Projet Eranet Manunet Weldable - NCP Wallonie

2017-01-17 Séance d'info sur les ERA-Nets INCOMERA, M-ERA.Net, Manunet et le programme BEL-SME 1

Projet Eranet – Manunet Weldable Soudage adaptatif par transmission laser basé sur la tomographie

optique en ligne Q. Bombled – Responsable R&D et projet chez Rovi-Tech

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Acronyme : Eranet-Manunet-Weldable

Titre : Adaptive laser transmission welding based on inline optical tomography

Budget total : 1 939 928€

Date de début : 1e Avril 2014

Date de fin : 30 Mars 2017 + demande de prolongation 9 mois en cours

Total hommes-mois : 199

Appel Manunet 2013

Pre-proposal : 13 mars 2013

Full-proposal : 10 Juillet 2013

Projet Eranet-Manunet Weldable

Séance d'info sur les ERA-Nets INCOMERA, M-ERA.Net, Manunet et le programme BEL-SME

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Centres de recherches

– BLZ Bayerisches Laserzentrum

– Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie

Sociétés privées (développement)

– Amtron GmbH

– ⌂ LPKF WeldingQuipment GmbH

– ⌂ Rovi-Tech S.A.

– GeonX S.A.

Sociétés privées (end-user)

– Continental automotive GmbH

– It4ip S.A.

Weldable : le consortium


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Weldable : le consortium géographiquement


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Weldable : les sociétés belges : GEONX

Société belge constituée en Octobre 2012 – 15 employés

Développement de logiciel pour le monde scientifique et industriel

Développement du logiciel de simulation des procédés de fabrication Virfac®

Virfac® a été développé pour les procédés suivants:

•Soudage par friction et fusion

•Ajout de couches (revêtements, etc..)

•Usinage

•Tolérances aux dommages et durabilité

•Traitement thermique et cémentation


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Weldable : les sociétés belges : It4ip

Société belge créée en 2006 – 19 employés

Fabrication de membranes micro-perforées par technologie « track-etch »

– Polymères : PET, PC et PI

– Taille des pores : 10nm à 30 µm

– Production et packaging sur mesure

– Expertise dans les polymères et biotechnologie cellulaire

Application

– Filtration (purification gaz – liquides)

– Detection (détection de bactéries dans la nourritures, particules en suspension)

– Diffusion (administration contrôlée de médicament)

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Weldable : les sociétés belges : Rovi-Tech S.A

Activités

– Développe, produit et commercialise des solutions techniques intégrées à base optique

Date de création

– Rovi-Tech S.A : 1994

– Rovi-TechLUX S.A : 1997

– 13 employés

Nos points forts

– Expérience multisectorielle

– Plancher de laboratoire vision

– Spécialiste en classification neuronale (systèmes intelligents)

– Notoriété acquise par le succès de notre ILB-25, produit polyvalent pour la lecture, la métrologie, la conformité, détection de défauts

– Conception et réalisation de machines spéciales adaptées à chaque besoin spécifique


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Principe – Deux matériaux : supérieur transparent et inférieur absorbant (par

rapport à la longueur d’onde du laser!)

– Puissance laser absorbée par matériau inférieur et fusion

– Augmentation température matériau supérieur par conduction thermique (importance du contact)

– Mélange entre les deux matériaux

Soudage par transmission Laser


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Avantages – Contours fermés hermétiquement

– Contours complexes

– Qualité visuelle irréprochable

– Souplesse dans la définition des contours

– Economiquement très rentable pour de grandes séries

Secteurs – Automobile

– Pharmaceutique

– Médical



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Inconvénients – Procédé complexe à mettre au point car:

• Dépendant du couple de matériaux mis en œuvre (transparent/absorbant)

• Caractéristiques physiques et thermoplastiques des matériaux variables, et secrètes

– Contrôle qualité destructif

– Systèmes de surveillance online actuel restent limités et ne peuvent détecter les imperfections (interruptions, bulles) conduisant à une fragilité de la soudure

Solution envisagée – Tomographie optique : permet de visualiser « l’intérieur » de la matière

– Sujet du projet Eranet-Manunet Weldable : Création d’un démonstrateur de soudage par transmission laser adaptatif piloté par une caméra à tomographie optique avec contrôle de qualité non-destructif



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Tomographie – Tomographie = représentation en coupe : permet de

reconstruire le volume d’un objet

– Beaucoup utilisé en imagerie médicale, géophysique, astrophysique et mécanique des matériaux

