Instrumente pentru control dimensional în controlul calității industriale

Ce sunt instrumentele de control dimensional și de ce sunt esențiale în metrologia industrială?

Instrumentele de măsurare dimensională se află în centrul metrologiei industriale moderne. Pentru tehnicienii responsabili de controlul calității, responsabilii sistemelor de management ISO și specialiștii din laboratoarele de metrologie, utilizarea corectă a acestor instrumente contribuie direct la verificarea conformității dintre piesa fabricată și specificațiile din proiect.

Măsurarea dimensională reprezintă una dintre primele bariere împotriva defectelor și neconformităților. Fără date dimensionale precise și reproductibile, un proces de producție nu poate fi considerat pe deplin controlat.

Din acest motiv, instrumentele pentru control dimensional au un rol important inclusiv în asigurarea trasabilității măsurărilor și în funcționarea sistemelor de management al calității conform ISO 9001.

Rolul controlului dimensional în metrologia industrială

În cadrul proceselor de producție și control, instrumentele de măsurare dimensională permit verificarea unor mărimi precum:

• lungimi
• diametre interioare și exterioare
• grosimi
• adâncimi
• înălțimi
• abateri dimensionale
• toleranțe geometrice

Metrologia industrială nu urmărește însă doar obținerea unei valori numerice. Rezultatul măsurării trebuie analizat în raport cu cerințele funcționale și toleranțele stabilite pentru componenta respectivă, inclusiv cu specificațiile geometrice definite prin standarde precum ISO 1101.

În industrii precum automotive, aerospațială sau producția de dispozitive medicale, capacitatea de a demonstra că măsurările sunt consecvente, verificabile și trasabile este deosebit de importantă.

Prin urmare, controlul dimensional nu trebuie privit ca o operațiune izolată, efectuată doar la finalul producției, ci ca parte integrantă a sistemului de management al calității.

Principalele tipuri de instrumente pentru măsurări dimensionale

Instrumentele de control dimensional diferă în funcție de principiul de măsurare, domeniul de utilizare, rezoluție, precizie și modul în care sunt utilizate în procesul de producție.

Alegerea instrumentului potrivit trebuie făcută în funcție de aplicație și de toleranțele care trebuie verificate.

instrumente de măsurare directă

Din această categorie fac parte șublerele, micrometrele și altimetrele.

Acestea sunt utilizate pentru măsurări directe prin contact și sunt potrivite atât pentru verificarea pieselor finite, cât și pentru controalele intermediare efectuate în timpul procesului de producție. În gama SAMA Tools, exemple tipice de astfel de instrumente sunt Șublerul digital (SA041), Micrometrul de exterior (SA101) și Indicatorul digital de înălțime (SATRD), fiecare fiind adaptat unui tip diferit de măsurare directă.

Instrumente comparative și de referință

Comparatoarele și alezometrele sunt utilizate pentru verificarea abaterilor față de o valoare sau un reper de referință și sunt foarte utile pentru evaluarea repetabilității și stabilității procesului. Din această categorie fac parte instrumente precum Comparatorul analogic rezistent la șocuri Kafer (SA021K) și Comparatorul de alezaj cu cadran cu comparator (SA70), folosite frecvent pentru controlul abaterilor dimensionale direct pe linia de producție.

Un aspect important este că rezoluția ridicată a unui instrument nu înseamnă automat că acesta este potrivit pentru orice măsurare.

Instrumentul trebuie selectat în funcție de toleranța verificată, condițiile de lucru, geometria piesei și cerințele procesului.

Managementul metrologic și calibrarea periodică

Instrumentele utilizate pentru control dimensional trebuie gestionate astfel încât rezultatele măsurărilor să rămână fiabile și trasabile la etaloane corespunzătoare Sistemului Internațional de Unități (SI).

