Fabrication additive : - Micronora

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Fabrication additive :
du prototypage rapide à la pièce "bonne matière"
Usinage extrême : Mu-2010, le projet de tous les défis
Métrologie : du plus petit jusqu'à l'invisible

OUTILLAGE DÉCOUPAGE EMBOUTISSAGE ASSEMBLAGE
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G R O S P E R R I N
Société Anonyme au capital de 750 000 �
Z.I. La Louvière - 14, Route de Besançon - 25480 PIREY - FRANCE
Tél. : (33) 03 81 50 21 67 - Fax : (33) 03 81 53 41 96 - E-mail : contact@grosperrin.com
CACTUS - RCS Besançon B 408 237 170 - PHOTOS : PIERRE GUÉNAT

É D I T O R I A L
Innover pour progresser
En 2007, la progression des résultats des industries mécaniques, comme en 2006,
continue de contraster avec les résultats du reste de l’industrie française.
L’industrie mécanique va bien, les entreprises recommencent à investir fortement
dans leur outil de production et misent de plus en plus sur l’innovation.
Certains secteurs ont particulièrement le vent en poupe, notamment ceux qui exigent
des technologies à haute valeur ajoutée, comme l’aéronautique ou le médical.
Les micromécaniciens ou les décolleteurs par exemple, enregistrent des charges de
travail, de + 25% pour certains, d’autant que certaines productions délocalisées en
Chine, reviennent en France pour des raisons de qualité et de délais.
Les recettes pour améliorer la compétitivité sont connues : innovation – recherche
– investissement. En cherchant à vous informer au mieux sur les dernières percées
techniques dans le domaine des microtechniques, de la haute précision et des
nanotechnologies, la ligne éditoriale de notre revue va dans ce sens.
Car, comme nombreux d’entre-vous, nous sommes convaincus que pour maintenir
ou conquérir des positions de leadership dans la compétition mondialisée, les
entreprises doivent innover et investir.
Dans ce numéro par exemple, nous nous intéresserons à deux phases déterminantes
de la production de pièces mécaniques. D’une part l’usinage, avec un article dédié
aux premières rencontres Intercut, qui ont rassemblé des industriels et des centres
techniques en quête d’innovations en matière d’usinage. D’autre part la métrologie,
avec des moyens de mesure qui poussent les limites vers le toujours plus petit.
Au carrefour de ces deux mondes, le projet Mu-2010 représente sans contexte un
incroyable défi pour l’usinage et la métrologie.
Et pour la première fois notre dossier sera consacré à la fabrication additive,
qui constituera sans aucun doute une mine d’idées pour les adeptes de l’usinage
traditionnel.
L’innovation est sans nul doute le fer de lance de la croissance de l’économie, et je
me réjouis que dans l’industrie mécanique, les microtechniques représentent l’un
des secteurs les plus dynamiques.
Les vœux que je formule pour l’année qui vient, à l’égard de tous nos lecteurs et
spécialement des exposants et visiteurs de Micronora, sont naturellement des vœux
d’espoir afin que 2008 favorise encore plus la compétitivité de leurs entreprises.
Mes vœux professionnels s’accompagnent bien sûr de vœux plus personnels, de
santé et de bonheur, pour vous et les vôtres, très chaleureux et amicaux.
Excellente année 2008 à tous !
■ Le Président, MICHEL GOETZ
Sommaire
� Dossier : fabrication additive 2
� Prototypage bijoux 9
� Usinage 11
� Usinage extrême 17
� Gravure 19
� Métrologie 21
� Système optique 27
� Pôle des microtechniques 29
� Recherche 33
� Matériaux hybrides 35
� Brèves 37
� Dossier d'inscription salon Micronora 2008 39
Photo de couverture :
Toutes ces pièces sont réalisées
sur des imprimantes 3D de l’américain
Z Corporation, par dépôts successifs de couches
de poudre agglomérées par un liant déposé
par une ou plusieurs têtes d’impression
type Hewlett Packard.
Source : Z Corporation
Revue du Salon International des Microtechniques
Administration : MICRONORA
BP 62125 - 25052 BESANÇON CEDEX 5
Tél. : 00 33 (0)3 81 52 17 35
Fax : 00 33 (0)3 81 41 30 89
Site : www.micronora.com
E-mail : contact@micronora.com
Trimestriel - Tirage 15 000 exemplaires
Directeur de la publication : Michel GOETZ
Date de dépôt : janvier 2008
Conception et réalisation : Cactus/Besançon
Impression : Imprimerie de Champagne/Langres
Nous déclinons toute responsabilité pour les erreurs involontaires qui auraient
pu se glisser dans le présent document, malgré tous les soins apportés
à son exécution.(Jurisprudence Cour d’Appel de Toulouse 1887, de Paris 19.10.1901)
Tous droits de reproduction interdits.
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
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1

2
D O S S I E R
Fabrication additive :
du prototypage rapide à la pièce
Plusieurs techniques de fabrication additive permettent désormais de fabriquer directement des
Mais quel procédé choisir et pour quel usage ? Prototype de forme, prototype fonctionnel, pièce
Au-delà même des questionnements d’une profession en mal de reconnaissance ISO, les procédés
La stéréolithographie qui permet de
fabriquer des objets solides à partir d'un
modèle numérique s’est développée dans
les années 1980. Cette technique révolutionnaire
avait quelque chose de magique :
il devenait possible de "sculpter" des pièces
complexes, grandeur nature, par un procédé
économique et rapide sans les "tailler
dans la masse" par usinage. Aujourd’hui, on
entend parler de prototypage rapide, de
fabrication rapide, de fabrication directe,
de fabrication additive… et même d’emanufacturing.
Sylvestre Nunes, responsable
AOD, préfère clarifier de suite certains
abus de langage : "En opposition aux procédés
"soustractifs" d’usinage, tous ces termes font
état de fabrications "additives" qui incluent
la fabrication rapide de prototypes (prototypage
rapide), d’outillages ou de pièces. Et ces
pièces peuvent être réalisées en fabrication
directe, dite encore fabrication bonne matière
à usage final". Aujourd’hui, l’offre est impor-
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
tante et diversifiée, mais une fois de plus,
Micronora n’a pas l’ambition de décrire
toutes les technologies de la fabrication
directe. Notre propos vise à rappeler que
dans un monde où les clients raccourcissent
les délais, il existe des outils pour produire
des prototypes, de l’outillage ou des
pièces "bonne matière" dans des temps et
à des prix particulièrement attractifs.
Pourquoi
la fabrication rapide ?
Pour Sylvestre Nunes, "le produit est le
moteur économique de l'entreprise. L'utilisation
des techniques de fabrication additive permet
de réduire considérablement le temps de
fabrication et donc de mise sur le marché
de nouveaux produits en augmentant dans
le même temps leur complexité et le nombre
de leurs fonctions. Le recours à la fabrication
Les machines Vantage et Titan de Stratasys
utilisent la technologie Fused Deposition Modelling
qui figure parmi les plus utilisées au niveau mondial
Source : Stratasys
rapide est un atout majeur dans un marché
où la durée de vie des produits diminue et
où il faut adapter ses produits aux nouvelles
attentes des clients".
Quelles sont ces attentes ? Selon les typologies
de produits et la classe de validation,
les fonctions assurées par le procédé de
prototypage rapide sont variées. Georges
Taillandier, président de l’Association
Française de Prototypage Rapide (AFPR),
précise qu’il s’agit "d’abord d’améliorer la
réactivité de conception par rapport aux
fluctuations du marché et à l'évolution des
besoins. Mais aussi de favoriser la créativité
et le développement de nouveaux concepts
en design et en conception tout en simplifiant
la communication entre client et fournisseur.
Il faut optimiser l'intégration du produit dans
son environnement, anticiper les problèmes
de fabrication, de maintenance, de contrôle
ou de conditionnement, réaliser des tests sur
le produit pour vérifier certaines caractéristiques
(ergonomie, aérodynamique,…). Enfin,
il s’agit parfois de former une pièce qui sera
utilisée comme modèle pour la réalisation
d'un outillage en un temps court ou d’élaborer
directement un moule pour l'injection plastique
ou la fonderie".
Stéréolithographie,
frittage et fusion laser
Les procédés de fabrication rapide les
plus couramment utilisés sont par ordre
d’importance la stéréolithographie (SLA),
le Frittage Laser Sélectif (SLS), le Dépôt fil

"bonne matière"
pièces polymères ou métalliques denses, et des outillages.
bonne matière à usage final ?
"additifs" constituent une mine d’idées pour les adeptes de l’usinage traditionnel.
Tendu (FDM) et enfin l’impression 3D. La
stratoconception, procédé français original
breveté, arrive ensuite très près (210 licences
en France).
Le procédé de stéréolithographie est la
plus ancienne technologie de traitement
de prototypage rapide (1986). Sous l'action
d'un laser, une résine liquide photo-sensible
est solidifiée par transformation chimique.
Le faisceau de lumière émis par le laser
est projeté à la surface de la résine par un
jeu de miroirs dynamiques. Le mouvement
de ces miroirs pilotés par un ordinateur
interprétant les données fournies par le
logiciel de DAO fait parcourir au faisceau
une trajectoire correspondant à une sec-
tion de la pièce à produire. Après polymérisation
d'une section, la plate-forme
supportant l'objet en cours de fabrication
descend dans la cuve de résine, d'une
hauteur correspondant à l'épaisseur de la
section (de 0,07 à 0,75 mm). L'empilement
des couches permet d'obtenir une pièce
tridimensionnelle.
Le procédé SLS (Selective Laser Sintering)
est utilisé pour créer des objets 3D, strate
par strate, à partir de poudres qui sont
frittées ou fusionnées grâce à un laser. Le
process commence par un fichier 3D de
CAO qui est découpé en sections 2D et
la pièce est construite selon un process
assez proche de celui qui vient d’être
Le CIRTES au cœur du pôle VirtuReal
avec le procédé de Stratoconception
Le procédé de stratoconception s’appuie
sur la décomposition automatique de l’objet
en une série de couches élémentaires
complémentaires appelées strates, dans
lesquelles des inserts de positionnement
sont placés. Chacun de ces éléments est
directement mis en panoplie, puis fabriqué
par micro-fraisage rapide 2,5 axes ou par
découpe laser 5 axes à partir de matériaux
en plaques. Tous ces éléments sont
ensuite assemblés et imbriqués afin de
reconstituer la pièce finale.
Afin d’industrialiser ses travaux, le CIRTES
a initié la création de trois entreprises de
technologies innovantes (Stratoconcept,
Stat’YM et Actarus SAS). Avec le GIP-
InSIC (Institut Supérieur d’Ingénierie de
la Conception), ces cinq entités forment
le pôle VirtuReal qui travaille sur la filière
numérique du Développement Rapide de
Produit.
P R O D U C T I O N P E T I T E S S É R I E S
Parmi les contrats de R&D du CIRTES,
il faut citer PSA et Mecachrome pour
l’automobile, Daum et Baccarat pour la
cristallerie, Saint-Gobain PAM pour les
canalisations, Airbus et le CEA DAM pour
l’aéronautique et l’armement, la Poste…
Outillage rapide série pour l’injection polystyrène
réalisé par Stratoconception pour une culasse
(projet PRINCE) réalisé dans le cadre du contrat
de R&D PSA/CIRTES. Source : CIRTES
décrit. Deux fabricants se partagent le
marché : 3D Systems et EOS. Les systèmes
SLS Sinterstation Pro 230 et Pro 140 du
premier permettent de produire indifféremment
des objets plastiques et métalliques.
EOS propose trois types de machines
pour les polymères (EOSintP), les métaux
(EOSintM) et le sable (EOSintS). C’est
André Surel, responsable marketing EOS
France, qui parle de e-manufacturing, impliquant
une inversion du paradigme de la
conception et de la fabrication. "Aujourd’hui,
la manière traditionnelle de fabriquer dirige la
manière de concevoir. Avec l’e-manufacturing,
c’est l’inverse : la conception s’ouvre et induit
le mode de production".
Z Corporation présente la particularité de pouvoir
produire des pièces
comportant plusieurs couleurs
Source : Z Corporation
suite page 5
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
3

