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Métrologie industrielle par tomographie : mesures 3D haute précision

La tomographie par rayons X révolutionne l'approche traditionnelle de la métrologie industrielle. Cette technologie non destructive permet la reconstruction complète en trois dimensions de vos composants, ouvrant de nouveaux horizons pour les mesures dimensionnelles les plus exigeantes. Contrairement aux méthodes conventionnelles, la tomographie offre une vision intégrale permettant la caractérisation simultanée des géométries internes et externes.

 

Qu'est-ce que la métrologie ?

 
La métrologie est la science de la mesure. Elle définit les concepts, méthodes et référentiels qui garantissent la justesse, la répétabilité et la traçabilité des résultats de mesure, avec une expression claire de l’incertitude associée.
Dans l'environnement industriel, la métrologie constitue le pilier du contrôle qualité. Elle implique la maîtrise des unités de mesure, l'évaluation des incertitudes, la mise en œuvre de procédures d'étalonnage, la traçabilité des mesures, et la conformité aux normes internationales.
Pour la tomographie, la métrologie s'appuie essentiellement sur :
  • des études R&R 
  • des standards reconnus comme VDI/VDE 2630
  • l'utilisation d'outils calibrés pour vérifier les performances

Metrologie industrielle - techniques 

Système métrologie - MMT Machine mesure tridimensionnelle - Mitutoyo

Machine de Mesure Tridimensionnelle (MMT - palpage tactile)

Utilise une sonde physique qui touche la surface de la pièce pour capturer les coordonnées XYZ. La sonde se déplace le long de 3 axes (X, Y, Z) pour mesurer des points spécifiques sur la pièce.

Advantages

● Base en granit: stabilité & traçabilité

● Haute précision: sub 1 µm

● Polyvalence: nombreux palpeurs 

● Accessibilité: trous profonds

Limitations

● Mesure point par point: ~300–500 points par cycle

● Déforme pièces souples ou fines: risque de déformation locale

● Accès surface requis: caractéristiques cachées/internes restent inaccessibles

Scan 3D Optique - Système de métrologie - @creaform

Scan 3D Optique (laser)

Projette des motifs lumineux (lignes laser ou lumière structurée) sur la surface de la pièce. Les caméras capturent la déformation pour reconstruire la géométrie 3D. Mesure sans contact. Parfait pour les grandes pièces.

Avantages

●Rapidité: surface complète scannée en quelques minutes

● Haute densité: millions of points scannés

● Sans contact: pas de déformatio

● Compact: système portable 

Limitations

●Surface uniquement: pas de données internes

● Précision moindre: que les MMT (20-50µm)

● Sensible aux matériaux: peut nécessiter un spray ou poudrage de revêtement

Systèmes métrologie - Mesure par Vision - Mitutoyo

Système de mesure par vision (Vision MMT)

Caméras haute résolution avec optique calibrée. Les algorithmes de détection de bords calculent les dimensions. Souvent combiné avec des capteurs confocaux pour l'axe Z.

Avantages

● Rapidité : mesures 2D 

● Haute précision XY : 2-10 µm

● Idéal pour bords/diamètres

● Idéal pour pièces transparentes

Limitations

● Précision Z limitée

● Pas de vraie capture de la surface en 3D 

● Vue directe uniquement: caractéristiques cachées/internes inaccessibles

Système métrologie Bras de mesure portables MMT

Bras de mesure portables MMT  

Bras articulés avec encodeurs angulaires à chaque articulation. Apporte la mesure à la pièce. Peut intégrer palpeur, scanner ou les deux.

Avantages

● Portable: inspection sur site

● Multi-capteurs: palpeur + scan

● Portée: 1,2 to 4,5m

Limitations

● Précision moindre: 20-80 µm

● Dépendant d'un opérateur

● Thermiquement sensible

●  Erreur angulaires cumulatives

Comparatif des méthodes de Métrologie

CMM Tactile Optical 3D Scan Vision system Portable CMM arms 3D CT
Accuracy 1–2 µm 20–50 µm 2–10 µm 20–80 µm ~5,5 µm
Data density ~300–500 points Millions of points Thousands of points Variable Millions of points
Contact type Physical Non-contact Non-contact Depends Non-contact
Internal features Limited – Deep holes No – surface only No, line-of-sight only Limited Yes
Best applications Highest precision needed
Critical dimensions 		Complex surfaces
Reverse engineering
Large parts 		2D features
Small parts
Electronics/PCB 		Large assemblies
Shop floor 		Internal inspection

Pourquoi combiner métrologie et tomographie

La tomographie industrielle constitue une évolution naturelle et majeure pour la métrologie : utilisée en mode mesure, elle transforme le tomographe en machine à mesurer tridimensionnelle — MMT (CMM) dotée d’un capteur volumique.
L’objectif ne se limite plus à l’inspection (défauts, porosités, assemblages) : il s’agit de réaliser des mesures dimensionnelles et de valider des tolérances sur les surfaces internes comme externes, y compris dans des zones inaccessibles aux palpeurs ou moyens optiques classiques, sans détériorer la pièce.
Un seul scan produit un volume 3D complet qui sert de jeu de données unique pour le contrôle dimensionnel et l’édition de rapports, tout en permettant l’analyse simultanée de géométries internes et externes, même très complexes.