Periodicitatea calibrării nu trebuie privită neapărat ca un interval identic pentru toate instrumentele. Stabilirea acesteia depinde de mai mulți factori, printre care:

• stabilitatea instrumentului
• frecvența utilizării
• condițiile de mediu
• istoricul verificărilor și calibrărilor
• importanța măsurării în procesul de producție

Gestionarea necorespunzătoare a calibrării poate afecta încrederea în rezultatele obținute și, implicit, eficiența întregului sistem de control al calității.

De aceea, managementul instrumentelor de măsură trebuie privit ca un proces continuu care include verificare, calibrare, întreținere și evaluarea periodică a adecvării instrumentului pentru utilizarea prevăzută.

Cum alegem șublerul digital potrivit?

Șublerul digital este unul dintre cele mai utilizate instrumente pentru control dimensional datorită versatilității, vitezei de lucru și ușurinței cu care poate fi utilizat pentru diferite tipuri de măsurări.

Cu un șubler digital pot fi realizate, în funcție de model, măsurări exterioare, interioare, de adâncime și de treaptă.

În mediul industrial, alegerea unui șubler digital trebuie să țină cont de câteva caracteristici esențiale:

• domeniul de măsurare
• rezoluția
• precizia declarată
• materialele și calitatea construcției
• protecția necesară în mediul de lucru
• posibilitatea transferului sau înregistrării datelor, atunci când aplicația o cere

Șublerele digitale sunt foarte potrivite pentru verificări dimensionale rapide și pentru toleranțe moderate. Pentru toleranțe foarte strânse sau pentru aplicații în care incertitudinea admisă este redusă, poate fi necesar un instrument cu performanțe metrologice superioare.

În gama SAMA Tools, distribuită în România de Sartorom, sunt disponibile mai multe soluții dedicate acestui tip de măsurare:

• Șublerul digital IP67 cu ieșire de date (SA067), pentru aplicații care necesită protecție ridicată la mediu și transfer de date;
• Șublerul digital IP67 cu afișaj mare (SA067W), util atunci când citirea rapidă a valorii este o prioritate;
• Șublerul digital de comparație IP65 (SAMCC085), potrivit pentru verificări comparative repetitive;
• Șublerul digital de adâncime IP67 (SA062), pentru măsurarea adâncimilor și a canalelor.

Micrometrele pentru măsurări dimensionale de precizie

Atunci când toleranțele devin mai restrictive, micrometrul este adesea o alegere mai potrivită decât șublerul.

Datorită rezoluției superioare și geometriei de măsurare mai controlate, micrometrul permite realizarea unor măsurări de precizie pentru aplicații în care diferențe dimensionale foarte mici pot determina conformitatea sau neconformitatea unei piese.

În funcție de aplicație, sunt utilizate micrometre pentru măsurări:

• exterioare — de exemplu Micrometrul de exterior (SA101) sau Micrometrul digital de exterior IP65 (SA140DGT);
• interioare — precum Micrometrul de interior (SA111H) sau Micrometrul intern în 3 puncte (SAM770), disponibil și ca Set de micrometre interne în 3 puncte (SAM770-KIT) pentru acoperirea mai multor domenii de măsurare;
• de adâncime — de exemplu Micrometrul de adâncime a tijei interschimbabil (SA050);
• speciale, pentru anumite geometrii sau suprafețe — cum este Micrometrul cu filet (SA123), dedicat verificării filetelor.

Alegerea între șubler și micrometru nu ar trebui făcută exclusiv prin compararea preciziei declarate în fișa tehnică. Instrumentul trebuie ales în funcție de toleranța piesei, geometria acesteia, metoda de măsurare și condițiile în care se realizează controlul.

Comparatoare și alezometre pentru controlul abaterilor

Comparatoarele și alezometrele sunt instrumente esențiale pentru măsurările comparative.

În loc să fie utilizate exclusiv pentru determinarea unei dimensiuni absolute, acestea permit observarea foarte precisă a abaterilor față de o referință stabilită.

