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La société Crytur est spécialisée dans la conception, la production et la livraison d’assemblages optoélectroniques et optomécaniques intégrés. Les composants de base de ces produits sont des cristaux synthétiques que la société produit elle-même. Les produits fournis par Crytur étant très exigeants en termes de précision dimensionnelle et géométrique, la société est équipée de machines et instruments de mesure Mitutoyo.

La société Crytur est basée à Turnov (République tchèque), dans la région appelée Paradis de Bohême. Outre sa nature magnifique et ses monuments historiques, ce lieu est également connu pour ses gisements de pierres semi-précieuses. Les agates, les jaspes, les améthystes ou les cristaux de roche sont les vestiges de l’activité volcanique du Permien-Carbonifère. Les experts de Crytur tentent d’imiter les processus naturels et de produire des cristaux synthétiques pour des applications techniques. Les grenats et les pérovskites synthétiques sont employés comme milieux actifs dans les lasers ou pour l’imagerie par rayons X et la microscopie électronique. Les cristaux de tungstate de plomb sont des cristaux scintillants utilisés dans les expériences de physique des hautes énergies. Au CERN, l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire, ce type de cristaux a apporté une contribution majeure, par exemple en prouvant la découverte en 2012 d’une nouvelle particule élémentaire, le boson de Higgs. Bien que Crytur n’ait pas produit de cristaux de tungstate de plomb pour le CERN dans le cadre de ce projet particulier, toutes les nouvelles expériences clés du CERN reposent actuellement sur des milliers de ces cristaux provenant de Turnov. L’entreprise produit également des profilés en saphir, utilisés par exemple comme boîtiers de protection pour thermocouples dans l’industrie du verre ou la pétrochimie. La gamme comporte également des éléments optiques à couches minces : les couches fonctionnelles sont appliquées sur les surfaces optiques par évaporation sous vide.

Des composants aux assemblages complets

Cependant, l’essentiel de la production consiste actuellement en des unités de détection pour la microscopie électronique. Les détecteurs, en particulier ceux destinés aux électrons rétrodiffusés et aux électrons secondaires, sont l’un des éléments clés du microscope. Sans eux, il est impossible d’afficher des détails extrêmes à l’échelle nanométrique.

« Crytur coopère avec des fabricants tchèques et étrangers de microscopes électroniques », explique Jan Bitman, Responsable Marketing de Crytur. « Les détecteurs haut de gamme fabriqués chez Crytur ne sont pas seulement fournis pour les instruments de laboratoire ; ils sont également largement utilisés dans les microscopes électroniques industriels pour le contrôle qualité dans la production de micropuces. Il n’est pas exagéré de dire que les unités de détection haut de gamme fabriquées pour les clients du secteur des semi-conducteurs sont l’une des rares empreintes directes de la République tchèque dans la production de micropuces en tant que telle », ajoute-t-il.

Nouvelles exigences en matière de contrôle qualité

L’élargissement de la gamme de produits Crytur à des assemblages optoélectroniques et optomécaniques complexes a entraîné de nouvelles exigences en matière contrôle qualité.

« Les pièces fabriquées sont très précises et doivent s’assembler avec une grande exactitude. S’agissant de dimensions et de tolérances très précises, nous parlons de dizaines de produits, et en termes de tolérances de forme et de position, nous parlons de valeurs inférieures au micron », explique Gabriela Tausig, Responsable Gestion qualité de Crytur.

La nécessité de mesurer avec précision chaque pièce et de vérifier le bon assemblage a conduit Crytur à acheter un impressionnant parc de machines et d’équipements de mesure auprès de Mitutoyo.

Machines de mesure tridimensionnelles

Les machines de mesure tridimensionnelles constituent la base du contrôle qualité de la production. Il s’agit tout d’abord des machines de mesure tridimensionnelles STRATO-Apex, disponibles en deux tailles, STRATO-Apex 574 et STRATO-Apex 9106. Ce sont des machines à portique, équipées de paliers pneumatiques sur tous les axes et de règles de mesure de haute précision à faible dilatation thermique. La

plus petite, la STRATO-Apex 574, a une capacité de 500 × 700 × 400 mm et la plus grande, la STRATO- Apex 9106, peut mesurer des pièces jusqu’à 900 × 1 000 × 600 mm. Les deux machines bénéficient d’une

résolution de 0,02 μm. L’entreprise dispose de deux exemplaires de chacune de ces machines dans deux laboratoires de mesure. Parmi les autres équipements, figurent les machines de mesure tridimensionnelle CNC CRYSTA-Apex S 574 et CRYSTA-Apex V 544, conçues pour des pièces de petite et moyenne taille. Le parc est complété par deux machines CRYSTA-Plus M 443, des machines de mesure manuelles compactes pour les petites pièces, faciles à utiliser.

