Résumé

• Eaton a réduit ses délais d'inspection, passant de plusieurs semaines à quelques heures, et a économisé plus de 90 000 $ en imagerie externalisée au cours de sa première année de collaboration avec Lumafield.
• Eaton peut désormais sectionner, mesurer et diagnostiquer les anomalies de fabrication en s'appuyant sur des données de tomodensitométrie complètes pour atteindre le plus haut niveau d'assurance qualité.
• Eaton exploite la polyvalence de la plateforme intuitive de Lumafield pour un large éventail d'applications, allant de l'innovation matérielle à l'optimisation des flux de travail en ingénierie inverse.
• En intégrant les systèmes de tomodensitométrie à microfoyer et Triton de Lumafield, Eaton ajoutera à sa boîte à outils l'analyse de composants à haute résolution et l'inspection automatisée en ligne.

Contexte

Les produits d'Eaton aident le monde à gérer des systèmes d'énergie électriques, hydrauliques et mécaniques de plus en plus complexes. Alors que chaque industrie effectue sa transition vers des formes d'énergie plus vertes, Eaton ouvre la voie en développant des solutions de gestion de l'énergie fiables, efficaces, sûres et durables. Toutefois, ces solutions exigent des travaux d'ingénierie novateurs et présentent des défis à chaque étape du processus de développement de produit, de la R&D à la production de masse.

Pour l'ingénieure en mécanique Kirstyn Hein, il n'y avait pas de temps à perdre lorsqu'Eaton a découvert un problème sur un composant de boîtier de soupape de camion qui bloquait une chaîne d'assemblage de plusieurs milliers de véhicules. Elle a immédiatement su que l'équipe devait inspecter une série des composants en question, et elle disposait de l'outil idéal pour cette tâche. Munie du scanner de tomodensitométrie industrielle par rayons X Neptune de Lumafield, Hein a rapidement commencé les scans et a bientôt identifié le défaut : une imperfection subtile dans le mélange des matériaux. En utilisant la cartographie couleur des valeurs d'atténuation de Voyager, Hein a isolé les différences de densité à l'origine de la rupture du composant. Après avoir identifié les lots touchés, Hein se souvient : « Nous avons vu quels composants étaient conformes et lesquels ne l'étaient pas, et nous avons libéré la majorité des camions le jour même. »

Grâce au scanner de tomodensitométrie et au logiciel de Lumafield, la pièce entière peut être inspectée avec beaucoup plus de détails, réduisant le temps d'inspection de 3 à 6 jours à seulement 3 heures, tout en gardant le produit intact.

—Kirstyn Hein, ingénieure en mécanique, Eaton

Accélérer l'innovation grâce aux essais non destructifs (END)

Le groupe Véhicules d'Eaton, un fournisseur de premier plan pour les constructeurs automobiles mondiaux, tire parti de la plateforme d'inspection de Lumafield pour bien plus que la simple analyse de défaillances. Les produits d'Eaton vont des micro-composants électriques complexes aux systèmes robustes d'alimentation et d'hydraulique pour véhicules personnels et commerciaux, et incluent fréquemment des assemblages complexes de connecteurs et de bornes dans les connecteurs électriques.

Par le passé, l'évaluation de ces points de jonction cruciaux était une épreuve de quatre jours qui finissait par sacrifier la pièce pour un simple aperçu 2D de ses composants internes. Désormais, avec le scanner Neptune et le logiciel Voyager de Lumafield, Eaton obtient des informations 8 fois plus rapidement tout en conservant la pièce intacte. Remplacer la coupe transversale manuelle par des techniques d'essais non destructifs telles que la tomodensitométrie industrielle permet non seulement d'économiser de précieuses heures d'ingénierie et des ressources importantes, mais fournit également des données plus riches permettant des analyses détaillées des structures internes et des caractéristiques externes. Cette vue d'ensemble est inestimable pour l'identification des défauts, la vérification de l'assemblage et l'analyse des causes profondes.

Chez Eaton, le scanner Neptune et le logiciel Voyager de Lumafield nous permettent de détecter les problèmes d'assemblage des pièces 8 fois plus rapidement, et nous obtenons également un modèle 3D beaucoup plus utile que l'image 2D obtenue auparavant.

—Kirstyn Hein, ingénieure en mécanique, Eaton

Assurer l'intégrité des matériaux pour la fabrication additive

La fabrication additive joue un rôle crucial alors qu'Eaton ouvre la voie à la prochaine génération de gestion de l'énergie. La plateforme de tomodensitométrie industrielle de Lumafield remplit une double fonction dans cet effort : diagnostiquer les problèmes courants d'impression 3D tels que la poudre piégée, les canaux fermés et les vides internes ; et aider au processus d'ingénierie inverse et de recherche sur les matériaux.

La plateforme de Lumafield s'avère essentielle pour la recherche sur les matériaux chez Eaton, en particulier dans l'étude de nouvelles cires pour la cire perdue. Les outils de dimensionnement de Voyager permettent aux ingénieurs d'Eaton de quantifier et de prendre pleinement en compte le retrait des matériaux lors du refroidissement, garantissant ainsi l'intégrité des moules finaux. « Lorsque nous modifions la conception d'un produit, la technologie de Lumafield nous permet de voir instantanément si la pièce remplit toujours sa fonction », souligne Hein. « C'est extrêmement utile. »

En collaboration avec la Fraunhofer-Gesellschaft, la principale organisation de recherche appliquée au monde, la division Industrial Controls and Protection Division (ICPD) d'Eaton examine des pièces automobiles moulées par injection et imprimées en 3D, comme des bouchons de réservoir. Eaton utilise l'outil Analysis Recipes de Lumafield pour automatiser la mesure de la porosité interne des composants automobiles moulés par injection, accélérant ainsi le temps d'analyse de 4 à 6 fois. Voyager détecte, quantifie et visualise rapidement les écarts dépassant un seuil personnalisé ; et Atlas, l'IA co-pilote intégrée de Voyager, peut puiser dans ses vastes connaissances en fabrication pour offrir des conseils sur les mesures correctives à prendre.

