Comprendre la tolérance d'étalonnage dans le contrôle qualité

Spécifier les capacités d'un dispositif et son étalonnage

Chez Metal Cutting Corporation, la tolérance d'étalonnage est un autre aspect important du contrôle qualité et de notre Système de Management de la Qualité (SMQ). Rappel : en étalonnage d'instrument, un dispositif de mesure est comparé à une référence précise, acceptée, connue, pour corréler, ajuster et documenter l'exactitude du dispositif étalonné. La tolérance d'étalonnage est la déviation maximale acceptable entre la référence connue et le dispositif étalonné.

Chez Metal Cutting, chaque fois que possible, l'étalonnage des dispositifs de mesure est basé sur les standards NIST. Par exemple, nous utilisons des goupilles traçables NIST pour établir des points de données pour étalonner nos micromètres laser. Cependant, la tolérance d'étalonnage est variable, dépendant non seulement du dispositif étalonné, mais aussi de ce qui sera mesuré avec ce dispositif.

La clé de la tolérance d'étalonnage

Que signifie cela ? Illustrons avec nos micromètres laser. Chacun a une plage de fonctionnement et sa propre tolérance. Mais comme nous mesurons généralement dans une plage plus étroite, nous étalonnons à la plage plus serrée dans laquelle nous travaillons plutôt qu'à la plage plus large dont le micromètre est capable. Par exemple, un dispositif peut mesurer des diamètres de 0,010" à 0,250" (0,254 à 6,35 mm), mais nous travaillons dans une plage de 0,020" à 0,100" (0,508–2,54 mm). Nous utiliserions donc des jauges à goupilles dans cette plage plus serrée pour définir l'étalonnage.

Phénomène intéressant : plus le diamètre est grand, plus il est difficile de maintenir une tolérance serrée. Ex: une jauge classe XXX étalonnée à trois décimales pour 1,0" (25,4 mm) a une tolérance de ±0,000010" (0,000254 mm) ; pour 10" (254 mm), la tolérance de la même jauge classe XXX serait ±0,000050" (0,00127 mm). Metal Cutting travaille typiquement sur des diamètres de 0,004" à 0,067" (0,102–1,702 mm) alors que nos dispositifs peuvent mesurer bien plus grand. Mais comme la tolérance d'étalonnage dépend aussi de la capacité de l'instrument, si un dispositif ne peut mesurer qu'à ±0,000020" (0,000508 mm), il faut étalonner dans cette plage. La clé : spécifier à la fois ce que le dispositif peut faire et la plage à laquelle il est étalonné.

Tolérance d'étalonnage vs tolérance de processus

En plus de la tolérance d'étalonnage, nous considérons la tolérance à laquelle nous coupons une pièce pendant la production. Règle empirique : la tolérance d'étalonnage doit toujours être plus serrée que la tolérance de processus, appliquant la règle 10:1. Ex: si la tolérance de processus requise est ±0,001" (0,0254 mm), nous utiliserions un micromètre laser avec tolérance d'étalonnage ±0,00010" (0,00254 mm). La tolérance de la goupille classe XXX pour étalonner le micromètre devrait être encore plus serrée !

Tolérance d'étalonnage certifiée par un tiers

Chez Metal Cutting, nous envoyons régulièrement nos goupilles traçables NIST à un laboratoire tiers certifié ISO pour étalonnage. Cela garantit que les goupilles sont dans les specs et maximise leur fonctionnalité. Ex: nous envoyons nos goupilles XXX pour étalonnage dans la plage normale d'une jauge XXX — tolérance d'étalonnage ±0,000020" (0,000508 mm). Les laboratoires A2LA certifiés ISO ont des équipements d'un ordre de grandeur meilleur que ce qu'ils certifient. Bien que Metal Cutting ait des équipements très précis en interne, nous n'avons pas la capacité d'étalonner à un niveau de 0,0000001" (0,00000254 mm). De plus, à ce niveau de précision, il faut tenir compte du coefficient d'expansion thermique, nécessitant des mesures sous conditions environnementales strictement contrôlées (température, humidité, pression). Nous comptons donc sur des laboratoires tiers certifiés ISO pour étalonner nos goupilles. Cela garantit que nos dispositifs internes sont étalonnés avec des outils aux capacités et tolérances appropriées. La tolérance d'étalonnage dans ISO 9001:2015 n'est pas spécifiée, mais l'article 7 des dernières normes ISO fait des recommandations pour le choix, la maintenance et l'étalonnage d'équipements de mesure traçables. (Note : Metal Cutting n'est pas un laboratoire d'étalonnage certifié ISO, mais nous sommes certifiés ISO 9001:2015 pour le management de la qualité et l'atténuation des risques.)

Poids dans la tolérance d'étalonnage

Bien que la tolérance d'étalonnage fasse souvent référence aux dimensions, dans notre monde elle peut aussi concerner le poids. Car, bien que nos clients ne demandent pas des pièces d'un poids discret, nos pièces sont si petites et produites en si grandes quantités que nous comptons souvent les pièces par poids. Plutôt que de compter individuellement des dizaines de milliers de pièces minuscules, nous utilisons le poids de 100 ou 1000 pièces comme référence pour une balance de comptage précise. Nous envoyons donc régulièrement nos étalons de poids à un laboratoire certifié pour étalonnage. Cela nous permet d'utiliser les poids en interne pour étalonner nos balances de comptage. Notre équipement interne inclut plusieurs balances de capacités et tolérances différentes, pour notre monde de pièces minuscules allant de grammes à fractions de milligramme.

Critique pour la fabrication de précision

Comprendre les capacités et tolérances des équipements est critique pour une fabrication de précision réussie. Chez Metal Cutting Corporation, où nous produisons des milliers de petites pièces métalliques chaque jour, nos standards de contrôle qualité et notre maîtrise de la tolérance d'étalonnage nous aident à garantir la livraison de pièces de haute qualité répondant aux spécifications clients.