Autres technologies de mesure

Les Mitutoyo ROUNDTEST RA-2200 CNC et ROUNDTEST RA-1600 font également partie des meilleurs machines de mesure. Elles sont capables de mesurer très précisément les écarts de circularité ou de concentricité. La première est équipée d’une fonction de centrage automatique de la pièce mesurée ; la seconde est centrée manuellement à l’aide de la fonction de guidage DAT (Digimatic Adjustment Table).

 Les deux approches ont leurs avantages : le centrage automatique est plus rapide, mais le centrage manuel permet de traiter des tâches de mesure très complexes. Certaines surfaces polies ne peuvent pas être mesurées à l’aide de palpeurs mécaniques, sous peine de les endommager. C’est pourquoi Crytur est équipé de deux machines de mesure par analyse d’image Quick Vision Active QVT1-L404.

Ces instruments sont dotés d’un zoom motorisé, d’un éclairage multisource et d’un puissant logiciel d’analyse des données. La plage de mesure est de 400 × 400 × 200 mm et la résolution est de 0,1 μm. Le Quick Scope QS-250 Z (200 × 250 × 100 mm) est un instrument visuel plus simple, destiné aux pièces plates de plus petite taille. Crytur est équipé de deux de ces instruments. L’entreprise possède cinq microscopes de mesure TM-1005B pour mesurer les dimensions, les angles et les formes des petites pièces. Il s’agit de microscopes monoculaires munis de deux objectifs et d’un éclairage LED.

Crytur dispose également d’autres équipements de mesure de Mitutoyo : pieds à coulisse, micromètres, etc. Tous sont équipés d’une sortie Digimatic.

« Il existe peut-être sur le marché des instruments moins cheres que les produits Mitutoyo, mais nous devons être sûrs qu’ils mesureront avec précision et fiabilité pendant toute leur durée de vie », explique Gabriela Tausig pour justifier le choix de Mitutoyo.

Logiciel pour machines et équipements de mesure

Crytur ne se consacre pas à la production de masse. Les lots de production individuels et de petite taille ne comptent généralement que quelques dizaines d’unités. Gabriela Tausig apprécie donc particulièrement le logiciel qui équipe les machines et équipements de mesure : « Avec le logiciel MCOSMOS associé à l’environnement de programmation hors ligne MiCAT Planner, nous pouvons préparer facilement et rapidement des procédures de mesure directement à partir de la pièce, du modèle ou du dessin.

La compatibilité entre les appareils et les types d’appareils constitue également un aspect important. De plus, nous disposons du logiciel MeasurLink pour l’évaluation statistique des résultats de mesure. Son avantage : nous pouvons saisir les données provenant des MMT, des tests ou de tout autre équipement de mesure et évaluer la stabilité et la répétabilité de l’ensemble du processus ». Le contrôle statistique des processus (SPC) permet l’évaluation en temps réel des données de mesure et le suivi des tendances dans les processus de fabrication.

Il est possible de réagir à temps à la détérioration des paramètres, ce qui réduit les rebuts et augmente l’efficacité de la production. Mitutoyo, une garantie de qualité également pour les clients finaux Crytur apprécie le très bon rapport qualité/prix des machines et équipements de mesure Mitutoyo. C’est la première raison pour laquelle l’entreprise a décidé de faire appel à cette marque. Mais ce n’est pas la seule.

« Nous entretenons d’excellentes relations et chaque fois que nous sommes confrontés à une tâche que nous ne savons pas réaliser, les ingénieurs de Mitutoyo sont là pour nous aider. Ils sont très serviables en termes de service, d’étalonnage et de dépannage en cas de panne. Leur temps de réponse est très court », explique Gabriela Tausig en précisant : « Autre point important : la marque Mitutoyo est une garantie de qualité, même pour nos clients les plus exigeants ».

« Pour jouer un rôle clé sur le marché, il faut la meilleure technologie de mesure disponible. Prenons l’exemple de la production de plaquettes de silicium dans l’industrie des semi-conducteurs. Trouver un défaut sur une plaquette revient à chercher une aiguille dans une botte de foin. Or vous disposez d’environ dix secondes pour le faire. Si vous voulez atteindre une telle précision dans la détection, vous ne pouvez rien sous-estimer dans la production des détecteurs », conclut Jan Bitman.