IMTS 2018 : Comment l'innovation en métrologie améliore la qualité des pièces

À l'IMTS de cette année, la qualité des pièces, l'utilisation des données et la précision des métriques ont la vedette. Nous avons parlé au Dr. Erik Novak de 4D Technology, qui présentera à une session de conférence IMTS 2018 sur la mesure.

La métrologie est importante à incorporer dans votre plan de qualité. La métrologie aide à déterminer si un défaut est cosmétique ou fonctionnel, si la pièce peut être réparée, ou si elle doit être rejetée — et à prendre une « décision de disposition ».

« Dans presque toutes les industries, mais particulièrement dans l'aviation, le besoin d'une meilleure métrologie de surface est poussé par quelques fronts différents », dit le Dr. Erik Novak, directeur du développement commercial pour 4D Technology Corp. « Les clients exigent maintenant des pièces et produits plus durables et mieux performants, par exemple, pour répondre aux normes de kilométrage croissantes. »

Selon Novak, si vous ne pouvez pas le mesurer, essentiellement vous ne pouvez pas le fabriquer dans la société moderne d'aujourd'hui.

« Les plans de pièces incluront des spécifications de largeur, longueur et profondeur pour les rayures, éraflures et bosses, et ils incluront également des spécifications sur la profondeur maximale de piqûre, si c'est quelque chose qui pourrait avoir des piqûres ou de la porosité », dit Novak.

« Typiquement, chaque pièce avec un défaut ou une imperfection visible sera mesurée », dit-il.

« Dans les pièces de machines industrielles, nous parlons à beaucoup d'ateliers qui ont des pièces rejetées pour des problèmes cosmétiques — même si c'est une pièce de machine complexe d'un demi-million de dollars — parce que vous ne savez pas si c'est juste une rayure ou s'il y a une fissure en dessous », dit-il.

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Techniques actuelles de contrôle qualité : Comparaison visuelle et vérifications au scribe

« Malgré l'existence de systèmes de métrologie quantitatifs depuis plus d'un demi-siècle maintenant, les méthodes les plus courantes pour qualifier les pièces sur le terrain d'atelier impliquent encore les yeux et les ongles », dit Novak. « Les gens utiliseront une plaque de comparaison pour regarder une pièce et déterminer visuellement qu'une rayure est, disons, de 50 microns de long ou de 1 micro-pouce de profondeur. »

Une autre méthode courante pour déterminer la taille d'une piqûre ou d'une rainure est simplement de passer l'ongle sur le défaut pour un ressenti plus tactile, ce qui peut être hautement subjectif et varier d'une personne à l'autre. Pour une précision quelque peu plus grande, des scribes à sonde sphérique de différents diamètres peuvent être grattés sur une fissure, pour déterminer quelle sonde de taille s'insère dans le défaut.

« Quand les entreprises ont fait des études de jauge pour voir à quel point ces méthodes les aident réellement à disposer des pièces, elles ont trouvé qu'elles étaient à peine mieux que du travail de devinette et certainement pas à la hauteur des tolérances placées sur les plans de pièces d'aujourd'hui », dit Novak.

« Particulièrement pour des choses comme l'aérospatial, l'automobile et le médical, un inspecteur errera toujours du côté de la prudence et rejettera ou retravaillera une pièce, plutôt que de risquer qu'elle parte avec un défaut », dit-il. « En conséquence, les ateliers rejettent littéralement des millions de dollars de bonnes pièces chaque année parce qu'ils n'ont pas de moyen fiable pour les quantifier. »

Laboratoires de métrologie

Certains fabricants investissent dans des laboratoires de métrologie à température et vibration contrôlées, qui contiennent des systèmes basés sur microscope qui peuvent fournir les données tridimensionnelles nécessaires pour prendre de bonnes décisions de disposition de pièces.

« Ces laboratoires de métrologie ont la résolution requise, mais ils n'ont pas la facilité d'utilisation », dit Novak. « À cause de toute cette sophistication, ce sont généralement des systèmes de la taille d'un bureau qui ne peuvent pas être déplacés sur le terrain d'atelier, et un autre défi est qu'une pièce de 8 pieds ne rentre pas sous un microscope », dit-il.

Pour mesurer une rayure ou un défaut dans une telle grande pièce, il faut faire un moule d'empreinte du défaut, l'apporter au laboratoire, et le mesurer sous le microscope.

« Le laboratoire de métrologie pourrait en fait prendre une semaine ou deux pour obtenir un résultat, et même alors c'est sujet à la façon dont la réplication a fonctionné et d'autres facteurs », dit Novak. « Ces systèmes sont chers, difficiles à utiliser, et nécessitent souvent quelqu'un avec un diplôme de baccalauréat ou plus pour les opérer, donc ils ne sont pas adaptés à une utilisation sur une ligne de production ou dans une installation de réparation qui a besoin de traiter les pièces rapidement. »

Les systèmes de métrologie basés en laboratoire ont une résolution extrêmement élevée, ce qui est important pour les mesures à l'échelle nanométrique, par exemple, dans l'industrie des semi-conducteurs. Pour le travail d'atelier de machines typique, cependant, un outil de mesure tridimensionnel portable qui peut être utilisé sur le terrain d'atelier fournit deux micromètres de résolution, ce qui suffit pour déterminer instantanément si la pièce passe ou échoue.

« Tout retard ne fait que tout bloquer », dit Novak. « Et bien sûr avec les tendances modernes de l'industrie, les fabricants sont sous pression continue pour réduire le temps où ils le peuvent dans le processus. »

Novak présente « Mesures tridimensionnelles en atelier pour améliorer le rendement » le jeudi 13 septembre, aux sessions de conférence IMTS 2018. Inscription requise.

Autres sessions de conférence IMTS 2018 sur la métrologie incluent :

Mardi 11 septembre :

« Comment la 'Métrologie Walk-Up' offre une polyvalence QC de la mesure manuelle à une caractéristique aux tests multidimensionnels semi-automatisés » par Mark G. Arenal, directeur général, Starrett Kinemetric Engineering

« Tout relier : L'impact crucial de la traçabilité dans l'IIOT » par Dave Sweet, président, MECCO

Mercredi 12 septembre :

« Digitalisation dans la fabrication de machines-outils – Vous êtes plus près que vous ne le pensez » par Ramona Schindler, responsable développement commercial, Ramona Schindler

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