Tubes de petit diamètre :comment choisir la meilleure méthode d'inspection d'identification

Pin Gages vs mesure optique pour les tubes pour petites pièces

L'un des principes fondamentaux de l'approvisionnement en petites pièces est que la prise de décisions éclairées concernant les spécifications a un impact considérable sur l'optimisation de la fabricabilité. Par exemple, en tenant compte de l'utilisation finale d'une pièce, vous pouvez déterminer les tolérances les plus critiques qui, à leur tour, détermineront la production et le coût de vos pièces.

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De nombreux facteurs peuvent avoir un effet sur la conformité des pièces aux exigences spécifiées en matière de dimensions et de tolérances. Dans ce blog, nous examinons un facteur qui peut être important pour optimiser la fabricabilité de pièces telles que les petits tubes, à savoir la méthode permettant de déterminer si son diamètre intérieur (ID) répond aux exigences.

Comment mesurer l'ID d'un tube – et pourquoi c'est important

Les tubes de petit diamètre sont largement utilisés dans d'innombrables applications dans un large éventail d'industries, y compris (mais certainement pas limité à) :

• Dispositifs médicaux
• Électronique
• Sciences de la vie
• Recherche physique
• Aéronautique
• Chromatographie
• Médecine vétérinaire
• Automobile
• Traitement chimique

Par exemple, les tubes pour petites pièces, souvent appelés tubes hypodermiques, peuvent être coupés avec précision pour être utilisés dans des dispositifs médicaux nécessitant résistance, uniformité et résistance à la corrosion. Cela inclut des dispositifs pour des applications chirurgicales et thérapeutiques peu invasives telles que :

• Cathéters
• Endoscopie
• Laparoscopie
• Arthroscopie
• Ophtalmologie
• Biopsies
• Procédures dentaires
• Prise de glycémie
• Orthopédie

Les petits tubes pour dispositifs médicaux sont disponibles en différents diamètres extérieurs (OD) ainsi qu'en différents diamètres intérieurs et épaisseurs de paroi.

Le secret pour mesurer et vérifier l'ID de ces types de tubes de petit diamètre et d'autres est de s'entendre à l'avance sur l'outil et la méthode à utiliser. Une inspection cohérente peut faire la différence entre le respect des spécifications pour des applications très précises et le coût de travaux supplémentaires.

Examinons deux méthodes courantes d'inspection du diamètre intérieur de petits tubes : jauges à broches et mesure optique .

Le Pin Gage simple mais efficace

Traditionnellement, le diamètre intérieur des tubes ou des cylindres de petit diamètre est mesuré à l'aide de jauges à broches , une méthode de mesure simple et sûre. Parfois appelées jauges à attribut ou à limite fixe, les jauges à broches vous permettent d'inspecter la conformité d'une pièce et de déterminer rapidement si elle est fonctionnellement conforme.

Un calibre de goupille est une petite goupille qui est calibrée pour être insérée dans une pièce afin de déterminer l'ID d'ajustement serré et de s'assurer que le diamètre n'est pas trop petit. Le processus consiste à utiliser une série de broches calibrées dont les diamètres augmentent progressivement.

Les broches sont insérées dans le petit tube dans l'ordre des tailles pour trouver la plus grande broche qui s'adapte sans étirer le tube. Selon la douceur du matériau du tube, de l'eau ou un lubrifiant peut être utilisé pour empêcher la goupille de coller à la surface d'identification du tube.

Pour la plupart des tailles de tubes de petit diamètre avec un ID de 0,005" à 0,200", les piges donnent des résultats acceptables qui peuvent être corrélés. Cependant, étant donné qu'il s'agit d'une simple méthode d'inspection réussite-échec, les piges ne sont pas conçues pour fournir une valeur de mesure pour les caractéristiques individuelles du diamètre de la pièce.

