L’émission acoustique (EA) est utilisée non seulement pour contrôler et surveiller des structures sous sollicitations, mais aussi pour suivre les procédés de fabrication. Elle est déjà exploitée dans plusieurs procédés tels que l’emboutissage / découpage, soudage, forgeage, usinage pour détecter l’apparition des défauts, l’usure de l’outil voire en général tous les phénomènes générant des dérives de procédé.

Le CETIM a développé cette méthode pour le suivi des procédés de la fabrication additive dans le cadre du projet FUI « I AM SURE » sur les deux procédés L-PBF et DED poudre. Des essais réalisés récemment au sein du GT SLM de l’AFH poursuivent le développement en se focalisant sur la synchronisation du système de surveillance EA et la machine de fabrication. Cette synchronisation devra permettre d’améliorer la précision de la localisation temporelle et spatiale des défauts. Les défauts visés sont principalement de la fissuration dans les pièces ou entre les pièces et leur support.

Ces premiers essais en EA sur la plateforme AFH s’inscrit dans les objectifs globaux du GT :

  • Anticiper l’apparition de défauts et les dérives du procédé
  • Améliorer la sensibilité et la précision de la localisation spatio-temporelle des défauts
  • Faciliter l’intégrabilité du moyen
  • Développer une méthodologie de surveillance voire un système dédié moins couteux

Les essais de suivi par EA consistent à installer 4 capteurs sous le plateau de fabrication en configuration d’écoute du « bruit » généré par la fabrication dans les fréquences ultrasonores. L’activité lasage pendant la fabrication est suivie via l’intensité lumineuse émise par une photodiode installée dans la machine. Le signal de sortie de cette photodiode est enregistré simultanément avec les signaux EA.

En cours de fabrication, certains indicateurs EA sont calculés en temps réel (amplitude, énergie, durée et localisation spatiale des signaux), d’autres sont traités en différé tels que filtrage du bruit parasite, localisation temporelle (connaitre la ou les couches dans lesquelles les fissures sont apparues).

Des exemples de résultats sont illustrés dans les graphes ci-dessous : les 2 pièces en bon état, et la 3ème présentant un défaut de rupture à l’interface avec les supports.

Echantillon témoin 1

Pièce 1 visiblement en bon état

Echantillon témoin 2

Pièce 2 visiblement en bon état

Echantillon témoin 3

Pièce 3 présentant un défaut de rupture à l’interface avec les supports

Emissions acoustiques temps

Localisation temporelle de la fissuration

Emissions acoustique espace

localisation spatiale (2D) de la fissuration

Ces premiers essais ont démontré la bonne sensibilité de l’EA à détecter en temps réel l’apparition des fissures et à localiser la pièce et les couches impactées.

Dans les prochaines étapes, des capteurs EA sans contact sont prévus pour réaliser une localisation 3D plus précise que précédemment et évaluer d’autres types de défaut sur des géométries plus complexes.


Contact : fan.zhang@cetim.fr

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