Inspection précise des pièces en mettant l'accent sur l'évaluation des dimensions géométriques des caractéristiques critiques
Recherche : Jaroslav Miklušák - MECASYS, Matúš Madleňák - MECASYS Technologie, Pavol Gužík - MECASYS Design, Dominik Zilka - MECASYS CAM Program
Résumé
MECASYS a été contacté par un grand fabricant international de composants en plastique pour l'industrie automobile, avec des usines de fabrication dans 22 pays, pour répondre au besoin d'un contrôle précis et fiable de la stabilité dimensionnelle de ses produits. Le principal défi consistait à concevoir et à développer des gabarits de mesure qui permettraient d'effectuer des mesures répétables de paramètres géométriques clés sans interrompre la production en série en cours.
L'objectif du projet était d'assurer une inspection précise des pièces, en mettant l'accent sur l'évaluation des dimensions géométriques des caractéristiques critiques, afin d'améliorer la qualité du produit et de minimiser les variations de fabrication.
MECASYS a fourni des gabarits de mesure de haute précision qui ont amélioré l'efficacité de l'inspection, réduit le risque d'erreurs et confirmé la compétence technologique de l'entreprise dans la réalisation de projets ambitieux pour l'industrie automobile.
Description du problème
Le client était confronté à des problèmes répétés de qualité des pièces, dus à l'absence de contrôle dimensionnel précis chez les fournisseurs précédents. Ces imprécisions entraînaient des retards de production et des complications dans l'assemblage des véhicules. MECASYS a été contacté pour concevoir des gabarits de mesure spécialisés, garantis compatibles avec la production, précis et facilement intégrables dans les processus d'inspection existants.
L'une des principales exigences techniques était de simuler le serrage réel des pièces telles qu'elles seraient montées dans la carrosserie du véhicule. Les gabarits ont donc été basés sur des données 3D précises de la carrosserie et ont été complétés par des modèles de pièces adjacentes pour permettre la vérification du positionnement, de l'ajustage et des contraintes géométriques. Pour garantir une manipulation sans erreur des pièces, un mécanisme de serrage spécial a été intégré dans la conception afin de permettre une insertion et un retrait sûrs et répétables des pièces sans endommager les points de référence.
Chaque fixation a été conçue pour permettre la mesure de plusieurs points de contrôle à l'aide de déflecteurs, tout en étant entièrement compatible avec les machines à mesurer tridimensionnelles (MMT), y compris l'accès à des positions de mesure prédéfinies.
MECASYS a mis en œuvre la production dans un environnement contrôlé en utilisant la technologie CMM également pendant les phases de production. Tous les montages ont été vérifiés sur des machines HEXAGON METROLOGY et la conception a été vérifiée dans un environnement 3D, ce qui a permis de garantir une précision et une répétabilité élevées.
Les gabarits ainsi créés ont permis de réduire considérablement les temps d'arrêt pendant l'assemblage, d'éliminer la nécessité d'une inspection supplémentaire et d'assurer une montée en puissance sans heurts de la production en série.
Solution
La mise en œuvre du projet a commencé par une étude approfondie de la conception mécanique des gabarits de mesure dans le logiciel SolidWorks, où les propriétés mécaniques ont été simulées et la forme des éléments structurels optimisée. Une fois que le client a approuvé la conception proposée, la documentation préparée est passée à la phase de production - usinage CNC sur des centres d'usinage multi-axes du parc de machines de MECASYS, qui permettent un traitement de haute précision de géométries complexes.
Les différents composants des gabarits de mesure proposés ont été assemblés pour former le gabarit de mesure final, qui a ensuite été soumis à des contrôles de sortie, notamment des mesures CMM et des analyses de répétabilité (MSA), qui ont confirmé l'obtention de la fiabilité et de la répétabilité requises lors de l'utilisation de ce gabarit. L'utilisation d'un concept modulaire a permis d'adapter avec souplesse la solution d'inspection à différents types de pièces, tout en accélérant l'ensemble du processus de vérification de la qualité.
Le contexte technologique de la solution :
La solution développée par MECASYS répond également à des tendances plus larges dans l'industrie automobile, où des systèmes de mesure précis et flexibles jouent un rôle clé dans la numérisation et l'automatisation de la production.
Le secteur automobile est soumis à une pression constante pour améliorer la qualité, réduire les coûts de production et raccourcir les temps de cycle. Aujourd'hui, des solutions de mesure flexibles et évolutives sont essentielles pour rester compétitif et pouvoir répondre rapidement aux changements de produits ou aux exigences réglementaires.