Considération des tolérances de jauge d'axe

Il est également important de garder à l'esprit qu'un pige ne peut mesurer qu'une seule limite de tolérance, pas à la fois plus et moins. De plus, les jauges à broches ont leurs propres tolérances, ce qui peut entraîner un empilement.

Les classes de tolérance de jauge de goupille sont établies par le National Institute of Standards and Technology (NIST) et utilisent des désignations de lettres telles que ZZ, Z, Y, X, XX et XXX. La différence entre les différentes classes de jauges est la tolérance autorisée dans le processus de fabrication de chaque jauge.

En général, plus l'alphabet est ancien (et plus il y a de lettres ajoutées), plus la marge de tolérance est faible. Par exemple, avec des jauges dont la taille varie de 0,001" à 0,08250", les jauges de classe Z ont une tolérance de pas plus de 0,0001", tandis que les jauges de classe X ont une tolérance de pas plus de 0,00004".

Autres limites des jauges à broches pour mesurer les petits tubes

Avec de très petits diamètres intérieurs, disons moins de 0,004 pouce, il est difficile d'insérer une jauge à goupille délicate dans un tube de petit diamètre sans plier le tube ni endommager la jauge à goupille. Les jauges à broches elles-mêmes sont sujettes à l'usure et doivent être surveillées pour détecter tout dommage.

De plus, les résultats peuvent varier d'un utilisateur à l'autre et ne pas toujours répondre aux critères de réussite/échec. Et pour inspecter un cylindre très long, tel qu'un tube de petit diamètre d'une longueur pouvant atteindre 6 pieds et nécessitant un diamètre intérieur cohérent, un manomètre à ergots n'est pas pratique.

Une option plus sophistiquée pour l'inspection des petits tubes

Pour des besoins plus exigeants ou des tubes de petites pièces avec des diamètres intérieurs qui ne peuvent pas être mesurés avec des jauges à broches standard - par exemple, avec des diamètres de 0,002" à 0,004" - mesure optique offre une option plus sophistiquée pour calculer le diamètre d'un cylindre ou d'un tube.

La méthode peut être simple, comme l'utilisation d'une lumière pour vérifier visuellement un tube pour un blocage ou pour mesurer un point juste à l'intérieur de l'extrémité du tube. Généralement, cependant, la mesure optique utilise un capteur pour mesurer divers points autour de la circonférence et à l'intérieur d'un tube, puis passe les nombres à travers un algorithme pour déterminer si l'ID moyen est dans la tolérance.

La mesure optique est plus précise que les piges et peut être utilisée pour mesurer des cercles, des arcs et des formes plus complexes. Il est idéal pour s'assurer que le liquide s'écoulera à travers de longs tubes de petit diamètre (encore une fois, une application où un manomètre à aiguille peut ne pas être pratique).

Cependant, la mesure optique présente des inconvénients.

Inconvénients de la mesure optique par rapport aux jauges à broches

Un système de mesure optique basé sur un capteur est plus coûteux que l'utilisation de jauges à broches. De plus, l'optique ne peut regarder que jusqu'à un certain point dans un tube et ne peut pas se résoudre profondément dans l'axe Z, où une jauge à broches peut et doit passer tout au long.

Bien que la mesure optique puisse fournir l'assurance que le diamètre moyen d'un tube est conforme aux spécifications, elle ne vous dira pas si l'ID est cohérent dans tout le tube. Étant donné que le système calcule la moyenne de ce qu'il "voit", des problèmes tels qu'une saillie dans le tube peuvent simplement être moyennés.

Cependant, étant donné qu'une jauge à broches doit passer par le plus petit point de l'ID, la jauge peut détecter une saillie qu'un système optique ne peut pas mesurer.

La méthode optique peut également ne pas être suffisamment précise si une autre pièce doit s'insérer dans le tube, ce qui nécessite une double vérification de l'ID avec une jauge à aiguille ou une autre méthode Go/No Go pour vérifier l'ajustement.

