Plus d'efficacité et de durabilité dans la technologie de surface

Test de peinture au Fraunhofer IPA : un robot pulvérise de la peinture sur un pistolet de frappe, et un détecteur laser en ligne ainsi que d'autres capteurs enregistrent tout. Avec les données collectées, une intelligence artificielle a été entraînée. © Fraunhofer IPA/Photo : Rainer Bez

Une prétraitement simulé sur ordinateur, un processus de peinture supervisé par l'intelligence artificielle et une couche de zinc à base d'eau : sous le slogan « Finishing for Compliments », le Fraunhofer IPA présente à la PaintExpo, à la mi-avril, un aperçu de ses projets de recherche actuels : Halle 1, Stand 1322.

« Finishing for Compliments – avec la recherche et le savoir-faire pour de véritables compliments » – sous ce motto, les chercheurs du Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA présentent leur stand lors de la PaintExpo de cette année. Du 14 au 17 avril, ils donnent un aperçu de projets de recherche en cours, qui aident les entreprises de revêtement à adopter des processus de peinture plus durables, intelligents et assistés par l'IA – et peut-être même à recevoir des compliments de leurs clients.

Le sablage à l'air comprimé devient numérique

Jörg Schieweck, de l'équipe de recherche en modélisation et surveillance des processus au Fraunhofer IPA, développe dans le cadre du projet « DigiStrahl » un processus de prétraitement assisté par simulation. L'objectif est de modéliser, analyser et optimiser numériquement le processus de sablage à l'air comprimé.

Tout comme avec un nettoyeur haute pression, lors du sablage à l'air comprimé, des particules solides sont projetées sur une surface métallique. Cela crée une rugosité uniforme, garantissant que la couche de peinture adhère à la surface lors du processus de revêtement suivant. En simulant le sablage à l'air comprimé sur ordinateur, il est possible de déterminer quel abrasif et quels réglages de l'installation donnent le meilleur résultat. Ce sablage numérique augmente l'efficacité et permet aux petites et moyennes entreprises d'économiser beaucoup d'argent, car elles consomment moins d'abrasifs et d'énergie, et produisent moins de déchets.

Des processus de peinture sans erreur grâce à l'intelligence artificielle

Le processus de peinture lui-même reste aujourd'hui encore difficile à maîtriser de manière exhaustive. Il existe un risque de déchets, de pannes d'équipement et de retouches, notamment parce que l'épaisseur de la couche de peinture prescrite n'est souvent pas respectée partout. Oliver Tiedje, responsable du secteur des revêtements et des matériaux multifonctionnels au Fraunhofer IPA, a ainsi trouvé dans le cadre du projet de recherche « pAInt-Behaviour » des moyens de réduire le nombre d'erreurs et d'arrêts machines grâce à l'intelligence artificielle.

Pour cela, Tiedje et son équipe ont réalisé une série d'essais de peinture sur des pièces en plastique issues du secteur automobile et des véhicules utilitaires dans le laboratoire de peinture du Fraunhofer IPA. Avant chaque essai, ils modifiaient délibérément les réglages de l'installation de peinture, acceptant ainsi volontairement des erreurs, et laissaient la peinture être surveillée par 30 capteurs différents. Les données de mesure et de processus recueillies ont été analysées à l'aide de méthodes d'apprentissage automatique. Cela a permis de créer un modèle comportemental détaillé, capable de détecter précocement d'éventuelles déviations de qualité dans le processus de peinture et d'en identifier les causes.

Une couche de zinc à base d'eau respectueuse de l'environnement

Les scientifiques, notamment Katarzyna Krawczyk du groupe de recherche en techniques d'essai et chimie des revêtements au Fraunhofer IPA, ont travaillé sur des revêtements protecteurs contre la rouille. Dans le cadre du projet de recherche « EcoWaterZinc », ils ont développé une couche de zinc à base d'eau sans solvants, résolvant ainsi un problème environnemental et de santé.

En effet, les revêtements contenant du zinc actuellement utilisés contiennent d'une part des solvants nocifs pour la santé. Lorsqu'ils durcissent en intérieur, ils libèrent de grandes quantités de composés organiques volatils (COV). Ces « Volatile Organic Compounds » (VOC) ont une odeur désagréable et peuvent irriter les muqueuses. D'autre part, le zinc lui-même réagit avec l'eau. À long terme, cela réduit non seulement l'effet antirouille, mais le zinc s'accumule aussi dans les eaux courantes et les lacs, mettant en danger la santé humaine et animale. La nouvelle couche de zinc développée au Fraunhofer IPA contient des particules de zinc modifiées qui ne réagissent pas avec l'eau, formant ainsi un revêtement antirouille durable.

Aperçu des projets de recherche actuels à la PaintExpo

Un prétraitement simulé sur ordinateur, un processus de peinture sans erreur grâce à l'intelligence artificielle et des couches de zinc à effet antirouille durable – ce ne sont que trois exemples de travaux de recherche en cours au Fraunhofer IPA. Les visiteurs de la PaintExpo peuvent découvrir sur le stand du Fraunhofer IPA ces projets et d'autres, en cours ou récemment achevés : Halle 1, Stand 1322.