3 méthodes éprouvées pour tester sous pression des pièces CNC complexes

Vous avez peut-être une grande connaissance pratique du fonctionnement de l'usinage CNC personnalisé :

Son utilisation intelligente de la technologie, des équipements et de la robotique de pointe.

Ses ingénieurs qui aident à la conception pour la fabrication et à la conception/construction de luminaires.

Ses codes G et M programmés permettent une fabrication de pièces correcte et reproductible.

Son incroyable précision pour répondre aux tolérances strictes des spécifications.

Mais savez-vous comment tester une pièce CNC complexe ? Après tout, vous devez savoir que tout ce travail acharné et ces processus avancés font leur travail et dépassent les attentes des clients. Cet article explore un aspect important de l'assurance qualité :les tests de pression.

Il existe 3 manières principales de tester sous pression des pièces CNC complexes :

1. Dégradation de l'air
2. Débit massique
3. L'air sous l'eau

Tests de pression :un élément clé de l'assurance qualité

Lorsque vous pensez à tester un usinage CNC de qualité, votre esprit peut se tourner vers des outils d'inspection technologiquement avancés, qui constituent la base du système de gestion de la qualité d'un atelier CNC réputé. Inspection CMM, tests Millipore, tests de dureté, tests de rondeur, tests de finition de surface, etc. Tout cela va de pair avec les certifications ISO 9001:2015 et IATF 16949:2016.

Pourtant, il existe d’autres méthodes spécifiques pour tester les pièces contenant des fluides ou des gaz sous pression. La porosité, ou un vide trouvé dans la pièce moulée, peut permettre aux fluides ou aux gaz de s'échapper de la pièce. Non seulement cela peut empêcher une pièce d'être étanche à la pression, ce qui nuit à ses performances, mais cela peut également provoquer une corrosion interne ou même des défauts de surface.

Une pièce complexe usinée CNC peut n’être qu’une pièce au sein d’un assemblage complet comprenant une douzaine de pièces ou plus, toutes boulonnées ensemble. Il est impératif que le fabricant sache que la vérification a eu lieu pour avoir confiance dans le produit final.

Quand effectuer un test de pression

Les tests de pression peuvent avoir lieu après l'usinage, l'assemblage ou l'imprégnation sous vide, un processus consistant à sceller la porosité et les chemins de fuite des pièces moulées avec un produit d'étanchéité sous pression pour empêcher les fuites de fluides ou de gaz.

Lorsqu'elle est effectuée après l'assemblage (le point le plus courant où effectuer un test de pression), la méthodologie poka-yoke détermine si le processus d'assemblage a été suivi correctement et si la pièce usinée CNC est acceptable. L'avantage est que l'ensemble de l'assemblage est vérifié par un test de pression.

En fonction des exigences du client, les tests peuvent atteindre 100 %, simplement pour garantir qu'il s'agit toujours d'une bonne pièce, mais, bien sûr, cela ajoute aux coûts de production. Le plus souvent, une décision coût/valeur doit être prise tout en préservant la qualité du produit.

Types de tests de pression pour les pièces de machines CNC complexes

Dégradation de l'air

Une unité de contrôle de test de pression mesure le changement de pression d’air à l’intérieur de la pièce. Une fois la pièce solidement serrée dans un support, de l'air sous pression est introduit jusqu'à remplir la pièce. La pression de l'air varie de 5 psi à 90 en fonction de la taille des pores de la pièce, 20 à 25 psi étant la plus courante.

Après environ 30 secondes, et lorsque les molécules d’air ont cessé de bouger, une mesure sera prise pour déterminer de combien la pression chute et si cela correspond aux spécifications acceptables du client. La complexité d'une pièce détermine la durée du test, jusqu'à plusieurs minutes s'il y a plus de volume dans cette pièce et que le client l'exige.

Des exemples concrets incluent les entrées d'air ou les prises d'air des moteurs, ou un carter de moteur dans lequel l'huile sera chargée.