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et produits en cinq jours
Zagato (situé en périphérie de Milan)
est un prestataire en design et ingénierie
spécialisé dans la construction
d’exemplaires uniques pour des marques
illustres comme Ferrari, Maserati,
Alfa Romeo et Aston Martin. Yoshiyuki
Hayashi, un collectionneur de voitures
japonais, a confié la conception d'une
voiture à Zagato qui a fait équipe avec
Materialise (société belge spécialisée en
fabrication personnalisée), pour la réalisation
des phares. Selon les ingénieurs de
Zagato, "le recours à la technologie FDM
pour la production de pièces, à la place du
moulage par injection, permet de modifier
la conception par une simple mise à jour
du fichier, et laisse par conséquent plus de
liberté en termes de design et de forme. Les
pièces sont immédiatement prêtes pour la
production". Les 2 phares ont été "imprimés"
en ABS peints… en 5 jours !
Les procédés par fusion laser (SLM) sont
assez proches du SLS. En terme de machines,
citons la MCP Realizer et le système
PM250 de Phénix Systems (répétabilité en
xyz de 20 µm !), ainsi que les machines
EBM (Arcam) de fusion de poudres métalliques
par faisceau d'électrons.
Le Dépôt fil Tendu
et les imprimantes de bureau
Le procédé FDM (Fused Deposition
Modelling) qui a été développé par Stratasys
(USA) utilise le mouvement d'une machine
3 axes pour déposer un fil en fusion sur
la pièce en cours de fabrication. La solidification
est instantanée quand le fil entre
en contact avec la section précédente. Les
matériaux utilisés pour le fil sont la cire, le
polyamide, le polypropylène, l'ABS… Ce
procédé relativement rapide et peu cher
est le plus vendu depuis deux ans grâce
au succès des imprimantes 3D (marque
Dimension).
Les imprimantes de bureau se démocratisent
de plus en plus. Ce sont des outils précieux
P R O D U C T I O N P E T I T E S S É R I E S
Exemple de pièce produite par le procédé FDM développé par Stratasys. Source : Stratasys
pour les BE qui ont besoin de sortir rapidement
une pièce pour la valider ou la montrer
à un client. Il s’agit là de prototypes de forme
(en opposition aux prototypes fonctionnels)
peu exigeants et peu précis. Dans cette
catégorie, on trouve les procédés par injection
de ZCorp et Prométal, les machines
Dimension de Stratasys, les Open de Objet,
le Modeleur 3-D Invision XT de 3D Systems
et le tout récent Modeleur de bureau V-Flash,
du même 3D Systems (9900 $). Ce prix est
aujourd’hui le plus bas du marché, car toutes
ces machines ont démarré à 30000 € et
descendent aujourd’hui à 15000 €.
Fondre une poudre
en apport direct
Dans les procédés par fusion, il est possible
de fondre la poudre par apport direct,
c’est-à-dire que la poudre est injectée
coaxialement au faisceau laser et vient
s’amalgamer sur la pièce à construire.
Prototype fonctionnel d’aube de turbine en aluminium
réalisé par le procédé de Stratoconception
dans le cadre du programme Interreg STRAT’ORA.
Source : CIRTES
Didier Boisselier, ingénieur Irepa Laser,
mentionne ainsi le procédé LENS, le
DMD (Direct Metal Deposition ) et le
Consolidation Laser du canadien CNRC.
"Tous ont en commun le rechargement par
l’énergie apportée par laser, pour fondre le
matériau d’apport et engendrer une légère
refusion de la surface du substrat, de façon à
avoir une liaison métallurgique parfaite avec
création de dépôts denses".
MB Proto :
les prothèses dentaires
par fabrication additive
MB Proto produit des implants dentaires
en Normandie (76) et a acquis
pour cela deux machines MCP Realizer
100L. Guillaume Jandin, responsable
R&D chez MB Proto, explique que
sa société travaille dans deux directions
principales : d’une part pour la
fabrication directe de prothèses en
chrome-cobalt par fusion laser, d’autre
part dans l’accompagnement des clients
prothésistes qui intègrent des systèmes
CFAO dentaires. "Par rapport au travail
traditionnel, notre procédé réduit le nombre
d’opérations manuelles, car à partir
de l’empreinte, le prothésiste numérise la
dent, fait sa conception dentaire sur CAO
et nous envoie les fichiers en internet haut
débit". Le gain de temps (qui passe de 10
à 2 heures) s’accompagne d’une grande
flexibilité et d’un abaissement des coûts
de production.
suite page 7
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
5

Bedeville, PMPC et RDT
deviennent sociétés industrielles
du Groupe SIDEO.
Une complémentarité d’expertises
dans les métiers du découpage, emboutissage,
moulage, surmoulage et de l’assemblage.
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Moule conçu et usiné par Initial (Haute Savoie)
avec des empreintes fabriquées par frittage sélectif
laser sur une EOSINT M250 Xtended. Source : Initial
Le procédé LENS (Laser engineered net
shaping) d’Optomec est très utilisé notamment
en rechargement réparation de grosses
pièces. Le procédé DMD mis au point
par POM est développé par Trumpf.
Rappelons que l’Irepa Laser est un contributeur
majeur français des solutions laser
notamment du rechargement par apport
de poudres. Il a notamment mis au point
une buse coaxiale (brevetée en 93) utilisée
pour le rechargement par apport de
poudres en revêtement anti-corrosion,
anti-usure et réparation de pièces. Didier
Boisselier travaille actuellement sur la mise
au point du procédé CLAD (Construction
Laser Additive Directe), procédé de type
DMD. Pour cela, l’Irepa Laser met au point
une buse coaxiale spécifique (jet de 0,4
à 1 mm) avec une source en laser fibre
dopée Yb de IPG de 200 W. Des résultats
très prometteurs ont été obtenus
tant en micro qu’en macro-rechargement,
Une SLS Sinterstation Pro chez 3D Prod
3D Prod (88), spécialisé dans le prototypage
rapide par frittage laser de poudres
(plastiques et métalliques) vient d’acheter
une SLS Sinterstation Pro de 3D Systems.
Pour Quentin Kiener, directeur de 3D Prod,
"le choix d'un tel équipement vise à répondre
à la demande grandissante de clients pour
des grands prototypes, mais aussi à pénétrer
le marché naissant de la production directe
de petites pièces finies en plastique pour des
séries pouvant atteindre des milliers d'exemplaires".
Il mentionne deux affaires récentes
typiques de la fabrication rapide. Une commande
de 1000 pièces/an, pièces plastiques
de calage qui viennent s'insérer dans un
mécanisme d'ouvrant. Le comparatif entre
l'injection et le frittage direct a fait apparaître
une nette différence à l'avantage du
frittage (trois fois moins cher). Un autre
client devait produire à moindre coût
P R O D U C T I O N P E T I T E S S É R I E S
Maquette produite par Erpro, 1 er acquéreur au monde de la Viper SI2 de 3D Systems. Source : Erpro
un ensemble de préhension, pour robot
composé de cinq pièces en mouvement.
En deux semaines, 250 ensembles ont été
produits en frittage de poudre polyamide
DuraForm PA.
En deux semaines, 250 ensembles de préhension
(option robotique comprenant 5 pièces
en mouvement) ont été produits en frittage
de poudre polyamide DuraForm PA sur une SLS
Sinterstation Pro chez 3D Prod. Source : 3D Prod
l’ensemble devant être validé sur une
machine 5 axes récemment acquise.
Vers une normalisation
nécessaire des techniques
de fabrication additive
En introduction, Sylvestre Nunes rappelait la
confusion entre prototypage rapide et fabrication
directe que font certains industriels.
En exagérant à peine, on serait tenté de dire
qu’aujourd’hui, les procédés de fabrication
additive savent tout faire et répondent à tous
leurs besoins en termes d’applications, de
machines, de matériaux… "On sait faire des
pièces de densité 99,99% avec des résultats de
santé métallurgique meilleurs que ceux que l’on
obtient en fonderie ou sur des pièces forgées".
Tout existe, la demande est forte, même les
ventes de machines ont semble-t-il progressé
de 40 % en 2006 et pourtant les applications
industrielles restent confidentielles. Georges
Taillandier explique qu’il existe deux freins
majeurs : "Il n’y a pas assez de traçabilité, ni sur
le matériau, ni sur les process de fabrication. Tout
reste opaque, chaque constructeur possède ses
résines, ses poudres propriétaires et il est difficile
voire impossible d’obtenir des caractéristiques
de process. Or toutes les pièces embarquées
dans l’aéronautique ou l’automobile doivent être
garanties ISO, avec des matériaux et des process
homologués". Pour remédier à cet état de
choses, l’AFPR a créé une commission de
travail : Fabrication Directe Métal (FDM),
dont l’objectif est de qualifier puis normaliser
les techniques de fabrication additive. ■
Jean-Yves Catherin
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
7

