Paramètres surfaciques de motifs


Dans les années 1970 en France, des ingénieurs des "Arts et Métiers" et de Peugeot et Renault ont conçu une méthode graphique pour analyser les motifs sur les profils afin de mieux maîtriser la spécification fonctionnelle des surfaces texturées. L'intérêt principal de cette méthode est qu'elle fait le lien entre la position des pics et des creux du profil et les besoins fonctionnels de la pièce en permettant de poser une spécification géométrique. Cette méthode, connue sous le nom de CNOMO E00.14.015.N a connu un grand succès dans l'industrie automobile française avant de devenir une norme internationale en 1996 [ISO 12085].


Caractérisation topologique des motifs de surface

Durant les dix dernières années, plusieurs tentatives d'extrapolation de cette méthode en 3D ont été faites sans succès. Ce n'est que lorsque des méthodes issues de l'analyse d'image ont été transposées aux états de surface que l'intérêt pour les motifs a été redécouvert [SCOTT 1997, BARRÉ 2000]. Cette nouvelle méthode de segmentation est désormais intégrée à l'ISO 25178 comme méthode de discrimination des pics et creux significatifs, et également comme une méthode de caractérisation des motifs 3D.

Cette méthode, appelée segmentation, est basée sur l'application d'un algorithme de lignes de partage des eaux (watersheds) associé à un algorithme de simplification du graphe de relation entre les points particuliers, algorithme dénommé l'élagage de Wolf (pruning) [WOLF 1993].

Des détails sur les paramètres de motifs et sur la segmentation
peuvent être trouvés dans [BLATEYRON 2013b] (chapitre 3 de [LEACH 2013]).



Le nom de Motif regroupe aussi bien les collines (H) que les vallons (D). Un vallon est entouré d'une ligne de crête (R) et son point le plus bas est appelé le creux (V). La colline est délimitée par une ligne de cours (C) et son point le plus haut est appelé un pic (P).

Un col (S) est un point situé à l'intersection d'une ligne de crête et d'une ligne de cours.

Ci-dessus: Segmentation d'une surface grainée. Les croix noires donnent la position des pics de chaque motif. Les motifs délimitent les éléments représentatifs de la texture de la surface, capable d'influencer la fonction de la pièce (lubrification, usure, contact, etc.) Sur la droite, chaque motif est représenté à l'aide d'une couleur différente. MountainsMap® permet le comptage et la quantification des motifs, leur classification entre motifs ouverts ou fermés, et d'évaluer leur aire, volume, profondeur, etc.



La segmentation permet aussi d'identifier les pics significatifs et les creux significatifs, et est une étape important pour le calcul de la densité des pics ou la courbure moyenne des pics. L'ISO 25178 définit deux nouveaux paramètres qui remplacent les paramètres Sds et Ssc qui étaient définis dans le rapport SurfStand.

Spd, densité de pics

Spc, courbure moyenne aux pics

De plus, de ces pics significatifs, il est possible de définir des hauteurs robustes :

S5p, hauteur des cinq principaux pics

S5v, hauteur des cinq principaux creux

S10z, hauteur des dix principaux points

Avec la segmentation, ces paramètres deviennent plus robustes et utiles qu'avec la définition précédente du rapport SurfStand.

D'autres paramètres sont également définis pour caractériser l'aire et le volume des motifs.

Sha, aire moyenne des collines

Sda, aire moyenne des vallons

Shv, volume moyen des collines

Sdv, volume moyen des vallons


Les paramètres de motifs sont proposés dans le module Grains and Particles et sont inclus dans MountainsMap Premium.



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