Université de Portsmouth

Classée parmi les 100 meilleures nouvelles universités au monde dans le très respecté « Classement éducation du Times 2017 », l'Université de Portsmouth a rapidement gravi les échelons du classement universitaire britannique. Cela s’explique par un investissement de plus de 150 millions de livres sterling au cours des dix dernières années dans les bâtiments et les ressources. Une partie de cette stratégie a vu l'établissement du Hampshire se procurer les tout derniers équipements de métrologie de Mitutoyo pour son école d'ingénierie.

Mitutoyo stimule l'innovation à l'Université de Portsmouth

L'Université compte plus de 25 000 étudiants et 2 500 employés. Le prestigieux département d’ingénierie forme chaque année plus de 500 étudiants avec des diplômes industriels, des masters et des doctorats.

Pour garantir que les étudiants reçoivent le meilleur mélange de formation académique et d'expérience pratique, une partie de l'investissement universitaire de 150 millions de livres sterling a inclus deux machines-outils CNC Hurco, une suite de technologies d'impression 3D Stratsys et HK3D et bien sûr le département de métrologie nouvellement équipé.

Commentant l'achat en juillet 2017 de quatre machines de métrologie Mitutoyo, M. William Keeble, technicien principal à l'école d'ingénierie de l'université de Portsmouth, déclare : « Nous utilisons les équipements Mitutoyo depuis des décennies. Il a toujours été précis, fiable et robuste, ce qui est une condition préalable lorsque l'équipement est fréquemment utilisé par des étudiants inexpérimentés. De plus, la marque Mitutoyo bénéficie d'un excellent support technique et d'une excellente formation. Le logiciel est convivial, intuitif et fournit des rapports détaillés, ce qui constitue un autre facteur essentiel pour le personnel et les chercheurs.

Le lot précédent d'équipements Mitutoyo datait de plus de 15 ans et l'usine de la côte sud a reconnu la nécessité d'une mise à jour. Comme le poursuit M. Keeble : « Même si le matériel était encore capable de fonctionner après plus de 15 ans, la technologie derrière le logiciel devenait quelque peu obsolète. Par exemple, les quatre machines dont nous disposions utilisaient toutes des PC équipés du système d’exploitation Windows 95 ou Windows 98, ce qui est largement incompatible avec les plates-formes modernes. De plus, les PC vieillissants étaient équipés de lecteurs de disquettes et ne disposaient pas de ports USB, ce qui rendait l’enregistrement et le transfert de données difficiles. Les nouvelles acquisitions constituent un changement de génération par rapport à ce que nous avions auparavant.

Mitutoyo propose un « package complet »

Avec des exigences en métrologie extrêmement diverses, l’équipement acquis devait couvrir pratiquement toutes les facettes de la vérification dimensionnelle. À un niveau fondamental, le contenu de certains modules d'études intègre la métrologie de base et la mesure des surfaces, de la concentricité des alésages et des points de référence. À un niveau plus avancé, pour les étudiants de dernière année, les étudiants de troisième cycle et les doctorants, les universitaires ont besoin d'une solution qui prend en charge l'ingénierie inverse des composants, des assemblages et la vérification de concepts technologiques complètement nouveaux. Certains projets incluent la conception et la construction de la voiture de sport Formula Student.

Pour répondre aux diverses demandes, l'Université de Portsmouth a sélectionné la machine de mesure tridimensionnelle Mitutoyo Crysta-Apex 776, un Roundtest RA-1600, un Formtracer SV-C3200 et un système de mesure par analyse d’image QuickVision Apex.

Le moteur de l'innovation à Portsmouth

« La nouvelle MMT est parfaite pour nous. Le marbre de la machine est considérablement plus grand que son prédécesseur, mesurant 700 x 700 x 600 mm. Il nous permet de mesurer efficacement plus de pièces qu’avec notre ancienne MMT. Pour que les étudiants apprennent les bases de la métrologie, nous disposons d'une culasse provenant d'une vieille Austin des années 1960 et les étudiants mesureront le diamètre et la concentricité des hublots ainsi que les distances entre les points de référence. Les étudiants plus expérimentés utiliseront la MMT Crysta-Apex S776 pour procéder à la rétroconception des composants. Dans le cadre d'un projet, certains étudiants ont récemment utilisé la MMT pour effectuer de la rétroconception et reconcevoir des composants d'extrudeuse obsolètes pour une ancienne machine d'impression 3D BFB. D’autres étudiants ont procédé à la rétroconception d’une partie du carter concernant le projet Formula Student de l’année dernière pour étudier comment, pourquoi et dans quelle mesure la surface de la cloison de 2017 s’était déformée.