Comparatoarele sunt utilizate atât în laboratoare, cât și direct în producție pentru operațiuni precum:

• verificarea abaterilor dimensionale
• reglarea și verificarea mașinilor
• controlul repetabilității procesului
• verificarea seriilor de piese
• identificarea variațiilor dimensionale

Din gama SAMA Tools fac parte comparatoare precum Comparatorul analogic cu cursă lungă (SA024), Comparatorul de 0,001 mm (SA028) și Comparatorul Compika rezistent la șocuri și la apă Kafer (SA035W), potrivite pentru medii de lucru mai solicitante.

Alezometrele sunt deosebit de utile pentru controlul diametrelor interioare și pentru identificarea unor variații mici față de valoarea de referință. Exemple din gamă sunt Comparatorul de alezaj cu cadran cu gaură mică (SA711) și Comparatorul de alezaj cu cadran în formă de L (SA7102/3L).

Aceste instrumente devin foarte eficiente atunci când obiectivul controlului nu este doar verificarea unei singure piese, ci monitorizarea tendințelor și stabilității dimensionale a procesului în timp.

un sistem complet de instrumente pentru control dimensional

Un control dimensional eficient nu se bazează pe un singur instrument.

Într-un sistem de măsurare bine organizat pot fi utilizate complementar:

• șublere
• micrometre
• comparatoare
• alezometre
• altimetre — precum Indicatorul digital de înălțime (SATRD) sau Indicatorul digital de înălțime cu roată de mână (SATRDX)
• cale plan-paralele — de exemplu Perechea de blocuri paralele în V din oțel carbon (SA6300) sau Placa de suprafață de inspecție din granit (SA95);
• calibre și alte instrumente mecanice de măsură și control — cum sunt Calibrele cu dop și inel (seria SA76xx/SA77xx, pentru filete metrice, UNC, UNF sau BSW) și Setul de știfturi din oțel (SASP).

Fiecare instrument îndeplinește un anumit rol, iar combinarea corectă a acestora permite adaptarea metodei de verificare la cerințele reale ale procesului de producție.

Gama SAMA Tools include instrumente și echipamente destinate măsurărilor și controlului industrial, disponibile în România prin Sartorom.

Bune practici pentru rezultate de măsurare fiabile

Performanța unui instrument nu este suficientă, de una singură, pentru a garanta un rezultat corect. Fiabilitatea și repetabilitatea măsurărilor depind și de modul în care este organizat procesul de control.

Printre bunele practici se numără:

• monitorizarea și controlul condițiilor de mediu
• instruirea corespunzătoare a operatorilor
• calibrarea documentată și asigurarea trasabilității
• verificarea periodică a instrumentelor
• întreținerea și depozitarea corespunzătoare
• înregistrarea sistematică a rezultatelor măsurărilor
• alegerea instrumentului în funcție de toleranța și aplicația verificată

Atunci când aceste principii sunt aplicate consecvent, controlul dimensional contribuie nu doar la identificarea pieselor neconforme, ci și la monitorizarea stabilității procesului de producție.

Concluzie

Instrumentele pentru control dimensional sunt esențiale pentru asigurarea calității în producția industrială.

Alegerea, calibrarea, întreținerea și utilizarea lor corectă nu reprezintă doar cerințe ale unui sistem de management al calității. Ele contribuie concret la reducerea neconformităților, rebuturilor și reprelucrărilor și permit luarea unor decizii tehnice bazate pe rezultate de măsurare fiabile.

De la șublere digitale precum SA041 și micrometre precum SA101 sau SA111H, până la comparatoare precum SA028, alezometre precum SA711, altimetre precum SATRD și instrumente de referință precum blocurile plan-paralele SA6300, fiecare echipament trebuie selectat în funcție de cerințele reale ale aplicației.

Sartorom distribuie în România gama de instrumente de măsură și control SAMA Tools, oferind soluții pentru aplicații de metrologie, control al calității și verificări dimensionale în mediul industrial.