé, comprendre correctement les normes ISO et les paramètres tels que P Size et P Form sont des éléments essentiels pour atteindre la précision dans le contrôle. La qualité des produits est le résultat direct d’un engagement fort à adhérer aux normes établies.