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P R O T O T Y P A G E B I J O U X
La bijouterie-joaillerie s’engage
massivement dans le prototypage rapide
Les machines de prototypage rapide révolutionnent les métiers du bijou et de la joaillerie.
Le Cetehor a sans doute accompagné ce mouvement avec une étude comparative
sur les technologies de prototypage.
Le Cetehor, Centre technique de l’Horlogerie,
de la Bijouterie, de la Joaillerie et de l’Orfévrerie
(HBJO), a publié une étude intitulée
"Moyens de prototypage rapide". Emmanuel
Suter, chargé d’études au Cetehor, explique
que le but était "de permettre aux professionnels
de mesurer l'intérêt des techniques de
fabrication additive et de les adopter, soit en
les intégrant dans leur cycle de fabrication, soit
en sous-traitant auprès de sociétés spécialisées
la réalisation de prototypes fonctionnels ou de
pièces entrant directement dans le processus
de fabrication du produit final".
Vers la fabrication rapide
de pièces bonne matière
Parmi les solutions disponibles sur le marché
du prototypage rapide, l’étude s’est
intéressée aux systèmes permettant de
réaliser des produits de petites dimensions
avec une qualité de surface pouvant
satisfaire les besoins des professionnels.
Deux pièces d’essai ont été réalisées,
la première était une bague permettant
d’observer les états de surface sur des formes
gauches et la réalisation de parties très
fines (une grille avec des fils de 0,25 mm de
diamètre). La seconde était un parallélépipède
complexe permettant d’effectuer des
mesures dimensionnelles.
Plusieurs machines ont été testées utilisant
des procédés différents. Deux machines
Pièce prototype réalisée sur une machine Meiko.
Source : Cetehor
Le logiciel Matrix 3D de Gemvision Corporation permet
de réaliser des créations virtuelles réalistes de bijoux
dont la maquette CAO sert ensuite de modèle 3D
pour la FAO multi-axes. Source : Gemvision
de stéréolithographie pure : la Viper si2
de 3D Systems et la LC 510 de Meiko
(dont le Cetehor est équipé), ainsi que la
Perfactory de Envisiontec qui fonctionne
sur un mode analogue, mais avec un flashage
sélectif UV. Deux machines (T66 et
T612 de Solidscape) de projection de cire
fondue (imprimante à jet de cire en microgouttes),
deux machines (Eden 260 et 330
de Objet) de projection de matériaux avec
réseau de jets et deux machines (InVision
et InVision HR de 3D Systems) ont également
été testées.
Une mutation profonde
des professions de l'HBJO
Selon Emmanuel Suter, les machines ont
relativement peu évolué depuis trois ans.
Par contre, la profession (artisans et joailliers
renommés) est en pleine mutation avec
une utilisation massive des procédés de
fabrication rapide. "En effet, certaines d’entre
elles permettent d’utiliser les produits fabriqués
par ces machines directement dans le cycle
traditionnel de la bijouterie de fonte à la cire
perdue qui représente environ 80% de la
production. Reste que certaines machines sont
Une machine dédiée
aux bijoutiers détaillants
et designers indépendants
Dans le domaine de la joaillerie,
SolidScape est devenu durant les dix
dernières années le leader mondial des
machines de production de modèles
en cire à partir de fichiers numériques.
Au salon INHORGENTA 2007 de
Munich, SolidScape a exposé sa nouvelle
machine R66, dont l’originalité est de
s’adresser prioritairement aux ateliers
des bijoutiers détaillants qui produisent
leur propre collection avec un nombre
limité de pièces. Et en ce sens, la R66
participe à cette dynamique qui révolutionne
le métier de bijoutier et le
monde de l'HBJO.
plus adaptées aux pièces de démonstration
(validation du design) qui doivent être résistantes
car elles passent de mains en mains
et d’autres à la fabrication directe. Certaines
machines commencent également à réaliser
des pièces métalliques et si nous ne savons pas
encore sortir des pièces en métal précieux, nous
n’en sommes cependant pas très loin". ■
Le cycle traditionnel de la bijouterie de fonte
à la cire perdue représente environ 80%
de la production. Source : Cetehor
Stéphane Hardy
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
9

Entreprises plus performantes ?
Et si la réponse était dans le copeau
Rencontrer les meilleurs experts de l’usinage, découvrir les dernières avancées technologiques,
enrichir son "savoir usiner", donner l’occasion aux petits décolleteurs de rencontrer
ceux des grandes entreprises… Tels étaient les objectifs d’Intercut, première rencontre
sur la coupe des métaux, qui vient de se tenir à Cluses.
Le copeau fut l’objet de toutes les conversations durant les rencontre Intercut. Source : CTDEC
L’usinage des métaux est une opération
d’une rare violence : l’extrême pointe de la
plaquette de l’outil va "déchirer" un métal
parfois réputé très dur. De plus, cette opération
a lieu en un temps extrêmement court
du fait de la pratique généralisée de l’UGV
(Usinage Grande Vitesse). D’autres découpes
(laser, jet d’eau, cisaillage, découpeemboutissage…)
sont aussi violentes, mais
aucune n’a cette exigence suprême de
devoir fournir une surface "miroir", avec un
Ra très faible, et des tolérances qui flirtent
de plus en plus avec le micron. Les lois qui
tentent de décrire cette violence sont celles
qui sont utilisées dans les modèles d’explosion
! Dans ces conditions, affirmer que
l’on sache faire un bilan thermique exact et
avoir une vision claire de la dissipation des
flux de chaleur dans la zone de coupe est
un discours empreint de quelques vanités.
Vers la maîtrise
de l’approche globale
en usinage
Intercut, premier salon, premières
Rencontres Internationales de l’Usinage,
s’est tenu durant deux jours à Cluses (74),
les 16 et 17 octobre : 40 industriels exposants
et 350 spécialistes, conférenciers,
visiteurs ont pu faire le point sur les évolutions
technologiques relatives à l’usinage,
que ce soit au niveau des outils, des matériaux,
des lubrifiants ou encore des systèmes
CFAO. Brigitte Vasques (Ceroc Safety)
a traité de la caractérisation de l’évolution
des rayons d’arêtes en tournage, Elisabeth
Lindström-Dupuy (Sandvik-Coromant)
des nouveaux revêtements PVD d’outils,
Enrico d’Eramo (Ascometal) a présenté
le concept "Couple Outil Matière" vu par
U S I N A G E
la sidérurgie, Jean-Pierre Lugarini (Missler)
a rappelé les fondamentaux du pilotage
des machines à décolleter avec une FAO,
Bertrand Coulon (SERAM Cluny) a évoqué
la nécessité d’une collaboration entre
industriels et universitaires.
Manifestation étonnante et érudite qui
impose d’entrée de jeu un vrai professionnalisme
et énonce (dénonce ?) quelques
paradoxes de la coupe assez éloquents…
Quels sont-ils ? Jamais la connaissance des
paramètres de coupe n’a été aussi développée
et pourtant tous les praticiens des
ateliers de mécanique générale constatent
une perte de savoir-faire "au pied des
machines".
La méthodologie
Couple Outil Matière
Dès le début des années 90, Gérard
Levaillant, Tool Technologies, créait la
méthodologie Couple Outil Matière
(COM). François Bagur, qui l’utilise au
sein de Bagur Consulting rappelle que
"les différents intervenants lors de l’usinage
(broche, fluide, matière, qualité rugosité,
attachement, outil, opération, prise
de pièce…) ne peuvent pas être traités
séparément. La modification d’un paramètre
sur l’un des intervenants entraîne
dans 90% des cas une modification sur
un ou plusieurs autres. Il est donc nécessaire
d’appréhender l’usinage par une
approche rationnelle et globale telle qu’elle
est définie dans la méthodologie COM".
Normalisé à l’heure actuelle sous le
code AFNOR E66-520, le COM est en
discussion au sein du groupe de normalisation
ISO TC29. suite page 13
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
11

Une pièce
démonstration
des complexités
d’usinage
en micromécanique
Source : Zeiss
Les décolleteurs de la Vallée de l’Arve figurent
sans conteste parmi les meilleurs au
monde, "personne ne pourra dire à celui qui
sort 1 million de pièces/jour qu’il ne maîtrise
pas sa matière et pourtant toutes les actions
menées dans le Pôle Arve Industries montrent
que malgré ces savoir-faire, la coupe fonctionne
sur des empirismes et que l’on peut aller beaucoup
plus loin" explique François Bagur. Et
à l’heure où il est question d’une pratique
des "best cost" pour combattre les "low
cost", il enfonce le clou et déroute son
auditoire en affirmant que "sur certains devis,
Le CTDEC
et le Pôle Arve Industries
Le Pôle Arve Industries est dominé par
l’activité industrielle du décolletage de la
Vallée de l’Arve qui concentre à lui seul
plus des 2/3 des emplois français du secteur
et 30% du PIB de la Haute Savoie. La
stratégie partagée par les acteurs du pôle,
industriels, centres de recherche, organismes
de formation et collectivités vise à
garder l’avantage concurrentiel technique
et organisationnel dans le cœur de métier
du décolletage et à déployer les outils
d’environnement économique dans une
logique de compétitivité internationale.
Implanté à Cluses, le CTDEC est un pilier
essentiel du Pôle de compétitivité. Sa
mission est de promouvoir le progrès des
techniques, de contribuer à l’amélioration
de la productivité et à l’innovation dans
l’industrie du décolletage.
des industriels de la Vallée de l’Arve sont moins
chers que les Chinois… A force de travailler sur
la technologie, de comprendre et d’optimiser, on
développe de nouvelles armes, des stratégies
essentielles pour garder les productions chez
nous". Diable ! Auraient-ils enfin visé juste
et touché là quelque fondement de cette
quête introuvable de productivité ? Allons
plus loin pour comprendre les raisons de
ces Rencontres qui souhaitaient aller vers la
maîtrise de l’approche globale en usinage.
L'usinage est la discipline
la plus mal connue
Lorsque Lionel Baud, Président du CTDEC
et du SNDEC, pose la question fatidique de
savoir comment faire pour aider les entreprises
à être plus performantes, c’est l’ensemble
des représentants du métier qui affirme que
la réponse tourne autour du cœur de métier :
la coupe. "Ces dernières années, nous nous
sommes beaucoup intéressés aux commandes
numériques, aujourd’hui, il est important d’avoir
un projet phare sur la coupe directement lié aux
paramètres d’usinage. Les temps changent et la
concurrence n’est plus entre nous : elle vient des
pays émergents. Avec Intercut, notre objectif est
de mettre à jour un maximum d’informations sur
l’opération de coupe, car nous avons tout intérêt
à nous rassembler, à échanger, à décloisonner le
métier et créer un esprit de corps : il y a obligation
de dialogue !" De fait, il est probable que
dans la science des matériaux, l'usinage soit
la discipline la plus mal connue. Les usineurs
maîtrisent assez bien leurs machines, mais il y
U S I N A G E
Les ateliers de mécanique générale
(ici machine d’affûtage) sont confrontés
à des exigences de qualité et de précision
dimensionnelle qui les obligent à se dépasser.
Source : CTDEC
a de nombreux paramètres qui interviennent
lorsque l'outil mord l'acier, d'autant qu'ils
connaissent assez mal les capacités intrinsèques
des matériaux du marché. Christian
Deville-Cavellin, Ugitech, explique qu’au sein
du projet MAAT "l'idée serait de fournir un
ensemble logiciel-machine capable de prodiguer
des conseils de base pour aller directement aux
conditions de coupe optimales".
La coupe et les machines
auto-adaptatives de MAAT
Le programme Coupe du pôle Arve
Industrie propose de rassembler un
ensemble de partenaires autour du projet
MAAT (Machines Automatiques à Autoadaptation
Technologique) sur un double
objectif : d'une part, concevoir une
machine auto-adaptative qui améliorera la
productivité, d'autre part faire progresser
l’entreprise dans sa connaissance technique
de l’usinage.
Les machines plus rapides et plus puissantes
ainsi que des matières plus difficiles à usiner
sont les facteurs majeurs qui contribuent
à faire évoluer les nuances de qualité
d’outils. Source : Dixi Polytool
suite page 15
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
13

