Mesures 3D en ligne des courbures de profilés composites

Le leader mondial des profilés carbone et fibres de verre fait confiance au scanner 3D de Creaform pour des mesures de courbures en 3D, directement sur le site de production.

Fiberline A/S est une entreprise familiale danoise fondée par Henrik et Dorthe Thorning en 1979.

Elle est aujourd’hui le premier fabricant au monde de profilés en carbone et fibre de verre. Le siège social et le centre technologique sont tous deux situés à Middelfart, au Danemark, mais l’entreprise compte également un site de fabrication en Chine. Elle emploie désormais plus de 300 personnes, qui partagent une fascination commune pour les matériaux et les processus de fabrication innovants. Avec la technique pultrusion de Fiberline A/S, les fibres sèches sont déroulées en continu à travers un moule fermé, dans lequel une matrice est insérée. Le produit qui en résulte présente des propriétés très spéciales, pouvant être adaptées aux besoins spécifiques des clients.

Les produits de Fiberline A/S sont utilisés principalement dans trois secteurs : les éoliennes, les fenêtres et façades, ainsi que les profilés structurels. Dans la fabrication des éoliennes, les profilés en carbone et fibre de verre permettent de renforcer des pales de turbines parmi les plus longues au monde. Les excellentes propriétés isolantes des fibres de verre améliorent l’équilibre énergétique des fenêtres et façades des bâtiments. Concernant les profilés structurels, la résistance, le faible poids et la durabilité des produits de Fiberline A/S permettent de concevoir des solutions intelligentes, notamment dans la fabrication de ponts.

Mesure des courbures de profilés composites

Auparavant, Fiberline A/S utilisait une station de mesure manuelle pour inspecter la courbure des profilés composites. Cette méthode fonctionnait bien mais, s’agissant d’un dispositif stationnaire, l’équipe devait découper les pièces de test directement sur la ligne de production, ce qui entraînait une diminution du rendement. L’objectif était donc de trouver une manière aisée de mesurer la courbure des profilés en continu, sans interrompre leur cycle de production.

HandySCAN 3D numérisant les cibles de positionnement

Le scanner portable HandySCAN 3D™ de Creaform a retenu l’attention de Fiberline A/S dans sa recherche de solutions. Avec la collaboration de Kvejborg APS, le distributeur de Creaform au Danemark, une réponse technique a été mise au point. Plutôt que de conduire les inspections manuellement en découpant les matériaux pour effectuer les essais, le HandySCAN 3D a permis d’effectuer des mesures en ligne, évitant ainsi les rebuts inutiles de matériaux.

Les profilés en composite de carbone sont réalisés via un processus appelé la pultrusion, au cours duquel les fibres de carbone sont mélangées à une matrice dans un outil. Les profilés font moins d’1 cm de hauteur, pour plus de 100 mm de largeur et comportent plusieurs largeurs. Une grande unité de traction tire le profilé hors de l’outil, qui suit ensuite un transporteur à rouleaux. Les profilés minces sont alors enroulés en larges bobines de plusieurs centaines de mètres.

Les profilés composites en carbone sont réalisés via un processus appelé pultrusion.

Afin de garantir que les profilés soient complètement droits, il est nécessaire d’effectuer des tests pour évaluer la torsion sur une longueur de 8 m. C’est pourquoi Fiberline A/S a installé trois stations de mesure juste en dessous du transporteur à rouleau, sur lequel passent les profilés. On place sur ces trois stations des cibles de positionnement. L’installation avec ces cibles est alors numérisée et enregistrée en tant que fichier de référence.

Exemple de mesure de profilés avec des courbures

Lorsque les opérateurs souhaitent effectuer une mesure de la courbure d’un profilé, ils utilisent alors le HandySCAN 3D, un ordinateur avec le logiciel d’acquisition VXelements, ainsi qu’un scanner de code-barres pour numériser le profilé composite. Les données numérisées et le code-barre de la pièce sont saisis dans un logiciel, avec les informations de la ligne de production spécifique, le numéro de lot pour la bobine spécifique et les identifiants des opérateurs. Le système génère automatiquement un horodatage. Les opérateurs peuvent ensuite numériser le profilé à chaque station de mesure. Une fois le processus effectué, les données numérisées sont importées dans le logiciel Polyworks. La numérisation est comparée au fichier de référence. Le logiciel détecte automatiquement toute présence d’une légère courbure sur la longueur de 8 m des profilés numérisés.

Kristine Lund, ingénieur en technologie de production chez Fiberline A/S explique : « En plus de sa simplicité d’utilisation, le HandySCAN 3D est le système d’inspection le plus précis sur le marché. De nombreuses personnes devant utiliser l’équipement, celui-ci doit être simple d’utilisation pour ne pas dépendre des compétences de l’opérateur. Le HandySCAN 3D de Creaform est utilisé dans l’atelier par cinq équipes différentes sur une semaine. La production fonctionne 24/7 ».

Avantages

Il existe d’autres systèmes sur le marché pour effectuer ce type de mesure en ligne, mais l’inspection aurait nécessité une installation bien plus complexe. Maintenant, obtenir des mesures est aisé et il est possible d’utiliser le même équipement sur plusieurs lignes de production, plutôt que d’utiliser une configuration stationnaire.

Aujourd’hui, Fiberline A/S n’a plus besoin de découper des pièces de test pour effectuer les mesures, ce qui permet de réaliser des économies et d’améliorer le rendement. Chaque mesure individuelle est désormais documentée automatiquement, ce qui évite un traitement manuel. De plus, les mesures étant prises directement sur la ligne de production avec affichage immédiat des résultats, il est possible d’intervenir bien plus rapidement en cas d’écart.

Fiberline A/S est pleinement satisfait de la solution technique et du support apportés par la Société Kvejborg, distributeur de Creaform. Le scanner HandySCAN 3D, par sa simplicité d’utilisation et son extrême précision, a parfaitement répondu aux attentes. Toutes les modifications demandées après l’implémentation initiale sur les programmes ou sur le système ont été effectuées avec succès.