Pourquoi choisir la tomographie pour vos mesures métrologiques ?

Inspection 3D haute précision – à l’extérieur comme à l’intérieur
La tomographie industrielle (CT) offre des capacités inégalées pour la métrologie dimensionnelle :
 
  • Mesures non destructives et entièrement 3D, y compris sur les caractéristiques internes
  • Haute précision et résultats répétables
  • Un seul scan remplace des dizaines de mesures traditionnelles
  • Idéal pour les géométries complexes
  • Idéal pour le contrôle des assemblages, sans démontage, permettant de mesures les positionnements, jeux et dimensions en contraintes réelles
  • Idéal pour comparer une pièce à son fichier CAD et valider un processus
  • Adapté aux nouvelles méthodes de production comme la fabrication additive
  • Sans contact : adapté aux pièces déformables
  • Adaptée aux pièces transparentes ou brillantes, sans préparation (poudrage, marqueurs, etc.)

Avec les solutions de métrologie par Tomographie RX-Solutions, bénéficiez d'une plateforme CT de pointe, conçue pour fournir des mesures de haute précision au quotidien et pour toutes les industries.

Applications métrologiques grâce à la tomographie

Metrologie dimensionnelle par tomographie


Mesure dimensionnelle​


Mesure tridimensionnelle par tomographie

Détermination de la géométrie d’un échantillon avec grande précision en un seul scan rapide.
Indépendamment de la complexité des formes, la CT génère un nuage de points 3D de grande densité à partir duquel on réalise toutes les mesures traditionnelles : tolérances géométriques et de position (parallélisme, perpendicularité, circularité, concentricité, coaxialité, etc.).
Sans contact et non destructive, la méthode convient à de multiples composants industriels. Avec des résultats au micron selon la configuration, la CT devient essentielle pour qualifier et inspecter pièces et assemblages complexes.

Comparaison entre un modèle CAO et des données tomographiques


Une tâche typique remplie par l’utilisation d’un tomographe certifié métrologie est la comparaison 3D entre nominal et réalisé en visualisant les déviations géométriques entre les données extraites d’un scan d’une pièce et son modèle numérique. 

Cette analyse métrologique comparative permet :
  • Qualification rapide des échantillons avec cartographie des écarts en tous points et visualisation colorimétrique des écarts
  • Amélioration continue des procédés de production (injection, impression 3D, usinage)
  • Traçabilité métrologique complète pour la certification qualité
  • Validation des tolérances sur pièces complexes impossible à mesurer autrement
  • Correction des moules ou des CAO pour la fabrication additive grâce à des modèles de calcul prenant en compte les déformations réelles des pièces produites.
 
Les déviations sont représentées via un code couleur offrant un aperçu immédiat et précis des différences entre les pièces comparées, facilitant la prise de décision et l'optimisation des paramètres de production.

FOIRE AUX QUESTIONS

La tomographie permet-elle la prise de mesures ou uniquement de "voir l'intérieur" d'une pièce ? 

Oui. La tomographie industrielle  n’est pas qu’une image : elle fournit un volume 3D complet en un seul scan, à partir duquel on réalise des mesures dimensionnelles sur les surfaces internes et externes, avec tolérances et GD&T.

Est-ce que la tomographie est fiable pour réaliser des mesures ?

La fiabilité dépend du système, du réglage et des procédures métrologiques. Les tomographes “série Metrology” de RX Solutions spécifient un MPE conforme VDI/VDE 2630 et permettent de calculer l’incertitude spécifique à la tâche. Avec une calibration et des vérifications périodiques, on obtient des mesures répétables et traçables.

La CT remplace-t-elle une machine CMM (MMT) ? 

La CT complète la CMM. La CT mesure sans contact des géométries inaccessibles (cavités, assemblages, zones internes) ; la CMM tactile reste pertinente pour certaines cotes critiques et tolérances serrées selon matériaux/géométries. En pratique, combiner la CT + CMM est une option intéressante. 

Quels gains par rapport à un système CMM unique ?
On passe d’un contrôle point par point à l’analyse d’un volume complet :

• accès aux géométries cachées sans découpe,
• un seul scan remplace plusieurs opérations,
• nuage de points dense pour toutes les cotes et comparaison CAO/scan
Combien de temps pour scanner / mesurer une pièce ?

Cela dépend de la taille, de la matière/densité, de l’épaisseur et de la résolution visée. Compter quelques minutes à plus d’une heure selon la pièce.

Les artefacts faussent-ils les mesures ? 

Le scan doit être le plus parfait possible afin de ne pas fausser par la suite les mesures. 

Comment se déroule la comparaison nominal CAO / Scan ? 

On aligne la pièce scannée sur la CAO (best-fit / DRF), on calcule les écarts 3D, on affiche une carte d’écarts colorée et on extrait les cotes GD&T. Les résultats se tracent dans des rapports (PDF/CSV/QIF) et s’intègrent au SPC.