usinage, outillage, prototypes & pré-séries
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Usinage de blocs de carter moteur sur une machine
Urane de Comau. Source : Comau Systèmes
Selon Roger Busi, CTDEC, "les PME d'usinage
et de décolletage n'ont pas souvent
les moyens d'avoir un bureau des méthodes
important : la définition des processus d’usinage
(et leurs suivis) sont ainsi déportés sur les
techniciens d’atelier qui sont déjà surchargés.
Il est nécessaire d'avoir une vision globale des
problématiques de l'usinage et de fournir aux
techniciens une aide technologique directement
au pied des machines de production". MAAT
doit permettre d’augmenter la productivité
globale des entreprises de 20 à 30%.
Celles-ci disposeront alors de machines
"intelligentes" instrumentées avec des capteurs
discrets, dont les sorties pourront
(à terme) agir directement au niveau de la
commande numérique pour optimiser la
coupe. MAAT pose les bases d’une approche
Ces dernières années, les machines à commande
numérique ont considérablement augmenté
leurs performances pour s’adapter à tous les types
d’usinage et tous les matériaux. Source : Mazak
pragmatique et structurée de la coupe des
métaux et s'appuie pour cela sur la méthodologie
du Couple Outil-Matière (COM), qui
apparaît comme la seule approche utilisable
industriellement. "Lorsque le donneur d'ordre
indique la nuance d'acier et la définition de la
pièce, on peut espérer qu'une machine intelligente
sache déterminer les conditions de coupe :
vitesse, avance, type d'outillages, fréquence de
changement d'outil, type de lubrifiant…" MAAT
est porté par le CTDEC, Bagur Consulting
et un ensemble d'entreprises pilotes qui
effectueront sa validation.
Le COM doit entrer
dans les ateliers !
Schématisant sa pensée à l’extrême,
François Bagur rappelait que les décolleteurs
et usineurs en général n’ont que
deux problèmes : d’une part, comment
faire "bon et bien" du premier coup et
ensuite comment être stable dans le temps.
Les industriels ne veulent pas se tromper
dans les devis qu’ils ont à faire, ils veulent
savoir apprécier le niveau de difficulté et les
temps d’usinage. "Au niveau des méthodes,
explique Roger Busi, pour faire la gamme
et optimiser le process d’usinage, ils veulent
savoir quel outil utiliser et avec quelles conditions
de coupe. Ensuite, le préparateur doit
jongler avec des connaissances de plus en
plus complexes. Il y a encore quelques années,
U S I N A G E
Les donneurs d’ordres imposent l’utilisation de matériaux à plus forte valeur ajoutée (dont l’usinage est parfois
très complexe), des tolérances de plus en plus serrées, difficiles à garantir en série. Source : AP Foucha
les ateliers de mécanique générale avaient
souvent d’excellents préparateurs méthode,
aujourd’hui, on clique sur des logiciels bourrés
de données, mais globalement tout le monde
sait que les savoir-faire se sont perdus et
qu’un système-expert ne remplacera jamais un
expert. Au-delà de la préparation, au pied de la
machine, les industriels se battent avec la mise
au point de la série, les usures et les casses
d'outils". Comment analyser les incidents ?
Comment passer du curatif au prédictif ?
Très peu de PME connaissent le COM.
Pour le faire normaliser, il a fallu persuader
les industriels, les convaincre d’investir
dans la formation, dans l’achat de machines
et de logiciels. Mais au-delà du prix, il fallait
insuffler une tournure d’esprit qui suppose
d’aimer faire de l’expérimentation, manipuler
des coupes, s’astreindre à une méthodologie.
"La vérité, c’est que le concept n’a
pas pris, nous avons perdu 20 ans. Aujourd’hui,
tout fonctionne sur l’empirisme, le fournisseur
d’outil botte en touche, tout comme le fournisseur
de matière, et au final, l’utilisateur
avance à tâtons. Le COM doit rentrer dans
les ateliers…" Comment ? Compte tenu
du fait que les industriels ont la tête dans
le guidon, il est hors de question de leur
proposer une instrumentation lourde et
coûteuse d’où la nécessité d’avoir des
solutions économiques, transparentes et
des outils logiciels faciles d’utilisation. ■
Jean-Yves Catherin
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
15

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U S I N A G E E X T R Ê M E
Mu-2010, le projet de tous les défis
Le CERN lance un vrai défi industriel aux usineurs praticiens des techniques d’UGV et aux métrologues :
produire plus de 1 million de pièces usinées avec une précision de ± ±1 µm.
Au moment où le CERN de Genève finit
d’installer le LHC, collisionneur de protons
circulaire de 27 km de circonférence,
il travaille sur la prochaine génération
d'accélérateur linéaire. Le CLIC, collisionneur
électron positron de 3 TeV, fera
40 km de long. Les cavités accélératrices
seront constituées par quadrants d’environ
300 mm de long, formant des tores
de 20 mm de diamètre, probablement en
bi-matériau constitué d’un alliage CuZr
tapissé de Mo au centre. Dans leur cahier
des charges, les physiciens font état d’exigences
titanesques. En effet, à l’impact, les
deux faisceaux auront un diamètre de l’ordre
de 10 nm, et pour que la collision soit
efficace, le faisceau devra avoir une stabilité
de 1 nm ! Sur les 40 km, pour éviter
qu’il ne s’écarte et traverse la cavité, les
composants devront être alignés à 10 µm
sur 100 mètres. Un système d’actionneurs
piézo-électriques permettra ensuite de
recaler au micron près la position des
aimants quadripolaires de focalisation.
Traquer
toutes les sources d’erreurs
Mais comment produire ces pièces ? Car
on imagine aisément que les contraintes
dimensionnelles seront, elles aussi, exceptionnelles.
"Aujourd’hui, nous demandons
aux industriels usineurs de nous garantir
± 5 µm parce que nous ne savons pas faire
mieux, mais in fine, les physiciens veulent
obtenir ± 1 µm. Or, en production, on ne sait
pas le mesurer. Il y a donc nécessité de réfléchir
sur la capacité à usiner avec la meilleure
précision possible, mais également à mesurer
la dite-précision". Bertrand Nicquevert,
ingénieur projet au CERN, pèse ses mots.
L’équipe au sein de laquelle il travaille
est en contact avec des spécialistes de
l’usinage de précision qui en 2004 arrivaient
à ± 20 µm et en 2006 étaient inférieurs
à ± 10 µm. Aujourd’hui, ni le CERN,
La machine, l’outil, le lubrifiant et les conditions de coupe qui permettront de réaliser les quadrants du CERN
sont partiellement (et sans doute totalement !) inconnus. Source : CERN
ni un seul partenaire ne maîtrise l’usinage
micrométrique à ces échelles de dimension.
D’où l’idée d’une collaboration qui
prend forme lorsque le CERN s’adresse
au Pôle Arve Industries avec l’intention
de rassembler une équipe autour de l’usinage
au micron. Afin de traquer toutes
les sources d’erreurs possibles, une première
approche "systématique" permet
de regarder toute erreur potentielle l’une
après l’autre. L’autre, "systémique", permet
de les analyser les unes par rapport
aux autres dans leur globalité…
Qualifier le process
pour le rendre stable
Le projet Mu 2010 s’est créé sur la base
d’une équipe qui se connaît depuis six ans,
le consortium Com-Op, dont la méthode
de travail est basée sur le Couple Outil-
Matière (COM). Il réunit des industriels
(Tivoly, Total, Bagur consulting), des universitaires
(Ensam/Seram Cluny) et des
centres techniques (CTDEC, Cetehor).
L’objectif de la première phase, terminée
fin juillet 2007, était d’atteindre les ± 10 µm.
Selon Bertrand Coulon, ingénieur Séram,
"aujourd’hui, nous avons de bons espoirs de
respecter cette tolérance de forme de 5 µm.
Nous sommes partis du process avec l’idée
de le qualifier et de le rendre stable avant
d’aller plus loin. L’atout de notre consortium
par rapport aux sous-traitants est de réunir
des compétences complémentaires et
d’assurer la traçabilité de la gamme et des
opérations qui permettent de réaliser la pièce.
Nous sommes arrivés au point où nous
constatons des défauts et nous en connaissons
les principales causes. C’est cette approche
qui a intéressé le CERN, qui nous a demandé,
suite à un appel d’offres européen, de passer
en phase 2 pour aller vers des précisions
de ± 5 µm, voire moins". ■
Jean-Yves Catherin
Le futur collisionneur pourrait être constitué
de 1140000 pièces de ce type hautement technique.
Source : CERN
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
17