Avantage concurrentiel :
MECASYS propose des solutions qui surmontent les limites des approches traditionnelles grâce à des concepts de conception modulaire, des technologies 3D avancées et l'automatisation des processus d'inspection. Les gabarits de mesure à architecture modulaire peuvent être facilement étendus ou personnalisés, ce qui minimise les coûts d'investissement et élimine les temps d'arrêt lors des changements de programmes de production.
Essais et validation :
Chaque dispositif de mesure a été testé sur des machines à mesurer tridimensionnelles CMM Global S ultramodernes d'HEXAGON METROLOGY. La vérification de chaque composant et de l'ensemble du gabarit a permis de garantir la précision et la répétabilité des mesures tout en respectant les normes internationales les plus strictes.
L'utilisation de la technologie CMM permet d'effectuer des mesures automatisées sur cinq axes ainsi que des mesures continues de la surface d'un profil. Ces processus éliminent l'erreur humaine et permettent une inspection détaillée des géométries les plus complexes, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des dispositifs spéciaux.
Résultats et avantages
En mettant en œuvre les gabarits de mesure conçus par MECASYS, le client a obtenu une amélioration significative de la qualité et de la stabilité du processus de production. Grâce aux gabarits conçus avec précision et de manière modulaire, toutes les exigences dimensionnelles avec des tolérances de 0,01 mm ont été respectées tout en optimisant les processus internes.
Les principaux avantages sont les suivants :
1. Précision à 0,01 mm près : tous les paramètres géométriques ont été respectés de manière stable sans qu'il soit nécessaire de procéder à des corrections supplémentaires.
2. Répétabilité des mesures : grâce à l'inspection CMM et à l'analyse MSA, la capacité des formulations à fournir des résultats cohérents dans la production par lots a été confirmée.
3. Réduction des erreurs : des mesures précises et un serrage validé des pièces ont permis d'éliminer les variations dimensionnelles dans les résultats.
4. un déploiement rapide : la conception et la vérification numériques dans un environnement 3D ont permis une mise en œuvre en douceur, sans interruption de la production.
5. économies sur les coûts d'inspection : les mesures continues de la MMT et la documentation partagée ont éliminé la nécessité d'une inspection initiale répétée par le client.
6. Capacité d'évolution : l'architecture modulaire des appareils permet une adaptation souple en cas de modification des produits ou des points de contrôle.
Ces résultats ont non seulement renforcé la fiabilité du processus de production, mais aussi la confiance du client dans les solutions techniques de MECASYS.
Conclusion
Le projet réalisé pour un client de l'industrie automobile a mis en évidence les capacités de MECASYS en matière de conception et de fabrication de dispositifs de mesure de précision. Au début du projet, l'accent a été mis sur la modélisation 3D détaillée et la validation numérique des concepts à l'aide du logiciel SolidWorks, ce qui a permis d'optimiser la conception des gabarits avant la production finale. Cette phase a éliminé le besoin de prototypage physique et a permis de détecter et d'éliminer les défauts potentiels dès les premières étapes.
Grâce aux éléments modulaires et à la précision de fabrication des gabarits de mesure, le client a obtenu une qualité et une efficacité constantes. Le contrôle des écarts à l'aide de la technologie CMM a permis de garantir une grande fiabilité et de minimiser les erreurs de fabrication.
Les gabarits de mesure conçus par MECASYS ont permis un serrage et un contrôle précis des pièces en plastique avec des écarts minimes. Leur conception robuste et leur compatibilité avec les machines à mesurer tridimensionnelles ont permis d'améliorer considérablement les processus de production.
La production ultérieure sur des machines CNC à plusieurs axes et un contrôle qualité approfondi au moyen de machines à mesurer tridimensionnelles (MMT) ont permis de garantir la précision et la cohérence des résultats. Un rapport de sortie de la MMT et une analyse MSA ont été produits pour chaque dispositif de mesure, garantissant au client la précision et la répétabilité requises de la production. Ces mesures ont contribué à réduire les erreurs, à accélérer les processus d'inspection et à accroître la fiabilité des produits.
Avec ce projet, MECASYS a non seulement répondu aux exigences spécifiques du client, mais a également démontré sa capacité à fournir des solutions personnalisées qui répondent à des normes de qualité rigoureuses. Cela a contribué à la croissance et à la compétitivité du client sur le marché. Dans le contexte des tendances actuelles de l'industrie automobile, où l'accent est mis sur la numérisation, l'automatisation et la flexibilité, les solutions MECASYS représentent un avantage stratégique pour le développement futur et le succès sur le marché mondial.
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