Images de défauts en tomographie
La tomographie est une nouvelle technologie CND (Contrôle Non Destructif) permettant d'obtenir une reconstruction 3D des défauts internes. Les défauts peuvent donc être visualisés et quantifiés avec précision (position dans l'espace, taille, facteur de forme, ...).
Tomographie (Youtube) - Projet CTIF
Quel est le principe de la tomographie ?
La tomographie consiste à utiliser une source radio (micro foyer) sur une pièce ou un échantillon en rotation. L’image en 3D est ensuite reconstruite par calcul.
Par rapport à d’autres moyens d’analyse de défauts internes, la tomographie présente des avantages :
- vrai image en 3D qui permet de visualiser et diagnostiquer finement les défauts interne,
- quantification (de la géométrie pièce et des défauts)
Mais impose également des contraintes :
- coût de l’outil
- temps d’analyse.
Que permet d'analyser la tomographie ?
La tomographie permet de faire deux choses:
- Du contrôle dimensionnel sur pièce 3D
- Du contrôle de santé interne sur pièce
Un fondeur peut-il s'équiper ?
Oui, certains ont commencé à le faire à des fins de contrôle dimensionnel et de santé pièce. Des clients ou centres de R&D sont équipés également d'un tomographe.
La quantification de défauts internes
La micro-tomographie, utilisé par CTIF dans un projet de R&D, a permis d'acquérir des images avec une résolution comprise entre 3 µm et 20 µm (1 voxel = 20 µm). Différents matériaux ont été analysés (Al Si9Cu3, Al Si12, Al Si17Cu3, zamak, magnésium, fonte GS, mousse d'aluminium). La grande majorité concernait la fonderie sous pression (Al, Zn), sujet de ce projet de R&D.
La tomographie permet d'avoir accès aux informations suivantes :
- taux de porosité (dans une zone de pièce)
- diamètre des pores (moyen, mini, maxi)
- facteur de forme des pores
- distance des pores à la peau de pièce. Ce paramètre a une importance cruciale pour la tenue en fatigue (en flexion alternée, mais également dans une moindre mesure en traction/compression) dans le sens où les défauts très proches de la surface initient les fissures de fatigue.
Toutes ces données nécessitent cependant une opération de dépouillement manuelle :
- Isoler la zone intéressante
- Réaliser une opération de seuillage (transformation d'une image initiale en niveau de gris en une image binaire noir-blanc). L'opération de seuillage (en analyse d'image) est clairement la plus délicate.
- Opérations d'érosion et dilatation qui permettent d'éliminer le bruit (résultant du seuillage) et les trop petits défauts afin d'avoir un nombre de pores facilement analysable.
- Analyse proprement dite du fichier pour rendu réaliste et transfert vers un tableur type Excel.
Traitement d'image
Traitement d'images de défauts
Analyse et quantification des pores
Distance à la surface (et diamètre de pore en ordonnée) pour une pièce en aluminium de 3.5 mm d'épaisseur
Pores par rapport à la surface de pièce (gauche et droite) de pièce.
La zone en peau de pièce est relativement saine.
Images de défauts 3D en tomographie
Micro-retassure (vue 3D) - Shrinkage
Reprise (vue 3D) - Cold shut
Soufflure (vue 3D) - Blowhole pores
Retassure (vue 3D) sans filtrage - shrinkage (without erode and dilate operations)
Retassure (Al Si9Cu3)
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Soufflure
Un moyen de CND d'avenir
La tomographie est un moyen de contrôle qui commence à sortir de la R&D et est amené à se développer industriellement dans l'avenir car permettant d'accéder à des informations complémentaires par rapport à la radioscopie.
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