MICRON
D’OR

G R A V U R E
AF Laser crée du vrai 3D sur surfaces gauches
Tous les procédés de fabrication rapide travaillent aujourd’hui en 2,5 D, c’est-à-dire que la forme
est générée à partir d’un plan XY. Comment réaliser une empreinte à partir d’une surface gauche ?
Autrement dit du vrai 3D. Tous ceux qui ont essayé ont renoncé, sauf AF Laser qui affirme aujourd’hui
sereinement ne pas avoir de concurrent sur ce créneau.
L’histoire commence dans les années
2000 avec SIDEL, fabricant de machines
de production de bouteilles, qui explique
à Dino Paganelli, directeur d'AF Laser
(73), son besoin de graver une texture et
des logos sur des moules de bouteilles.
A cette époque, AF Laser fait ce que tout
le monde sait faire et le résultat (2,5D)
est sanctionné par un refus poli du client
qui explique que ses pièces ne sont
pas planes et qu’il veut du vrai 3D sans
les raccords d’usinage. Lors d’un salon,
AF Laser rencontre une seconde fois les
responsables SIDEL et réalise de nouveaux
tests "Cette fois-ci, le client a été agréablement
surpris du résultat et nous a demandé
d’aller plus loin. Nous avons commencé
le process avec une machine 5 axes et
des logiciels du marché en développant
des macros, puis nous avons créé un logiciel
de commande numérique spécifique".
Trois ans de R&D
à quatre ingénieurs
La programmation de la texture sur la
pièce s’est faite à partir d’un logiciel
d’infographie 3D Maya. "Nous sommes
partis d’un fichier bitmap en niveaux de
gris, appliqué sur la surface à texturer.
Pour cela, l’opérateur applique une grille
avec un graphique en forme d’échiquier
afin de voir les déformations et corrige les
distorsions grâce au logiciel Maya. On obtient
ainsi partout la même régularité de taille
de texture. La texture définitive est ensuite
appliquée et elle épouse les corrections qui
viennent d’être réalisées. On peut donc montrer
au client un 3D en images de synthèse
sur écran qui sera exactement le reflet
de ce que la machine exécutera par la suite.
La véritable valeur ajoutée de notre société
se trouve dans l’usinage, la FAO étant
développée par AF Laser". Comment ça
marche réellement ? Dino Paganelli ne
dit rien : trop de développements pour
prendre le risque de perdre l’avance
acquise. Au final, les constructeurs automobiles
ont vu la différence et AF Laser
est passé progressivement des logos à la
pièce automobile et bientôt au tableau de
bord entier : deux machines à 6 degrés
de liberté de grande taille pour usiner les
tableaux de bord viennent d’être livrées,
l’une en Angleterre, l’autre en Italie.
Des clients séduits
dans tous les secteurs industriels
Avec le concept d’AF Laser, le fabricant
automobile fait développer la texture en
niveaux de gris avec un format suffisam-
Les sous-traitants des constructeurs automobiles font texturer les rouleaux avec des motifs originaux
de façon à obtenir les panneaux thermoformés des tableaux de bord. Source : AF Laser
AF Laser est spécialisée dans les applications
industrielles de gravures (textures, logos) ainsi que
les machines (jusqu'à 6 axes) et centres d'usinage
intégrant un laser. Source : AF Laser
ment grand pour couvrir la totalité de la
surface de la plus grosse pièce à texturer
et le confie aux divers sous-traitants.
A partir de ce fichier (bitmap, tiff ou
autre…), un grand constructeur automobile
allemand a adhéré à ce concept et a
fait sous-traiter son bitmap. Aujourd’hui,
Dino Paganelli affirme tranquillement que
"tous les autres constructeurs automobiles
adopteront notre technologie". Tout le
monde ? En tout cas, les sous-traitants
automobiles ne sont pas les seuls à fréquenter
les alentours du lac du Bourget.
Les concepteurs de moules pour chaussures
font le voyage, les grands noms des
pneumatiques également, ainsi que les
fabricants de pâtes qui veulent texturer
les rouleaux qui servent à fabriquer des
pâtes alimentaires… de façon à ce qu’elles
retiennent la sauce !!! "A terme, ce sont
moins les problèmes techniques qu’AF Laser
redoute, ce serait plutôt des recettes pour
gérer la croissance". ■
Yann Clavel
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
19

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La machine à mesurer O-Inspect, regroupe
quatre possibilités sur une seule machine
(projecteur de profil, machine à mesurer,
microscope et contourographe). Elle
combine deux capteurs, l’un pour l’optique,
ViScan, l’autre pour le scanning, Vast
XXT, et s’adresse à toutes les industries
électroniques, plastiques, mécaniques de
précision, laboratoires…
Le développement de la F25 correspondait
à une demande de mesures performantes,
efficaces et plus exigeantes pour garantir
la qualité d‘éléments miniaturisés intervenant
de plus en plus dans des microcomposants
et microsystèmes. La F25
est une nouvelle machine 3D sur patins
aérostatiques, d’un volume de mesure
d’un décimètre cube. Son concept
s’appuie sur quatre piliers techniques Zeiss :
l’intégration avec le logiciel Calypso Zeiss,
les déplacements gérés par la commande
numérique C99 et la technologie des
capteurs optiques et tactiles. Le quatrième
élément est constitué par une cinématique
ultra-précise qui garantit une incertitude
de mesure de 250 nm pour une résolution
de 7,5 nm. Le capteur 3D est conçu pour
un diamètre tige de 50 à 500 µm et pour
un diamètre bille de palpage de 100 à
M É T R O L O G I E
Avec la métrotomographie, Zeiss s’engage
vers la métrologie de l’invisible
De la machine O-Inspect à deux systèmes de mesure (tactile et optique) à la F25 nanométrique
(résolution 7,5 nm) jusqu’au Métrotome, machine qui associe la tomographie à la métrologie,
Zeiss offre une gamme complète de centres de mesure tridimensionnels.
Machine à mesurer O-Inspect. Source : Carl Zeiss
Des outils pleinement utilisés
dans l’industrie
Pour assurer la qualité dans la surveillance
et la commande de ses fabrications,
la société Kern (Murnau) qui
fabrique des composants micromécaniques
se sert de la machine à mesurer
F25. Cette dernière a ramené le temps
de mesure d'une platine de montre
(200 caractéristiques de contrôle) de
5 heures à 21 minutes. Elle permet
de déterminer les dimensions, formes
et positions sur des composants
miniatu risés en une seule opération
de mesure.
Par ailleurs, Christophe Bulliard, responsable
des nouvelles technologies Zeiss,
vient tout juste d’installer le premier
Metrotome chez Sematec-Metrologie,
prestataire de mesure situé à la Frette
(38). Cette machine sera affectée
au contrôle de pièces plastiques et
de pièces de sécurité de freinage. Le
client l’a choisi, entre autre, pour sa
capacité à effectuer des mesures en
automatique.
La radiographie 3D permet de vérifier des détails insoupçonnés
sur des pièces complexes. Source : Carl Zeiss
700 µm. Avec une longueur utile de 7 mm,
il est possible d’effectuer des mesures
dans des petites structures avec des forces
de palpage inférieures à 0,5 mN/µm.
Mesurer l’invisible
à l’intérieur des pièces
avec le Metrotome
Carl Zeiss propose aujourd’hui sous le
nom de Metrotome 1500 un tomographe
assisté par ordinateur, qui combine les
techniques de métrologie avec celle de la
tomographie.
Il mesure l’intérieur et l’extérieur des
pièces de forme complexe (plastique, acier
ou aluminium) à l’aide de rayons X, notamment
les parties masquées qui restent
inaccessibles aux palpeurs et capteurs optiques.
L’utilisation des rayons X restitue des
images 2D, et associé à un plateau rotatif
permet la reconstruction 3D de la pièce.
Cette radiographie 3D permet avec un
logiciel puissant de vérifier des détails très
fins sur des pièces complexes comme des
connecteurs ou des distributeurs hydrauliques
utilisés en aéronautique. Le contrôle
des pièces par tomographie s’effectue avec
une grande rapidité (8 fois
plus rapide que la mesure
classique). La métrotomographie
trouve des applications
dans le contrôle des montages,
l'analyse des matériaux et
des processus de dégradation,
le contrôle des porosités et la
détection des défauts matière.
Le contrôle peut également
intervenir en terme d’analyse
fonctionnelle. ■
Yann Clavel
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
21

