Les dilemmes des normes d'étalonnage

Les normes sont soit simples et évidentes, soit elles ne le sont pas

L'étalonnage des instruments est un aspect essentiel du contrôle qualité, touchant tout, des paramètres géométriques sur les spécifications de dessin aux méthodes utilisées pour mesurer et inspecter les pièces métalliques de précision.

Pourtant, il y a quelques défis (osons-nous dire, des maux de tête ?) impliqués dans les normes d'étalonnage pour divers outils de mesure et d'inspection. Alors qu'en théorie, l'étalonnage est absolu, il existe de nombreuses raisons pour lesquelles il n'est pas exactement absolu.

Même les hypothèses partagées sur les normes d'étalonnage ne sont pas sans défis. Par exemple, bien qu'il existe des intervalles temporels acceptés, techniquement, un appareil peut ne pas être calibré quelques minutes après avoir été calibré.

De plus, la traçabilité des documents utilisés pour l'étalonnage est normalement retracée jusqu'à une norme établie par le National Institute of Standards and Technology (NIST). Cependant, il y a des circonstances où il y a simplement il y a pas de normes NIST pour l'étalonnage.

Différences de terminologie

L'équipement de mesure est presque toujours calibré, mais il y a certainement des aspects fonctionnels de l'équipement de fabrication qui doivent être conformes aux spécifications et doivent donc également être calibrés. Cependant, même le terme étalonnage est sujet à interprétation :

• Lorsque quelqu'un dit qu'il effectue un étalonnage, effectue-t-il réellement une action pour remettre un appareil aux spécifications ?
• Ou par "étalonner", signifient-ils simplement qu'ils vérifient les appareils pour voir s'ils fonctionnent toujours dans la tolérance spécifiée selon les normes d'étalonnage ?

Par exemple, lorsque nous calibrons nos fours ici chez Metal Cutting, nous vérifions qu'ils lisent correctement les températures. Si un four ne fonctionne pas correctement, il est considéré comme hors calibrage, et nous le réparerons puis effectuerons à nouveau la procédure de calibrage de la température.

Bien que les fours ne puissent pas être envoyés pour être calibrés, d'autres outils spécialisés que nous utilisons sont régulièrement envoyés pour calibrage, dans le but de les ramener aux spécifications. Cela peut impliquer qu'un fournisseur d'équipement de mesure nettoie un appareil ou le programme pour mesurer d'une certaine manière. Pour cette catégorie d'équipement, l'étalonnage s'apparente plus à une reconstruction qu'à un réglage.

Manque d'étalons d'étalonnage traçables

Pour certaines choses, il est simple d'imaginer les objets ou les concepts qui servent de base aux normes d'étalonnage établies. Par exemple, il est facile d'obtenir des normes d'étalonnage NIST traçables pour des pièces de 1,0" (25,4 mm) de long ou de 0,04" (1 mm) de diamètre.

Cependant, il peut être difficile d'obtenir une norme traçable pour une pièce très longue ou un diamètre très grand ou très petit.

Par exemple, un étalon de 2 mètres de long ou de 10 microns de diamètre est tout simplement trop difficile à manipuler, pour des raisons opposées. Et qu'en est-il de l'étalonnage de la résistance électrique, telle que la résistance ohmique de l'eau déminéralisée ?

Il existe des techniques et des méthodes pour calibrer tout cela. Cependant, ils ne sont pas aussi simples que l'étalonnage pour des longueurs et des diamètres faciles à manipuler.

Dans le travail que nous effectuons avec des métaux spéciaux ici à Metal Cutting Corporation, on nous demande souvent de nous assurer qu'il n'y a pas de fissures ou de vides dans le métal que nous devons traiter ou que nous achetons et fournissons nous-mêmes au nom de nos clients. Le test par courants de Foucault (ECT) est une méthode familière et intéressante que nous utilisons et qui implique des techniques subtiles pour inspecter les pièces métalliques à la recherche de défauts de surface tels que des fissures.