Tomographie


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Tomographie par cohérence optique – Visualisation directe de la qualité de la soudure

Caméra OCT


Good joint

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Projet WELDABLE – Intégrer la caméra OCT dans le

dispositif de contrôle du laser, et obtenir ainsi une image instantanée de l’intérieur de la soudure

– Contrôler le procédé en temps réel pour corriger les éventuelles dérives

– Contrôler la qualité de la soudure offline

– Développer un outil de simulation pour mettre au point le setup à l’avance (compatibilité des matériaux, puissance laser, vitesses d’avance, pression clamage, …)

Caméra OCT

Exemple en soudage quasi simultané


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Weldable : les étapes du projet « hardware »

Intégration du système et test chez

Réglage et acceptation du système Analyseur OCT

Laser module

OCT

OCT beam combiner beam shaping unit

(distribution puissance)

adapter plate

adapter plate

F-Theta lens

Scanner


Contrôle Qualité

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Weldable : les étapes du projet « simulation »

OCT measurements

IPT

Microscopy

Data analysis

Welding simulation Specimens Cutting of specimens

Tensile tests

Welding of T-joints

PC

PA


Image processing (QC)

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Montage du consortium (Février – Mars 2013)

– Repérage d’une recherche de partenaire par le NCP dans le cadre d’un appel Manunet 2013 déposée par le Fraunhofer IPT sur le site Manunet

– Prise de contact. Le Fraunhofer transmet une recherche de partenaire complète : idée et profils recherchés (PME : développeur technologique modélisation, vision et end users)

– Le NCP contacte 6 – 7 entreprises/PMEs, plusieurs répondent et 3 sont rapidement sélectionnées en collaboration avec le Fraunhofer

Relecture de la pré-proposal (mars 2013) + réponses aux questions sur le budget des Wallons

Support à la préparation de la full proposal

– Réunion du consortium (juin 2013) – en particulier décision pour Rovi-Tech de prendre la coordination côté Wallon

– Relecture du projet

– Discussions sur le budget (couts éligibles) / Interaction avec la DGo6

Support pour l’introduction du formulaire complémentaire

Relecture du Consortium Agreement

Actions/collaborations avec le NCP-Wallonie


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Fin prévue pour Mars 2017 – Demande d’extension à 9 mois

– Causes : retards administratifs concernant le matériel engagé dans le projet

– Le dispositif expérimental est presque prêt à être intégré dans une machine complète

– Les premières images « on-line » du procédé vont pouvoir être prises

– Originalité : intégrer une caméra OCT dans un module laser

Situation actuelle du projet


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Points positifs – Accès à la technologie OCT pour Rovi-Tech et It4ip

– Cadre international : visibilité sur le marché allemand

– Intégration du logiciel Rovi-Tech dans le démonstrateur

– Possibilité d’intégration de la technologie Rovi-Tech de contrôle de qualité dans les machines industrielles futures

– Contacts intéressants: retombées directes entre partenaires belges (exemple It4ip et Rovi-Tech)

– Développement de modules de calculs commercialisés à ce jour dans les outils VirFac de GeonX

– Visibilité scientifique avec plusieurs conférences pour GeonX

Expérience/ressenti


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Difficultés du projet – Beaucoup de partenaires, nécessite du temps pour se connaître

– Inédit au niveau matériel : complexité importante de l’intégration de la caméra OCT dans le module laser

– Matériel de pointe utilisé, non totalement éprouvé

– Réaction des fournisseurs des partenaires très lente ( prolongation)

– Rotation des intervenants pénalisante : les deux initiateurs et le premier chef de projet ont changé de fonction

– Retards

– Obtention des informations



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Merci pour votre attention

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Difficultés du projet pour les partenaires belges – Rovi-Tech :

• Interventions non structurées suite à l’interdépendance entre partenaires

• Intervention par définition en fin de projet

– GeonX : • Obtention des informations sur les paramètres du procédé de soudure difficiles à

obtenir de la part des partenaires car planning incompatible

• Obtention des informations des matériaux difficile car variabilité et secret de fabrication



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Tomographie par cohérence optique – Caméra OCT = Optical Coherence

Tomography

– Technique interférométrique

– Principe : • Envoi faisceau lumineux dans la matière

• Réflexion de la lumière lors de changement d’interface dans le milieu analysé

• Récupération de l’énergie en retour et transformation de l’information en image

Caméra OCT


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