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Comment mesurer des diamètres de perçages
de 150 à 200 µm de diamètre ?
Le problème n’a que quelques années et
il fut posé par les motoristes Diesel qui
voulaient connaître la géométrie des micro
perçages sur les buses d'injecteurs. Il n’était
pas facile à résoudre, car l’optique ne sait
mesurer que des arêtes (en l’occurrence
le diamètre supérieur de l’alésage) et les
palpeurs mécaniques étaient inopérants
(diamètre de perçage trop faible). De plus,
les palpeurs mécaniques utilisaient des
billes de 0,3 mm qui avaient un détalonnage
très faible et rendaient impossibles
les mesures sur une profondeur de plus
de 1 à 2 mm.
Le plus petit et le plus précis
palpeur au monde
Le palpeur Fibre WFP 3D annoncé par
Werth comme étant le plus petit et le
plus précis du monde est né sur ces
bases. Il est constitué par une bille
minuscule générée à l'extrémité d’une
fibre optique coudée à 90°. Cette bille
est située parfaitement dans l’axe de la
caméra et son équateur horizontal se
trouve dans le plan focal de la caméra. La
caméra voit donc un cercle qui peut être
positionné à une altitude déterminée,
créant ainsi une arête fictive au niveau
de la pièce. En déplaçant la bille, on peut
mesurer la position du cercle et déterminer
le point de contact.
Avec ce procédé, il est possible d’utiliser
des diamètres de bille allant de 10 à
500 µm de façon à mesurer des éléments
géométriques 3D extrêmement petits.
Le principe de fonctionnement offre une
pression de palpage d'environ 1 µN et
garantit des résultats avec une incertitude
de mesure inférieure à 0,5 µm.
Bruno Vetticoz, directeur commercial
Werth France, précise que "le palpeur à
fibre optique trouve son application pour la
mesure des engrenages miniaturisés (mesures
des flancs ou du profil), des perçages
de faible diamètre, des pièces déformables
(joints, films), des composants micromécaniques,
des rayons de faible dimension sur
des outils et des pièces plastiques fines et
fragiles". Aujourd’hui, le palpeur WFP 3D
est utilisé par les industries de l’injection
Diesel (Delphi, Siemens, Denso…), dans
l’horlogerie pour la mesure des platines
et différents composants mécaniques
M É T R O L O G I E
Des outils de mesure dimensionnelle
de très haut niveau chez Werth
Depuis maintenant 50 ans, Werth est synonyme de qualité et précision dans le domaine des technologies
de mesures dimensionnelles… et le prouve avec trois développements très performants,
le palpeur Fibre WFP 3D, la machine Vidéo Check UA et le TomoScope.
Grâce à des développements novateurs dans le domaine de la mécanique de précision,
du traitement d'image et du logiciel, Werth Messtechnik GmbH est aujourd'hui parmi les leader mondiaux
dans le domaine des machines multifonctionnelles de mesure de dimensions. Source : Werth
Le palpeur Fibre WFP 3D de Werth est le plus petit
et le plus précis du monde. Source : Werth
pour les montres, dans le médical et plus
globalement pour toutes les applications
micromécaniques.
Une position de leader
largement justifiée
Werth est également bien placé dans
les mesures ultra-précises avec sa Machine
Vidéo Check UA qui affiche une précision de
mesure de 0,35 µm sur longueur mesurée
de 900 mm. Il s’agit d’une machine portique
à pont fixe sur laquelle sont installées des
règles de mesure à 1 nm en résolution. Pour
atteindre le degré de précision affiché, elle
se déplace sur coussins d’air à très basse
fréquence de résonance afin d’éviter les vibrations
mécaniques et elle possède de surcroît
un double système d’entraînement pour supprimer
les contraintes sur la vis à bille.
Rappelons enfin que Werth a été le premier
à intégrer la tomographie dans un appareil
de mesure à coordonnées multisensor. Le
TomoScope Werth (médaille d’or à l’Euromold
2005) est capable de réaliser une
mesure complète, sans détérioration, avec
une traçabilité des résultats des mesures. ■
Yann Clavel
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
23

La thermographie infrarouge
pour voir et mesurer à distance
La métrologie dimensionnelle est sans
contexte l’outil privilégié du contrôle qualité
de la micromécanique et des microtechniques,
mais cet état de fait pourrait faire
oublier que la mesure des températures
est l’une des plus utilisée dans le monde
de l’industrie. Dans le champ très vaste
de ce type de métrologie, la contribution de
la thermographie infrarouge (IR) en maintenance
mécanique est de plus en plus répandue.
En effet, dès qu’un échauffement dû à
un frottement devenu anormal intervient
(usure, manque de lubrification, déformation
dynamique des pièces mécaniques...),
la caméra thermique peut dénoncer les
points défectueux. Elle fonctionne sur le
principe que des objets très chauds émettent
des rayonnements visibles, alors que
les objets plus froid n’émettent que des
infrarouges, invisibles à l’œil nu. La caméra IR
(bande de longueurs d’ondes comprises entre
2 et 15 µm) capte les rayonnements IR et les
transforme en images visibles (0,4 et 0,8 µm).
En fait la thermographie regroupe l’imagerie
thermique (maintenance et contrôle non
destructif) et les mesures thermographiques.
Contrairement aux thermocouples,
les thermomètres IR (pyromètres) mesurent
à distance le rayonnement thermique émis :
connaissant la quantité d'énergie émise par
un objet et son émissivité, sa température
peut être déterminée.
L’offre de caméra et thermomètre IR est
considérable. Aujourd’hui, délaissant les
détecteurs optoélectroniques, presque
toutes les caméras IR non-refroidies utilisent
des capteurs FPA (Focal Plane Array)
à microbolomètres. FLIR Systems propose
la gamme ThermaCAM dont le modèle
Phœnix intégre une matrice InSb 3-5µm et
possède une sensibilité thermique inférieure
à 20 mK ainsi que des capacités d'acquisition
d'images de 38000 images/seconde.
La gamme Marathon MM de Raytek
M É T R O L O G I E
Si la thermographie infrarouge est majoritairement utilisée dans le contrôle d’installations électriques
et l'audit de bâtiments, les mesures thermographiques gagnent en applications et en précision.
La Thermographie
Infrarouge Stimulée
La Thermographie Infrarouge Stimulée
(TIS) fait partie des méthodes de contrôle
non destructif utilisées pour détecter les
défauts dans les matériaux et structures
aéronautiques. Elle consiste à chauffer
rapidement la surface du matériau inspecté
au moyen de lampes flashs et
à mesurer l'élévation de température
résultante avec une caméra IR. La présence
d'un défaut se manifeste localement
sur les images de thermographie par un
retour anormalement lent à la température
ambiante.
Les cinq modèles de thermomètres infrarouges
de la gamme Marathon MM de Rayteck couvrent
une étendue de mesure de -40 à + 3 000°C.
Source : Raytek
La gamme ThermaCAM offre un choix important en termes de technologie détecteur, InGas, InSb,
Microbolomètre ou QWIP, de fréquences d'acquisition d'images… Source : Flir Systems
possède un système de visée optique au
travers de la lentille et, selon le modèle, une
visée laser ou une option vidéo. Sa résolution
optique élevée permet de viser une
zone de 0,6 mm à une distance de 150 mm
avec un temps de réponse de 2 ms. De son
côté, B+B Thermo-Technik GmbH a optimisé
sa série DM avec le nouveau model DM751
qui offre une résolution optique de 75 :1 et
peut mesurer la température d’objets avec
un diamètre allant jusqu’à 0,9 mm à une
distance de 70 mm. ■
Jean-Yves Catherin
La thermographie
pour applications de pointe
Le détecteur IR de 3 e génération de
Sofradir est réalisé par épitaxie à jets
moléculaires (MBE) sur un alliage de
tellure, mercure et cadmium (MCT).
Ce détecteur offre une résolution de
1280 x 1024 pixels au pas de 15 µm.
Il fonctionne dans la bande de longueur
d’ondes de 3 à 5 µm, et il est refroidi
à 90 K (-183°C) par un micro-refroidisseur
de 1 W. Il est destiné aux applications
spatiales, militaires et industrielles.
Le processus MBE a été mis au point en
collaboration avec le LETI (CEA Grenoble)
à travers un laboratoire commun.
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
25

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L ’ I M A G I N A T I O N
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Demandez
notre
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S Y S T È M E O P T I Q U E
Optec Industries : les microtechniques
au service du laser Mégajoule
Le laser Mégajoule sera le plus puissant du monde. Pour éviter d’amplifier des hétérogénéités
du faisceau, Optec Industries conçoit un système composé de cellules à cristaux liquides
qui réalise une modulation locale de phase du faisceau du laser
Le laser Mégajoule en construction sur
le site du CEA Cesta au sud de Bordeaux,
aura pour mission de simuler des explosions
nucléaires. L'une des applications sera de
créer des réactions chimiques de fusion
nucléaire telles que celles mises en jeu au
cœur des étoiles. La puissance de ce laser
(le plus gros au monde !) sera si colossale que
le CEA souhaitait un système pour homogénéiser
le faisceau alors qu’il est encore assez
faible (1 MW) avant de l’amplifier.
Des cellules
à cristaux liquides
C’est sur cette base et avec son savoirfaire
que la société Optec Industries a été
contactée pour concevoir et développer
un système de mise en forme spatiale du
faisceau laser. Christophe Dufresne, directeur
d’Optec Industries, explique que le
système comporte un détecteur matriciel
externe qui enregistre les hétérogénéités
d'intensité dans la section du faisceau laser.
Ces données sont exploitées par un calculateur
qui définit les paramètres d'atténuation
locale à appliquer au faisceau laser. Elles sont
ensuite envoyées sur des cellules à cristaux
liquides qui constituent le système optique
de mise en forme spatial sous format vidéo.
Ce dernier réalise une modulation locale
de phase du faisceau du laser en aval sur la
chaîne amplificatrice de ce dernier. "L'intérêt
du système de mise en forme spatial est qu'il
est totalement configurable et peut ainsi corriger
les défauts d'homogénéité du faisceau laser quel
que soit leur forme. De plus, la correction de
front d'intensité peut être rafraîchie et ajustée à
chaque pulse laser".
Dans un premier temps, Optec Industries a
réalisé une valve à cristaux liquides qui a permis
de valider la faisabilité de concept de mise
en forme spatiale du faisceau laser. Ensuite, elle
concevra et réalisera le système complet de
contrôle et régulation du système en intégrant
cette valve à cristaux liquides.
Christophe Dufresne ajoute que "les technologies
de réalisation de ces cristaux liquides
exploitent l’état de l’art des microtechniques
que nous utilisons, à savoir des travaux en salles
blanche et des manipulations et assemblages
microniques".
Optec Industries très impliquée
dans les microtechniques
Installée sur la route des Microtechniques
à proximité de la frontière suisse
Installation de simulation du banc laser mégajoule installé chez Optec Industries. Source : Optec Industries
Le système mit au point par Optec Industries
comporte un détecteur matriciel externe
qui enregistre les hétérogénéités d'intensité
dans la section du faisceau laser.
Source : Optec Industries
(Guyans-Vennes) depuis plus de cinq ans,
Optec Industries fournit des systèmes de
contrôle de la qualité par voie optique,
développe et met au point des technologies
innovantes et fiables pour l'analyse d'états
de surface. Elle élabore des systèmes de
robotisation intelligente, de procédés "salle
blanche" et d'assemblage de composants
critiques pour des domaines d'exploitation
variés (marché du luxe, défense, médecine
entre autres...).
Optec Industries fait partie du conseil
d’administration du Pôle des microtechniques
et du Pôle luxe et finition.
Plus globalement, Christophe Dufresne
précise que sa société est très impliquée
dans le monde des microtechniques.
Ses produits en témoignent tel TactEye,
un système de profilométrie/granulométrie
pour l'analyse de surface, qui, associé
à son interface de traitement TactView
permet de caractériser des surfaces dont
la rugosité peut descendre jusqu'à 5 nm.
Son palpeur force distance est un appareil
de mesure de force et position simultanées
avec une résolution de positionnement
de ± 0,005 mm. ■
Jean-Yves Catherin
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
27