Le nouveau Mitutoyo Formtracer SV-C3200 complète la MMT Crysta-Apex S776 dans le développement du projet Formula Student 2018. La nouvelle machine de mesure de la rugosité et des contours de surface est une révélation pour la faculté, comme le dit M. Keeble : « Le Formtracer est actuellement utilisé pour mesurer la rugosité de surface des engrenages de notre véhicule Formula Student. Si nous pouvons manipuler les données des flancs de dents d’engrenage telles que les finitions de surface et les formes, nous avons l’opportunité d’améliorer les performances du prochain véhicule Formula Student.

Une nouvelle gamme d’opportunités en métrologie

« Nos doctorants entreprennent des travaux vraiment intéressants dans lesquels le Formtracer SV-C3200 fait partie intégrante de la recherche. Un projet consiste à percer des matériaux composites avec une multitude d'outils sur des machines Hurco pour étudier la stabilité thermique, la concentricité des alésages et les niveaux de précision lors de l'utilisation d'une variété d'outils à différents paramètres d'avance et de vitesse. Cette étude améliorera notre compréhension de l’impact des paramètres et des outils d’usinage sur la précision et les états de surface des alésages dans une multitude de composites. »

Un autre chercheur universitaire utilise la précision, la facilité d'utilisation et les fonctionnalités d'enregistrement du Formtracer SV-C3200 pour étudier la déformation du verre et des plastiques renforcés de verre (GRP). «Cet étudiant réalise des micro et nano indentations dans le verre et le GRP pour comprendre le processus de déformation de ces matériaux. La vitesse de déplacement rapide de 80 mm/s du Formtracer améliore certainement l'efficacité des mesures par rapport à son prédécesseur. Le logiciel d'analyse de contour FORMTRACEPAK offre des fonctions de tolérance de contour, de calcul de pas et une fonction de combinaison de données qui facilite l'analyse de caractéristiques telles que les petits trous et les indentations.

« Ce logiciel peut effectuer une analyse de rugosité de surface conforme aux normes telles que ISO, JIS et ANSI. Cela valide les données collectées et leur confère une plus grande pertinence pour l’industrie, améliorant ainsi les perspectives d’emploi des chercheurs. De plus, le FORMTRACEPAK dispose de fonctions d'analyse graphique qui fonctionnent en conjonction avec le système Mitutoyo MiCAT (Mitutoyo Intelligent Computer Aided Technology) pour générer des graphiques et des statistiques à partir de mesures sur un rapport d'une seule page. Cette remontée d'informations est une révélation pour nos chercheurs, surtout par rapport à nos anciens équipements », poursuit M. Keeble. »

Pour les projets fragiles tels que le verre, mesurés à l’échelle du nanomètre, l’université peut s’appuyer sur QuickVision Apex. Le QuickVision dispose d'un capteur de déplacement sans contact qui utilise l'aberration chromatique de la source de lumière blanche pour mesurer de très petits pas et des plans courbes à grande vitesse. Grâce à son interféromètre à lumière blanche, le QuickVision effectue des mesures 3D très précises dans des zones microscopiques pour l'analyse de surface, la profondeur des alésages de petit diamètre ainsi que des mesures spatiales sur les circuits imprimés. En combinant ces fonctionnalités avec la caméra CCD qui agrandit les images, l'Université de Portsmouth peut facilement mesurer des caractéristiques et des valeurs qui dépassaient auparavant la compétence de l'équipement remplacé.

Cette facilité d'utilisation se reflète également dans le Roundtest RA-1600 qui intègre le logiciel de mesure et d'analyse Mitutoyo ROUNDPAK. À l'Université de Portsmouth, le Roundtest RA-1600 est certainement considéré comme un « appareil polyvalent » en termes de métrologie. Faisant allusion à l'application du Roundtest RA-1600, le technicien en chef mécanique, M. Dan Wiggins, déclare : « Mon service utilise quotidiennement le Roundtest RA-1600. Qu'il s'agisse de calibrer et de confirmer les dimensions de projets usinés et imprimés en 3D ou de chercheurs doctorants mesurant des alésages forés ; le niveau de précision radial et axial de 0,02 microns répond certainement à tous nos besoins dimensionnels.

Le logiciel ROUNDPAK prend en charge la circularité, la planéité et le parallélisme et comprend une fonction d'apprentissage hors ligne qui permet l'exécution virtuelle d'opérations de mesure dans une fenêtre de simulation 3D. En stockant et en indexant ces données, des bibliothèques de séquences peuvent être compilées et des rapports personnalisés avec des graphiques 3D peuvent être générés.

C'est cet enregistrement de données qui a fait des quatre nouvelles installations Mitutoyo une telle révélation pour l'université. Comme le conclut M. Keeble : « Nous ne pouvions rien demander de plus du nouvel équipement. La facilité d'utilisation est considérablement améliorée, tout comme la création de rapports, le suivi et le stockage des données. Le nouveau kit est plus rapide, plus efficace et intuitif que jamais et cette convivialité est un facteur clé pour un établissement éducatif comme le nôtre.