Grâce à Lumafield, nous obtenons une reconstruction rapide qui révèle la porosité sans avoir à découper, enrober ou utiliser des pieds à coulisse, et nous pouvons constater le problème instantanément.

—Kirstyn Hein, ingénieure en mécanique, Eaton

Surmonter les perturbations de la chaîne d'approvisionnement grâce à l'ingénierie inverse

Eaton a également été confronté récemment au défi de produire en interne une pièce complexe en polymère, tâche rendue plus difficile par l'absence de fichier CAO original. Les scanners optiques 3D se sont révélés inadéquats car ils ne pouvaient pas capturer la géométrie complète des passages internes complexes de la pièce. La plateforme de tomodensitométrie (CT) de Lumafield offre toutefois un flux de travail simple pour effectuer l'ingénierie inverse d'un nouveau modèle CAO à partir d'une pièce existante.

Contrairement aux scanners de surface qui ne peuvent capturer que les contours externes, la tomodensitométrie pénètre tout le volume de la pièce, permettant une capture précise de la géométrie interne et des caractéristiques cachées par des surplombs et des crevasses — des détails essentiels à la fonctionnalité et à la fabricabilité de la pièce. La tomodensitométrie industrielle garantit que même les éléments entièrement dissimulés sont rendus avec une grande fidélité. Voyager permet l'exportation de maillages vers un logiciel de CAO, où la conception peut être affinée puis produite en interne. En période de perturbation de la chaîne d'approvisionnement, le flux de travail d'ingénierie inverse de Lumafield fait de Neptune et de Voyager des outils indispensables dans l'arsenal d'Eaton.

Favoriser la collaboration entre des équipes réparties

Hein dirige également un bureau de numérisation interne au sein des laboratoires de recherche d'Eaton dans le Michigan, offrant une technique d'inspection conviviale avec une rapidité d'exécution inégalée à ses collègues de toutes les unités commerciales d'Eaton. « Eaton adore inviter ses partenaires à visualiser et à interagir avec les numérisations de Lumafield », explique Hein. « Avec Voyager, qui est basé sur le navigateur, c'est aussi simple que de partager un lien. Les collaborateurs peuvent ouvrir la numérisation sur leur propre ordinateur, créer des signets et laisser des commentaires pour leurs collègues.

Voyager aide Eaton à rationaliser le développement et la production de produits dans ses unités commerciales internationales grâce à une plateforme logicielle collaborative unique permettant de partager, d'examiner et de modifier des numérisations en temps réel.

—Kirstyn Hein, ingénieure en mécanique, Eaton

Un retour sur investissement positif en moins d'un an

En surmontant les goulots d'étranglement dans le développement de produits, Eaton effectue des inspections à des vitesses sans précédent, condensant des semaines de travail en quelques heures, tout en découvrant continuellement de nouvelles applications pour le scanner dans l'ensemble de ses opérations. Ces gains de temps ont également des répercussions financières importantes, libérant le temps et les ressources des ingénieurs pour leur permettre de se concentrer sur la création des solutions énergétiques durables qui leur tiennent le plus à cœur.

La technologie de Lumafield est facile à utiliser et le retour sur investissement a été phénoménal. Nous avons économisé 90 000 $ la première année. Elle surpasse largement la concurrence.

—Kirstyn Hein, ingénieure en mécanique, Eaton

Renforcer le partenariat entre Lumafield et Eaton

Pour Hein et ses collègues, la relation qu'ils ont établie avec leur équipe de soutien chez Lumafield est tout aussi précieuse que la technologie elle-même. « Tout le monde chez Lumafield possède ce petit quelque chose en plus », note Hein, ajoutant : « Nous n'avons jamais eu une relation aussi positive avec une entreprise externe. » Avec un directeur de compte et un ingénieur de solutions de Lumafield basés à proximité, dans le Michigan, et prêts à soutenir les besoins d'inspection d'Eaton par des visites régulières en personne, Hein est impatiente de voir ce que l'avenir réserve.

Lumafield développe ses solutions en réponse aux besoins d'inspection de ses clients. Eaton approfondit ce partenariat en ajoutant les systèmes les plus récents de Lumafield à sa boîte à outils. Ceux-ci incluent un Neptune haute résolution, qui capturera avec précision les caractéristiques fines, notamment des composants électroniques. Le système Triton à haut débit de Lumafield sera intégré aux installations de production d'Eaton avec une inspection automatisée en ligne et adjacente à la ligne, afin de garantir la qualité à grande échelle.

L'expansion proactive par Eaton de sa suite technologique Lumafield témoigne de son engagement à maintenir son avantage dans l'innovation en gestion de l'énergie. En exploitant les solutions matérielles et logicielles les plus avancées, Eaton redéfinit non seulement ses propres normes de production, mais établit également une référence pour l'ensemble de l'industrie.