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AR Archives mensuelles : février 2021
Mesure de la profondeur de la bande de roulement des pneus et de la rugosité de la surface en caoutchouc | Profilomètre optique 3D
MESURE DE LA PROFONDEUR DE LA BANDE DE ROULEMENT ET DE LA RUGOSITÉ DE LA SURFACE DU CAOUTCHOUC à l'aide d'un profileur optique 3D
Préparé par
ANDREA HERRMANN
Alors que la profondeur des sculptures des pneus est généralement mesurée à l'aide de jauges manuelles pour la sécurité des consommateurs, la R&D industrielle et les fabricants de pneus ont besoin de méthodes plus avancées. Cette note d'application montre comment un profilomètre optique 3D permet de mesurer avec précision la profondeur des sculptures des pneus, de cartographier leur contour et d'analyser la rugosité de la surface du caoutchouc pour des études de haute précision.
INTRODUCTION
Comme tous les matériaux, le coefficient de frottement du caoutchouc est en partie lié à la rugosité de sa surface. Dans les pneus de véhicules, la profondeur de la bande de roulement et la rugosité de la surface ont une incidence directe sur la traction, le freinage et l'usure. Dans cette étude, la rugosité et les dimensions de la surface du caoutchouc et de la bande de roulement sont analysées à l'aide d'un profilomètre 3D sans contact.
L'ÉCHANTILLON
IMPORTANCE DE LA PROFILOMÉTRIE 3D SANS CONTACT POUR LA MESURE DE LA PROFONDEUR DE LA BANDE DE ROULEMENT DES PNEUS
Contrairement à d'autres techniques telles que les sondes tactiles ou l'interférométrie, Profilomètres optiques 3D sans contact de NANOVEA utilisez le chromatisme axial pour mesurer presque toutes les surfaces.
Le système Profiler est ouvert et permet d'analyser des échantillons de tailles très variées sans aucune préparation préalable. En un seul balayage, les utilisateurs peuvent mesurer à la fois la profondeur globale de la bande de roulement et la rugosité micro-superficielle, sans aucune influence de la réflectivité ou de l'absorption de l'échantillon. De plus, ces profileurs ont la capacité avancée de mesurer des angles de surface élevés sans nécessiter de manipulation logicielle des résultats.
Cette polyvalence rend les profileurs NANOVEA idéaux tant pour les essais d'usure des bandes de roulement des pneus que pour la recherche avancée sur les matériaux en caoutchouc.
OBJECTIF DE MESURE
Dans cette application, nous présentons le NANOVEA ST400, un profileur optique 3D sans contact qui mesure la profondeur de la bande de roulement, la géométrie du contour et la rugosité de la surface du caoutchouc. Une surface d'échantillon suffisamment grande pour représenter l'ensemble de la surface du pneu a été sélectionnée au hasard pour cette étude. Afin de quantifier les caractéristiques du caoutchouc, nous avons utilisé le logiciel d'analyse NANOVEA Ultra 3D pour mesurer les dimensions des rainures, la profondeur de la bande de roulement, la rugosité de la surface et la surface développée par rapport à la surface projetée.
NANOVEA ST400 Standard
Profilomètre optique 3D
ANALYSE : PNEU TREAD
La vue 3D et la vue en fausses couleurs des bandes de roulement montrent l'intérêt de cartographier les conceptions de surface en 3D. Cela fournit aux ingénieurs un outil simple pour évaluer l'uniformité de la profondeur des bandes de roulement, la conception des rainures et l'usure sous plusieurs angles. L'analyse avancée des contours et l'analyse de la hauteur des marches sont deux outils extrêmement puissants pour mesurer avec précision les dimensions des formes et la conception des échantillons.
ANALYSE AVANCÉE DES CONTOURS
ANALYSE DE LA HAUTEUR DE MARCHE
ANALYSE : SURFACE EN CAOUTCHOUC
La surface en caoutchouc peut être quantifiée de nombreuses façons à l'aide d'outils logiciels intégrés, comme le montrent les figures suivantes. On constate que la rugosité de surface est de 2,688 μm et que la surface développée par rapport à la surface projetée est de 9,410 mm² contre 8,997 mm². Ces résultats démontrent comment la rugosité de la surface en caoutchouc affecte la traction et les performances, permettant ainsi de comparer différentes formulations de caoutchouc ou différents niveaux d'usure de la surface.
CONCLUSION
Dans cette application, nous avons montré comment le profileur optique sans contact NANOVEA 3D peut caractériser avec précision la profondeur de la bande de roulement, les dimensions du contour et la rugosité de la surface en caoutchouc. Les données indiquent une rugosité de surface de 2,69 µm et une surface développée de 9,41 mm² avec une surface projetée de 9 mm². Diverses dimensions et rayons des bandes de roulement en caoutchouc ont également été mesurés. Ces informations peuvent être utilisées par les fabricants de pneus, les chercheurs automobiles et les ingénieurs en matériaux pour comparer les conceptions de bandes de roulement, les formulations de caoutchouc ou les pneus présentant différents degrés d'usure. Les données présentées ici ne représentent qu'une partie des calculs disponibles dans le logiciel d'analyse Ultra 3D.