Franche-Comté,
la plus forte densité de savoir-faire microtechniques en France
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Gagner la bataille de l’innovation
avec le Pôle des microtechniques
Le Pôle des microtechniques est aujourd’hui constitué de 75 entreprises.
Avec les laboratoires de recherche et les partenaires associés, il compte 109 adhérents
et soutient 50 projets labellisés portant sur des technologies innovantes.
La technologie de Lovalite donne accès à une manipulation de la lumière de haute efficacité
à l’échelle microscopique. Source : Lovalite
Le mot microtechnique est né dans les
années 80, sous l’impulsion de Micronora,
lorsque les entreprises issues de la filière
horlogère, reconverties dans les techniques
de précision, ont associé leurs savoir-faire
aux avancées de la micro-électronique. Il
s’agissait alors d’assurer leur survie et de
rechercher de nouveaux marchés susceptibles
d’exploiter les techniques de miniaturisation
et de précision. Ces entreprises se
sont tournées vers l’équipement électrique,
l’aéronautique, l’automobile, le biomédical…
et la diversification microtechnique leur a
permis d’aller à la fois sur les marchés de
sous-traitance et de prestations de services,
et de façon plus intégrée vers les microsystèmes
dans les groupes plus importants.
Le Pôle des microtechniques constitué
officiellement en juillet 2005 vint formaliser
toute une dynamique franc-comtoise qui
s’engagea dans la valorisation de la recherche
par la création d’entreprises innovantes.
Rappelons pour mémoire qu’une des
stratégies du Pôle en matière de projets
technologiques était d’intensifier les efforts
de R&D ciblés sur les microtechniques, de
définir et de pousser le plus loin possible
des pistes de développement technologique
originales en microtechniques et nanotechnologies.
Parallèlement, il fallait innover
pour permettre à des ensembles d’entreprises
du secteur des microtechniques de
réaliser des mutations substantielles de
leurs pratiques à moyen terme. Qu’en est-il
aujourd’hui ? Nous avons demandé à Jean-
Michel Paris, directeur du Pôle, de faire le
point sur les dynamiques en cours.
Trois thèmes scientifiques
pour gagner la bataille
de l’innovation
"Dans le dossier initial ou contrat de pôle, nous
avions 18 projets ; fin 2006, nous en avions
engagé plus de 30, et à la fin de l’été 2007,
nous étions à 50 projets. Au-delà des chiffres,
cette progression témoigne d’une activité
P Ô L E D E C O M P É T I T I V I T É
Lovalite, société intégrée dans l’hôtel d’entreprise,
est née d’un transfert de technologie issu
de l’Université de technologie de Troyes, technologie
qui permet de fabriquer des micro-pointes
à l’extrémité d’une fibre optique grâce à une solution
polymère photosensible. Source : Lovalite
importante et nécessaire. En effet, les conséquences
de la mondialisation sont chaque jour
plus contraignantes et il est acquis désormais
que certains secteurs industriels grand-public,
impliquant beaucoup de montage et peu
de technologie, sont inexorablement partis
vers des pays low-cost. Chaque jour, nous
constatons que nos compétences industrielles
sont menacées, en France bien sûr, mais plus
spécifiquement en Franche-Comté où la soustraitance
automobile traverse des difficultés.
Dans ce contexte, le Pôle des microtechniques
a une mission : gagner la bataille de l’innovation,
et une responsabilité : proposer des
solutions alternatives. La seule vraie question
d’aujourd’hui est de savoir comment aller
vers des produits à forte valeur ajoutée".
Partant des savoir-faire technologiques de
la Franche-Comté, le Pôle des microtechniques
a identifié trois thèmes scientifiques
pouvant donner lieu à des implantations
industrielles : la métrologie, le domaine du
temps-fréquence et les micro-systèmes
sur silicium.
suite page 31
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
29

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Du temps-fréquence
à la métrologie
Les trois laboratoires temps-fréquences de
Besançon (Observatoire, LPMO et LCEP
de FEMTO-ST) mutualisent trois horloges
à césium et un maser à hydrogène permettant
de couvrir les besoins en stabilité de
fréquence à court et long terme des trois
entités. Le LPMO et l'Observatoire de
Besançon sont en outre laboratoires associés
au Bureau National de Métrologie et
sont accrédités par le COFRAC pour la réalisation
d'étalonnages en temps-fréquence.
"Si aujourd’hui, le temps-fréquence ne conduit
pas à des marchés de moyenne série, les
micro-horloges représentent cependant un
enjeu colossal. Les Suisses ont de l’avance,
mais il s’agit d’un domaine où le développement
n’est pas linéaire, chaque saut technologique
agit comme facteur multiplicateur
générant de nouvelles solutions pour aller vers
des matériaux de plus en plus complexes,
des matériaux intelligents qui incorporent des
capteurs."
Parallèlement, le passé horloger de la
Franche-Comté témoigne des multiples rapports
qu’elle a tissé autour de la mesure du
temps. L’ENSMM fut d’abord l’Institut puis
l’Ecole de Chronométrie. "L’une des directions
où nous sommes invités à aller est celle
des nanotechnologies, car cette compétence en
métrologie est indispensable pour passer des
Imasonic a développé de nombreux savoir-faire
et procédés technologiques inédits sur la base
du concept de composite piezoélectrique à structure
céramique-polymère dit "structure composite 1-3".
Source : Imasonic
Micro-Mega propose une gamme complète de pièces
à main, de contre-angles, de turbines et moteurs à air
dans les domaines de l’hygiène dentaire.
Source : Micro-Mega
précisions micromécaniques aux nanotechnologies.
Notamment en matière d’usinage,
car on ne sait pas piloter les machines sans
mesurer les déplacements, or ceux-ci exigent
aujourd’hui des précisions nanométriques".
D’ores et déjà, Digital Surf, NanoJura
et Mecasem (qui a repris un atelier
de métrologie du Cetehor) travaillent
dans ces précisions nanométriques et
de nombreuses PME pourraient travailler
dans la métrologie sur des marchés
de niche. "Là encore, à charge pour nous
de les accompagner, car le pôle a cette
vocation d’incitateur et de facilitateur :
le jour où la potentialité de créer des emplois
industriels arrive, il faut être prêt".
Une évolution naturelle
vers les microsystèmes
Avec le Centre de Transfert des Micro et
Nanotechnologies (CTMN) et les laboratoires
FEMTO-ST, la Franche-Comté est
aujourd’hui reconnue pour sa capacité à
concevoir et réaliser des microsystèmes
pour des applications électromagnétiques,
capteurs, micro actionneurs, micro mécanismes…
Ces systèmes s’obtiennent par des
process très proches de ceux qui sont uti-
P Ô L E D E C O M P É T I T I V I T É
MICRO-TEP
une innovation majeure
en tomographie
MICRO-TEP a été retenu par le jury
national au Concours National d’Aide
à la création d’entreprises technologiques
innovantes pour son projet de
développement et de commercialisation
d’un appareil TEP (Tomographie
par Emission de Positons) hautes
performances dédié à l’exploration
fonctionnelle du cerveau. Grâce à un
nouveau dispositif de détection qui
représente un saut technologique
majeur, l’appareil présente une série
d’avantages concurrentiels par rapport
aux TEP existants en clinique. Compte
tenu de la capacité du détecteur
à fonctionner dans des champs magnétiques
élevés, cette innovation autorise
également la réalisation d’un appareil
double modalité TEP-IRM dont l’intérêt
fait l’unanimité auprès des experts..
lisés dans la microélectronique (fabrication
collective) mais s’en différencient par le fait
qu’ils n’incluent pas de transistors. Ils
comportent des dispositifs pseudo-mécaniques
(capteurs) avec, par exemple, une
poutre qui se déplace en fonction d’une
sollicitation extérieure de type électromécanique.
Photline relève d’une orientation
différente avec des micro-systèmes
qui transforment les ondes électriques
dans un matériaux de type piézo-électrique
en vibration acousto-mécanique.
Senseor (Micronora n° 108) a pour sa
part développé un capteur gravimétrique à
ondes acoustiques de surface (SAW) pour
la détection de substances chimiques et
biologiques.
"En fait, ces trois orientations du pôle ne sont
pas disjointes. Nous percevons que c’est la
métrologie et le temps-fréquence qui nous
ont permis d’évoluer vers les microsystèmes
qui s’inscrivent résolument dans le champs
des applications industrielles donnant lieu à la
réalisations de dispositifs commerciaux". ■
Jean-Yves Catherin
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
31