Cependant, un truisme à propos de l'ECT ​​est qu'il n'y a pas de norme traçable NIST à utiliser pour l'étalonnage. Par conséquent, pour la détection des défauts, des normes de référence sont établies en créant des défauts artificiels, tels que des encoches EDM. Ces normes de référence sont utilisées pour définir les paramètres ECT tels que la fréquence, l'amplitude et la sensibilité.

Tolérances et autres dépendances

Les fabricants veulent tous que l'étalonnage soit une référence indépendante d'un standard immuable. Cependant, tout étalonnage implique une certaine dépendance entre la norme NIST qui existe dans un coffre-fort et tout ce qui est mesuré par la suite dans la chaîne d'approvisionnement.

Ainsi, qu'il s'agisse d'un laboratoire A2LA qui s'appuie sur leur référence à l'objet dans le coffre-fort ou d'un fabricant qui s'appuie sur des objets qui sont référencés sur l'objet du laboratoire indépendant, il y a toujours une série de contingences dans l'exécution de tout système d'étalonnage , ainsi que les tolérances du système.

Par exemple, l'impact des tolérances cumulées doit être pris en compte. Si vous envoyez une pièce d'équipement pour étalonnage, vous devez vous rappeler de prendre en compte :

• La tolérance de l'appareil en cours d'étalonnage
• PLUS la tolérance de la broche utilisée pour calibrer l'appareil
• PLUS la tolérance du laboratoire qui effectue la tâche

Problèmes liés au point décimal

Un autre problème qui revient fréquemment avec les normes d'étalonnage est de combien de décimales (combien de zéros) l'étalonnage doit-il être ? Chez Metal Cutting, nous utilisons un calibre à broche de classe XXX avec une tolérance de 0,000020″ (0,000508 mm) pour calibrer quelque chose avec une tolérance beaucoup plus lâche, comme un micromètre à main qui va jusqu'à 0,00005″ (0,00127 mm).

Un autre problème dimensionnel intéressant est que si un laboratoire A2LA mesure un objet avec une valeur nominale de 1,000000″ pour être 1,000003″ en utilisant son équipement traçable NIST, alors 1,000003″ devient la nouvelle norme. C'est-à-dire qu'il devient la nouvelle taille pour l'étalonnage des équipements de mesure qui lit jusqu'à six décimales.

Corroboration entre appareils, méthode d'étalonnage et tolérances

De plus, deux personnes différentes peuvent mesurer une pièce, chacune utilisant un appareil calibré en parfait état de fonctionnement et dans les limites de la tolérance spécifiée, et pourtant il peut toujours y avoir une différence dans leurs mesures. Peut-être que l'un utilise un appareil calibré à l'extrémité supérieure de la plage de tolérance, tandis que l'autre utilise un appareil calibré à l'extrémité inférieure.

Surtout avec des pièces de précision ayant de très petites mesures, la question de savoir si la mesure calibrée est une mesure cohérente est un autre problème potentiel. Il faut corroborer que les utilisateurs ne mesurent pas seulement avec les mêmes appareils, mais aussi que les appareils sont calibrés en utilisant la même méthode et avec la même tolérance.

Trois distinctions dans les normes d'étalonnage

En fin de compte, vous pourriez dire qu'il existe en fait trois distinctions dans les normes d'étalonnage :

• Les normes évidentes, telles que les broches calibrées traçables NIST pour l'inspection réussite-échec des longueurs ou des diamètres
• Ce qui n'est pas si évident, comme ceux de la température et d'autres caractéristiques pour lesquelles il n'y a pas d'objets qui définissent les normes
• Ceux pour lesquels il n'existe tout simplement aucune norme d'étalonnage, comme l'ECT

Chez Metal Cutting, où nous produisons chaque jour des milliers de petites pièces métalliques, ces considérations sont essentielles pour maintenir nos normes de contrôle de la qualité afin que nous puissions fournir des pièces de précision de haute qualité qui répondent aux spécifications du client.