De plus, la mesure optique peut être affectée par la finition de surface et la propreté de la pièce mesurée, ainsi que par la répétabilité du placement de la pièce par rapport au capteur optique.

Quelques directives générales pour l'inspection des tubes pour petites pièces

De la même manière que vous consacrez du temps et des efforts à déterminer les dimensions et les tolérances des pièces, vous devez peser soigneusement vos options lorsque vous décidez comment déterminer si le diamètre intérieur d'un petit tube répond à vos spécifications.

Comme toujours, il est important de considérer l'utilisation finale de la pièce. Par exemple, le tube devra-t-il transporter du gaz ou du liquide ? Si c'est le cas, la mesure optique peut être le moyen le plus fiable de s'assurer que le diamètre du tube est suffisant pour permettre au gaz ou au liquide de s'écouler.

Cependant, si la longueur du tube est courte (par exemple, inférieure à 1"), un manomètre à ergot peut être parfaitement acceptable. Tant qu'il est correctement calibré et qu'il ne présente aucune usure ni aucun dommage, une jauge à aiguille vous indiquera si le diamètre intérieur du tube court est trop petit. De plus, une jauge à aiguille est moins chère qu'une mesure optique.

Quelques lignes directrices pour l'utilisation des pin-gages

Lorsque vous utilisez des jauges à broches, vous devez utiliser une jauge principale que vous avez calibrée, en interne ou en externe, et qui est traçable NIST.

De plus, il est important de s'assurer que vous et votre fournisseur utilisez la même qualité de jauge calibrée. De cette façon, vous n'aurez pas à supporter de coûts supplémentaires inutiles en raison de fausses divergences dans la mesure du diamètre intérieur des tubes de petit diamètre.

Le choix de la classe de tolérance de goupille la plus appropriée dépend de deux choses :

• Dans quelle mesure le processus se déroule-t-il ?
• Si un resserrement supplémentaire des limites de tolérance résultant de l'utilisation d'une jauge de classe inférieure peut toujours atteindre les résultats dont vous avez besoin

En cas de doute, votre partenaire manufacturier peut vous aider à consulter le tableau de tolérances du fabricant de jauges pour déterminer la meilleure jauge à broches pour vos besoins.

Spécifiez votre méthode d'inspection d'identification de petit tube à l'avance

Il est également essentiel de dire à votre partenaire, dès le départ, quelle méthode vous prévoyez d'utiliser pour inspecter vos pièces finies. Pourquoi est-ce si important ?

Un client de Metal Cutting nous a fourni des tubes dont le fournisseur avait indiqué qu'ils répondaient aux exigences du client d'un diamètre intérieur maximum de 0,015 pouce. Cependant, lorsque le client a inspecté les pièces finies, elles ont été rejetées car une jauge à goupille calibrée de 0,015" ne rentrait pas dans les tubes.

Quel était l'écart ? Le client n'avait pas précisé qu'il inspecterait les pièces à l'aide de jauges à aiguille, et comme les pièces étaient destinées à transporter du liquide, le fournisseur de tubes avait inspecté les tubes à l'aide de mesures optiques.

Il s'agit d'un cas où vous pouvez voir clairement comment la méthode d'inspection, et pas seulement l'ID spécifié et la fonctionnalité finale, doit être prise en considération. Bien que les pièces aient été fonctionnellement correctes, elles ont été rejetées car elles ne répondaient pas aux exigences d'inspection d'identification du client.

En fin de compte, en gardant les lignes de communication ouvertes et en vous assurant que vous et votre partenaire de fabrication êtes informés, vous pouvez travailler ensemble pour atteindre vos objectifs d'identification des petits tubes et réussir l'inspection avec brio.

Pour obtenir des conseils sur la manière d'améliorer la précision de vos spécifications et devis de projet, téléchargez notre guide gratuit Comment affiner votre demande de devis pour en tirer le meilleur parti :Foire aux questions sur l'approvisionnement en petites pièces .