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Opération portes ouvertes
chez FEMTO-Innovation
R E C H E R C H E
L’institut franc-comtois FEMTO-Innovation a récemment invité des industriels
et des organismes partenaires afin de réaffirmer ses engagements et ses compétences
en terme d’innovation et de collaboration en recherche partenariale.
Matrice de micro-aiguilles pour le traitement des maladies de la peau. Source : Femto-ST
L’institut Carnot FEMTO-Innovation a
ouvert ses portes à ses partenaires socioéconomiques
lors d’une journée découverte
qui a eu lieu le 4 octobre 2007
à Besançon. L’objectif affiché de cette
journée était double. Il s’agissait d’une part
de faire connaître et apprécier l’éventail
des compétences présentes au sein de
l’institut (présentations orales et sessions
posters), de manière à susciter des demandes
d’industriels et donc d’intensifier son
activité de recherche partenariale. D’autre
part, il consistait à recueillir, autour d’une
table ronde, les attentes et recommandations
des industriels vis-à-vis de FEMTO-
Innovation, afin d’orienter son action et de
déboucher sur des axes de travail permettant
à l’institut de renforcer sa politique de
professionnalisation.
Anticiper
les ruptures technologiques
ou les provoquer ?
Au total, 184 personnes ont participé
à cette journée avec 95 représentants
de FEMTO-Innovation et 89 participants
extérieurs dont près de 70 % étaient issus
des 45 entreprises présentes (40 % d'entreprises
régionales et 60 % d'entreprises
extérieures). Parmi elles, une dizaine de
grands groupes industriels avaient fait le
déplacement comme Alcatel-Lucent, Bic,
Snecma, Thales… Par ailleurs, 21 organismes
partenaires étaient également représentés.
Au cours de la table ronde, Michel
de Labachelerie, Directeur de FEMTO-
Innovation, a invité les chefs d’entreprises
présents à dresser les points forts de
l’institut et à émettre des recommandations
pour améliorer ses relations avec
l’industrie. A leur manière, Roland Kraft
(Snecma), Alain Rosen (Bic), Dominique
Bayard (Alcatel Lucent), Jean-Pierre Gérard
(IMI) et Erik Spitz (Thales) ont souligné les
compétences scientifiques et techniques
de FEMTO-Innovation et sa capacité à proposer
une réelle complémentarité entre
recherche fondamentale, recherche appliquée
et transferts technologiques. Quant
au rôle d’un tel institut, auprès duquel les
industriels externalisent une partie de leur
recherche, il a été résumé par l’un des
participants qui a affirmé "qu’il est désormais
question non pas d’anticiper la rupture
technologique, mais de prendre une longueur
d’avance supplémentaire en la provoquant".
Banc de caractérisation optique dans les locaux
de Femto-Innovation. Source : Femto-ST
Des savoirs-faire
dans huit grands domaines
applicatifs
Au cours de cette journée, Michel de
Labachelerie a rappelé que FEMTO-Innovation
est l’association de deux structures distinctes,
constituées de l’institut de recherche public
FEMTO-ST et du Centre de Transfert en
Micro et Nanotechnologies (CTMN). Il a
précisé que le label Carnot a été obtenu
en 2006 pour cet ensemble de structures,
reconnaissant ainsi leur capacité à assurer
conjointement une interface de qualité
avec leurs partenaires industriels grâce à des
atouts notoires. Parmi ceux-ci, il a évoqué
"le large spectre des compétences scientifiques
qui trouvent des applications dans les domaines
des micro et nanotechnologies, des télécoms,
du temps-fréquence, du biomédical, de l’énergie
et du développement durable, du transport, de
l’instrumentation et de la métrologie, ou encore du
génie industriel. Nous disposons également d’une
centrale de microfabrication de rang national
comportant 800 m 2 de salle blanche, et incluant
un atelier pilote destiné au soutien des entreprises
en quête de technologies innovantes". ■
Jean-Yves Catherin
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
33

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pour une nanotechnologie révolutionnaire
La nouvelle technologie hybride MetaFuse s’appuie sur un procédé exclusif
permettant d’appliquer avec précision un nanométal ultra résistant sur des pièces moulées
en polymères techniques de DuPont.
Un procédé exclusif qui permet d’appliquer avec précision un nanométal ultra résistant sur des pièces moulées
en polymères. Source : Dupont
DuPont Engineering Polymers vient d’annoncer
une alliance avec Morph Technologies,
Integran Technologies et PowerMetal
Technologies afin de développer et commercialiser
une technologie hybride métal nanocristallin/polymère.
La technologie MetaFuse
va permettre de produire des composants
extrêmement légers et aussi résistants et
rigides que le métal, tout en bénéficiant de la
flexibilité de conception des thermoplastiques
de hautes performances. "Aujourd’hui, nous
inversons la technologie hybride conventionnelle
plastique/métal, avec un procédé innovant métalsur-plastique
qui va radicalement transformer
aussi bien la performance des composants, que le
mode de pensée des concepteurs", déclare Keith
Smith, directeur général de DuPont.
Une granulométrie
1000 fois inférieure
aux métaux conventionnels
Cette nouvelle technologie des hybrides
nanométal/polymère MetaFuse, repose sur
un procédé exclusif qui permet d’appliquer
avec précision un nanométal
ultra résistant sur des pièces moulées
en polymères. Le but étant de créer des
composants de faible poids et de formes
complexes, mais possédant la rigidité
du magnésium ou de l’aluminium, ainsi
qu’une résistance plus élevée. Nanométal ?
En effet, leur granulométrie est 1000 fois
inférieure à celle des métaux conventionnels
et selon Gino Palumbo, CTO d’Integran
Technologies, "le nickel-fer ou le nickel
nanocristallin sont des métaux de hautes
performances deux à trois fois plus résistants
que l’acier standard. Ils sont également
plus durs et plus performants en matière
de frottement et d’usure".
Cette technologie permet d’obtenir
directement un revêtement métallique
intégré doté d’une structure de grain
nanocristalline, sans qu’aucune nanoparticule
ne soit créée, à aucun stade
du procédé de production. "Les hybrides
nanométal/polymère MetaFuse passionnent
les concepteurs de composants et de
produits, car cette technologie leur offre
réellement la liberté de travailler avec moins
de limitations", explique Clive Robertson,
en charge du développement de cette
activité pour DuPont. "Les métaux sont
robustes et très rigides, mais limités quand
il s’agit d’intégrer des fonctions et de produire
rentablement des formes complexes.
À l’inverse, les thermoplastiques offrent une
immense liberté de forme et d’intégration,
mais leur capacité à associer robustesse
et rigidité est quelque peu limitée.
Désormais, les concepteurs vont pouvoir
bénéficier de ce que ces deux univers ont
de mieux à offrir".
Une suite logique
aux Advanced Metals
Replacement
Les premiers développements porteront
sur des applications exploitant au mieux
les avantages de cette technologie,
notamment l’industrie automobile, l’électronique
grand public et les articles
de sport. Pour Clive Robertson, en charge
du développement de l’activité Metafuse,
"la nouvelle technologie constitue la suite logique
de l’offre DuPont, et étend notre gamme
récente Advanced Metals Replacement
(matériaux avancés pour le remplacement
du métal), qui comprend aujourd’hui un large
éventail de thermoplastiques rigides, robustes
et résistants aux chocs". A noter que la
gamme Advanced Metals Replacement
inclut également les SuperStructural
Monolithic Solutions, regroupant une
variété de thermoplastiques renforcés
par des fibres de verre, des fibres de
carbone et des fibres longues. ■
Stéphane Hardy
MICRONORA INFORMATIONS - JANVIER 2008
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B R È V E S
Mesure d'alésage avec l’IFS 2402,
capteur miniaturisé de Micro-Epsilon
Micro-Epsilon est l’un des acteurs majeurs
au niveau mondial pour la réalisation
de capteurs et systèmes de mesure
dimensionnelle, de déplacement et de
position. Pour la mesure de déplacement
sans contact par réflexion, Micro-epsilon
proposait le capteur confocal opto NCDT
2400. Il vient de le miniaturiser et propose
aujourd’hui le capteur IFS 2402.
Pour en comprendre l’intérêt, il est important
de rappeler le principe de la mesure
confocale.
La mesure de distance sans contact par
mesure optique se fait traditionnellement
par triangulation laser, mais cette technologie
a des limites pour les matériaux
transparents, réfléchissants ou pour des
mesures à l’intérieur de trous. L’utilisation
de la lumière blanche surmonte ces limites
et joue le rôle d’un complément au
capteur laser. La lumière blanche (polychromatique)
est focalisée sur la surface
de l'objet à mesurer à travers une optique
En 2005, cinq licenciés économique d’une
entreprise de moules de thermoformage
viennent voir Pierre André, gérant de
Langel. Ils lui expliquent qu’ils cherchent
un "repreneur" pour préserver, ensemble,
à plusieurs lentilles. Ces lentilles sont
agencées de telle manière qu'une aberration
chromatique contrôlée divise la
lumière en un continuum d'une infinité
d'images monochromatiques étalées
sur une distance prédéfinie (profondeur
de champ). Pour la mesure, le système
du capteur reconnaît la longueur d'onde
de lumière qui se focalise exactement
sur l'objet de mesure.
L’IFS 2402 fait 4 mm de diamètre sur
70 mm de long. Il permet de mesurer des
pièces polies, des surfaces transparentes
leur savoir-faire et travailler au sein d’une
entreprise d’usinage. Pierre André trouve
l’idée intéressante, il regarde l’état du
secteur, le poids de la concurrence, la
motivation des demandeurs et surtout, il
s’assure que les clients resteront fidèles.
Form’Tech naît ainsi en 2006 et prend
assez vite la décision de se démarquer du
thermoformage strict en proposant une
activité de numérisation.
La numérisation dans l’usinage ? Rappelons
que le thermoformage consiste à produire
des supports d’emballage industriel,
essentiellement pour l’agro-alimentaire,
le luxe… en aspirant sur un moule une
feuille plastique chauffée qui va épouser
les formes de ce moule. Form’Tech
conçoit et réalise des moules pour des
industriels… Mais ce n’est pas tout !
courbes ou de planéité non garantie.
Il est possible d’envoyer le faisceau dans
l’axe d’un alésage pour mesurer en fond
de trou ou de le renvoyer à 90° et de
mesurer un défaut de forme ou un diamètre
d’alésage (> 5 mm). Marc Rosenbaum,
directeur de Micro-Epsilon, précise que
le capteur échantillonne 25000 fois dans
la profondeur de champ, autorisant ainsi
une résolution égale à la profondeur
de champ (100 µm à 25 mm) divisée
par 25000. La précision de mesure
est égale à 4 à 5 fois la résolution. ■
Form’Tech numérise toutes vos pièces complexes
Le savoir faire de l'équipe Form-tech
repose sur une parfaite maîtrise de l'usinage
en fraisage 3D UGV. Source : Form’Tech
L’IFD 2402
(4 mm de diamètre
et 70 mm de long)
permet de mesurer
des pièces polies,
des surfaces transparentes
courbes ou de planéité
non garantie.
Source : Micro-Epsilon
En effet, Cyril Vey, responsable de
Form’Tech, explique que de plus en plus
de clients viennent avec des formes complexes
dans des matériaux divers et variés
et demandent de concevoir le moule permettant
d’obtenir cette forme. "Nous avons
fait l’acquisition d’un scanner laser portable
qui permet de transformer un objet en fichier
informatique. Le procédé est rapide, fiable
et précis (1/100 mm) et autorise une grande
réactivité. Il nous permet également de faire
de la re-conception (perte ou absence de plan)
et des modifications de plan sur CAO pour
des déclinaisons optionnelles". L’horlogerie
et la parfumerie qui viennent parfois avec
des formes en plâtre, en résine, en bois ou
en verre taillés par des designers ou des
artistes sont particulièrement intéressées
par ces fichiers. ■
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XVII e SALON INTERNATIONAL DES MICROTECHNIQUES
multi-technologies et haute précision
23 - 26 septembre 2008 - Besançon - France
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Salon international des microtechniques et de la haute précision
23 - 26 Septembre 2008 – Besançon
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