Effectuer des contrôles sur des surfaces sensibles, déformables ou réfléchissantes, Zeiss démontre tout l’intérêt de son capteur chromatique DotScan.

Orientable, monté sur une machine 3D Accura, le capteur chromatique Zeiss, qui utilise le spectre de la lumière blanche pour analyser son reflet, relève, sans contact, la topographie d’une pièce. Avantage : il permet d’effectuer des contrôles sur des surfaces sensibles, déformables, réfléchissantes ou à faible contraste, là où les systèmes tactiles et optiques montrent leurs limites. « Le DotScan mesure d’une manière aussi précise qu’un palpeur », assure Nicolas Manon, ingénieur d’application chez Zeiss à Montpellier (Hérault).

Ce nouvel équipement, travaillant sur trois plages de 10, 3 et 1 mm, est aussi un moyen de mesure rapide. « La vitesse d’acquisition des points est plus rapide qu’une acquisition tactile », indique M. Manon. Et les exemples de son utilisation ne manquent pas. Avec le DotScan, il est désormais possible de scanner des composantes métalliques de prothèses médicales, aux surfaces fortement réfléchissantes, « sans avoir à déposer un agent de contraste, souligne Zeiss. C’est la procédure habituelle lorsque l’on utilise un scanner laser. Mais cette étape prend du temps et a une influence défavorable sur les résultats de mesure. C’est pourquoi les fabricants de technologies médicales utilisent rarement cette méthode ».

Mesurer les surfaces laquées

Andreas Bucher, chef de produit machines à portique chez Zeiss métrologie industrielle, y voit une belle opportunité pour les constructeurs automobiles. « La surface des pièces recouverte de laque métallisée peut être scannée sans contact avec le DotScan, car la surface et les particules métalliques peuvent être examinées indépendamment ».

Équipant les machines de mesure Accura, ce premier capteur à lumière blanche, qui vient donc compléter le lot de capteurs tactiles et optiques nécessaires aux cycles de mesure, est monté sur une tête orientable, dont l’intégration a été un défi technologique. « Intégrer un capteur chromatique sur une tête articulée n’était pas chose aisée, raconte M. Bucher. Il a fallu une année entière pour concrétiser cette idée ». La prouesse : parvenir à une qualité de lumière identique quelle que soit la position du capteur. Pour cela, les ingénieurs ont cherché à diffracter le rayon lumineux sans perte, lequel est envoyé via un câble qui le guide à l’extérieur du foyer.

Avec sa tête orientable, offrant la possibilité d’incliner et de pivoter le capteur sur plus ou moins 180 degrés et d’effectuer une rotation sur 105 degrés et/ou -90 degrés (avec un pas de 2,5 degrés), le DotScan peut travailler sur plusieurs côtés d’une pièce, ce qui n’était pas le cas avec un autre dispositif à lumière blanche, limité à un seul côté de la pièce. « Pour inspecter toutes les faces d’une pièce, les métrologues devaient effectuer des rotations répétitives de la pièce, engendrant des alignements successifs sur la machine de mesure, analyse Andres Bucher. C’est un processus compliqué qui est désormais entièrement évitable ».

Comment fonctionne un capteur chromatique à lumière blanche

Utilisant une lentille qui va venir casser la lumière blanche pour la décomposer en couleurs spectrales, le capteur DotScan de Zeiss va venir émettre cette lumière sur la pièce à mesurer, laquelle est réfléchie sur sa surface. « Une distance particulière par rapport au capteur est assignée à chaque longueur d’onde du spectre lumineux lors de la calibration en usine », indique l’entreprise fondée par Carl Zeiss. Définies en fonction des points, ces longueurs d’ondes spécifiques, concentrées précisément sur la surface de l’objet, atteint un capteur spectral et envoie un signal maximum. « La distance capteur-surface et la topographie du composant sont déterminées en utilisant le maximum établi dans le spectre de couleurs », poursuit le spécialiste de l’optique et de l’optoélectronique. Ainsi, le DotScan, monté sur une MMT Accura, va pouvoir numériser des surfaces de forme gauche, même sur de minuscules structures.