Automatisation des tests de matériaux

Les dispositifs d'automatisation à trois axes peuvent être utilisés pour une large gamme d'applications de test, y compris les tests de flexion présentés ici. | Source : Instron

Les tests de matériaux sont essentiels au développement et à l'assurance qualité de tous les produits sur le marché, certaines industries telles que les entreprises biomédicales, aérospatiales et automobiles étant confrontées à des volumes élevés de tests en plus de normes de qualité strictes. En raison de ces exigences, l’automatisation est constamment au premier plan des discussions lorsqu’il s’agit d’améliorer les processus de test pour ces entreprises.

Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles les clients décident d'opter pour une solution automatisée pour leurs besoins en matière d'essais de matériaux. Comprendre le temps nécessaire pour effectuer les différentes phases de votre cycle de test peut vous aider à identifier les domaines où l'automatisation peut être bénéfique. Que l'automatisation contribue à optimiser la procédure de test, à réduire les risques pour la sécurité de l'opérateur ou à libérer l'opérateur pour qu'il puisse effectuer des tâches à plus forte valeur ajoutée, les dispositifs automatisés peuvent fournir un retour sur investissement (ROI) significatif.

Même si les économies de main d’œuvre et le retour sur investissement sont généralement les principaux facteurs d’influence dans la décision d’automatisation, l’automatisation peut également permettre de réaliser des économies par d’autres moyens. Par exemple, des tests inefficaces peuvent produire de mauvais résultats en raison d’échecs d’échantillons ou de tests. Dans les industries qui nécessitent un débit élevé, les échantillons défectueux peuvent coûter à une entreprise des milliers de dollars en matériaux gaspillés. Cependant, bon nombre de ces échecs de tests peuvent être le résultat de pratiques incohérentes de l'opérateur, telles qu'un mauvais alignement de l'échantillon et de l'extensomètre, une préhension insuffisante et un contrôle incorrect du dispositif de test. Les résultats des tests sont influencés par de nombreux facteurs, et les données incohérentes et les tests échoués sont souvent le résultat de nombreuses erreurs et incohérences incrémentielles.

Un cobot intégré à une machine de test universelle pour les tests automatisés de dispositifs médicaux. | Source : Instron

Les extensomètres automatisés éliminent le besoin de fixer manuellement un extensomètre et offrent un placement reproductible. | Source : Instron

L'automatisation des tests de matériaux est un spectre, et il existe de nombreuses parties différentes d'une machine d'essai universelle (fixations, dispositifs de mesure de déformation et dispositifs de préparation d'échantillons) qui peuvent être partiellement ou entièrement automatisées en fonction des besoins spécifiques de votre laboratoire. Par exemple, un dispositif de tension statique manuel peut être équipé d'un extensomètre entièrement automatique. Alors que l'opérateur doit toujours effectuer des mesures et insérer des échantillons, ce dispositif de chargement est désormais considéré comme semi-automatique. Les laboratoires peuvent ensuite développer cette solution semi-automatisée de différentes manières en fonction des retards rencontrés dans leur cycle de test. D'autres exemples d'équipements automatisés comprennent les dispositifs de mesure, l'insertion d'échantillons et les pinces à commande pneumatique ou hydraulique. Chacun de ces exemples peut améliorer considérablement la vitesse et l’efficacité des pré-tests dans votre laboratoire. Lorsque la durée du test constitue un goulot d'étranglement pour le débit des tests, des cadres de charge avec plusieurs chaînes de charge peuvent être utilisés pour semi-automatiser cette partie du cycle de test.

Si une partie du cycle de test nécessite une amélioration mais que les restrictions budgétaires limitent les options pour un système entièrement robotisé, une configuration semi-automatisée peut améliorer n'importe quel laboratoire de test. Cependant, un système de test entièrement automatisé offre encore plus d’avantages aux laboratoires nécessitant les solutions les plus avancées. Contrairement aux systèmes et accessoires manuels et semi-automatisés, les systèmes de test entièrement automatisés ont des capacités plus avancées et plus économiques grâce à la technologie mise en œuvre dans les applications.

Un système de test automatisé avec une enceinte de sécurité. | Source : Instron

Alors que les accessoires automatisés peuvent réduire considérablement les variations des données de test, un système automatisé offre une répétabilité plus approfondie grâce à la standardisation de chaque partie du processus de test. En raison d'exigences extrêmes en matière de contrôle de qualité, les industries biomédicales, des infrastructures et de l'aérospatiale recherchent rapidement des solutions automatisées pour leurs laboratoires. De plus, un système automatisé optimise le processus et fonctionne avec une efficacité extrême pendant les tâches procédurales et réduit les points d'étranglement. Par exemple, un robot peut effectuer des mesures d'échantillons, des entrées et sorties logicielles et retirer des échantillons pendant que le système est testé. Le système robotique n'est pas limité par les mêmes limitations de sécurité que celles qui s'appliquent aux opérateurs humains, et l'efficacité et le débit sont encore optimisés par la capacité du robot à pénétrer dans l'espace de test pendant que l'équipement est en mouvement.