Débit massique

Encore une fois, de l’air à environ 20 psi est introduit dans la pièce. Un manomètre surveille la pression, indiquant quand la pièce est complètement pleine et à 20 psi. À ce stade, lorsque l’air ne peut plus pénétrer dans la pièce, la jauge indique zéro. Si de l'air s'échappe par les pores, la jauge enregistre que de l'air pénètre dans la pièce, révélant ainsi une fuite.

En fonction de la pièce et de ses exigences de performance, le zéro ne doit pas toujours être l'objectif. Souvent, un faible taux de fuite, tel que plus ou moins 5 sccm (centimètres cubes standard par minute), peut être acceptable pour une pièce.

Air sous l'eau

Une méthode de test plus « sale » – car elle repose sur l’observation visuelle et non sur une jauge – l’air sous l’eau est pratique et précise, et sa réalisation est simple. Une pièce remplie d'air et dont toutes les ouvertures sont scellées est descendue dans un réservoir d'eau. Les inspecteurs recherchent des bulles, petites comme du champagne ou de grosses bulles, qui remontent jusqu'à atteindre la surface de l'eau.

Parce que ce test repose sur une inspection visuelle, des lumières sous l'eau garantissent que tout peut être vu.

Qu'est-ce qui fait l'objet d'un test de pression ?

Tout dépend de la pièce. Un support sur un tracteur ? Pas besoin. Un composant moteur ? Certainement! Et si c’est suffisamment important pour être testé initialement, il le sera probablement toujours. Cette partie est tellement importante.

Les ateliers CNC haut de gamme ont intégré des systèmes de marquage de pièces Data Matrix dans leurs processus. Une fois qu'une pièce réussit un test, un code de numéro de pièce est ajouté afin de faciliter la numérisation et le suivi de cette pièce. Chaque pièce est traçable à chaque étape du processus et, à tout moment dans le futur, un enregistrement peut être établi indiquant les résultats des tests de pression de cette pièce, la station, la date, etc.

Les ateliers CNC doivent ajuster leurs capacités de tests de pression tout en s'adaptant à la demande de production. Si le volume nécessite l'ajout de nouveaux tests, la boutique le fera.

Les avantages Stecker sont des avantages client

Tous les ateliers d'usinage CNC n'ont pas la capacité d'utiliser toutes les méthodes de test de pression. Ils peuvent soit sous-traiter les tests à une autre entreprise, soit ajouter cette capacité. Dans le cas des tests air sous eau, Stecker Machine devait tester sous pression un grand carter de transmission, c'est pourquoi un réservoir de 8'X10'X6' a été construit pour répondre aux besoins de tests de ce projet. La pièce était si grande (elle retenait tellement d'air) qu'il a fallu ajouter des poids en acier pour tirer la pièce sous l'eau.

En fin de compte, le lieu et la manière dont les tests ont lieu n’ont peut-être pas d’importance. Ce qui compte, c'est l'essentiel :des pièces CNC complexes et de haute qualité à un prix équitable. Les ateliers d'usinage CNC dotés de capacités internes de test de pression peuvent contrôler la qualité à chaque étape. Et le fait de ne pas avoir à envoyer de pièces crée un délai de livraison plus court.

Bien que la plupart des clients décident quel test de pression est nécessaire (et quelles spécifications), les clients peuvent demander à un atelier d'usinage CNC expérimenté et compétent de partager leur opinion sur la base de projets antérieurs.

Comme vous l'avez lu, la vie est plus facile (et plus efficace) lorsqu'un atelier d'usinage CNC offre des capacités internes qui rationalisent les processus. De quels autres services à valeur ajoutée devez-vous tenir compte lors de l'évaluation d'un magasin ? Lisez notre Liste de contrôle des services à valeur ajoutée.

À propos de l'auteur

J'ai commencé chez SMC fin 2006 sans aucune expérience en fabrication en dehors des cours d'atelier au lycée. Mon premier rôle consistait à presser des sièges et des guides de soupape dans des culasses de petits moteurs dans une cellule à valeur ajoutée, à usiner les caractéristiques, à installer les composants et à finir les dimensions critiques. Après un certain temps dans l'assemblage, je suis passé à l'usinage et SMC a soutenu mon apprentissage de compagnon machiniste. J'ai travaillé comme machiniste pendant plusieurs années avant de me diriger vers l'ingénierie en 2023.