L'IKTS de Fraunhofer détecte des défauts de 8 micromètres dans les soudures d'emballage grâce à l'OCT

fr.wedoany.com Rapport : Le Fraunhofer IKTS a intégré la technique de tomographie par cohérence optique (OCT) dans le processus de scellage de machines d'emballage industrielles, permettant un contrôle qualité en temps réel, continu et non destructif des soudures en cours de formation, à des vitesses de production allant jusqu'à 25 mètres par minute, avec une capacité de détection de défauts aussi petits que 8 micromètres. Conner Phillips, scientifique du groupe de caractérisation des procédés de l'institut, explique que la technique OCT, basée sur l'imagerie infrarouge et initialement développée pour l'ophtalmologie, permet désormais une imagerie tridimensionnelle et non destructive des structures sous la surface de divers matériaux, localisant ainsi les irrégularités ou défauts. Le système envoie une lumière proche infrarouge dans le matériau et collecte les signaux réfléchis, générant ainsi des images tridimensionnelles à haute résolution de la structure interne, permettant de visualiser les défauts, bulles ou zones de soudure insuffisante, sans endommager l'emballage ni le produit.

Dans le cadre du projet financé par des fonds publics « OCTInline », les chercheurs de l'IKTS ont intégré directement la technique OCT dans le processus de scellage des machines d'emballage de partenaires industriels. Ralf Schallert, chef du groupe de caractérisation des procédés, indique que le système est capable de détecter et de visualiser divers pores d'une taille allant jusqu'à 8 micromètres dans les soudures. Le défi central auquel l'équipe du projet a été confrontée était de concilier haute résolution et haute vitesse de production — plus les défauts sont petits, plus la quantité de données à collecter et à traiter est importante. De plus, les vibrations les plus infimes du film peuvent affecter les résultats de mesure. Phillips explique que la solution devait prendre en compte les interactions entre la profondeur de champ, le temps d'exposition et le mouvement du film.

Les nouvelles exigences en matière de durabilité des emballages renforcent l'importance d'un contrôle fiable des soudures. De plus en plus de fabricants adoptent des films monocouches recyclables, qui sont plus faciles à recycler que les matériaux composites multicouches. Schallert souligne que les films monocouches sont écologiquement attrayants, mais présentent une fréquence plus élevée de soudures défectueuses, ce qui accroît le besoin d'un contrôle continu.

La détection en temps réel offre de multiples avantages aux fabricants. La détection rapide des défauts contribue à réduire les taux de rebut et la consommation de matériaux, tandis que le système fournit également des informations sur l'état des machines et des outils. Schallert explique que de nombreux défauts proviennent d'une inadéquation entre la pression, la température et le matériau, ou de l'usure des outils au fil du temps. Grâce aux données OCT, ces variations peuvent être visualisées, facilitant ainsi la détection précoce des besoins de maintenance, tels que le remplacement des outils.