eldec Quality Control : Assurance qualité complète pour la trempe par induction

07/11/2016 - Markus Isgro


Plus que jamais, les planificateurs de production du secteur de la construction automobile poursuivent une stratégie zéro défaut – dans la mesure du possible, car ces dernières années la complexité technique des véhicules a considérablement augmenté. En conséquence les exigences augmentent et, avec elles, le nombre de sources d'erreurs dans la production, comme l'ont d'ailleurs montré les campagnes de rappel de ces dernières années. C'est pourquoi une surveillance de la qualité encore plus conséquente devient de plus en plus essentielle pour de nombreux équipementiers et sous-traitants – les processus d'usinage thermique sont également concernés ; en effet, ils influencent considérablement la stabilité de composants importants. Dans ce contexte, les spécialistes de l'induction d'Eldec s’engagent en matière de surveillance de la qualité concernant les machines de trempe par induction : l'« eldec Quality Control » regroupe un pack complet de nouveaux modules permettant d'optimiser la sécurité du processus. Les composants sont modulaires et se complètent. En combinaison ils garantissent à l'utilisateur un processus de trempe largement surveillé.

Les chiffres sont considérables : l'année dernière, plus de 45 millions de véhicules ont été rappelés aux États-Unis, d'après les calculs du Center of Automotive Management (CAM) basé à Bergisch Gladbach (Allemagne). Des « problèmes de sécurité » en étaient la raison selon le CAM. En deux ans, plus de 108 millions de véhicules ont dû être contrôlés et réparés dans les ateliers américains. Il en résulte des coûts énormes qui ont différentes causes, les processus de production non fiables jouant alors un rôle central. L'exemple de l'« eldec Quality Control » (eQC) montre les efforts faits par la construction mécanique pour établir une assurance qualité de très haut niveau. Les spécialistes de l'induction dont le siège se trouve à Dornstetten à proximité de Freudenstadt (Allemagne) ont divisé leur pack de mesures en deux secteurs : la « surveillance électrique » et la « surveillance mécanique ». Trois modules entièrement nouveaux en font également partie pour participer à l'assurance qualité du processus de trempe : la détection d'outil par puce RFID, la mesure permanente de la tension sur l'inducteur et la surveillance du liquide de trempe au moyen d'un capteur. « Avec cette méthode eQC mais aussi d'autres méthodes eQC, nous obtenons un grand nombre de données qui sont enregistrées en totalité et comparées à différentes valeurs de référence. En cas de divergences, la machine signale le problème et stoppe le processus dans des conditions définies », explique Andreas Endmann, chef du service Vente technologique systèmes de trempe chez Eldec. « Plus de sécurité de processus et plus de surveillance de qualité sont difficilement imaginables. »

Le bon outil a-t-il été utilisé ?

Voici de manière concrète au travers d’un exemple la présentation de la détection d'outil : à l'avenir, la machine saura avant le début de la production, si le bon inducteur a été mis en place par rapport au programme d'usinage sélectionné et connaîtra l'état de l'outil. Le système lit les principales données de rendement comme la durée de vie restante, les intervalles de maintenance prévus dans la puce RFID de l'outil et les enregistre en mémoire tampon. Une fois le processus achevé, les nouvelles informations sont enregistrées sur la puce. Cette tâche est assurée par la nouvelle unité de lecture-écriture dans le système de raccordement de la machine. En cas d'erreurs ou de défauts éventuels sur l'outil le processus ne démarre plus. « Les possibilités vont même bien au-delà », déclare Endmann. « La machine peut ainsi être informée des tolérances de fabrication de l'outil et ajuste automatiquement son axe en cas de besoin. De cette façon, le système améliore alors encore plus la qualité de l'usinage. »

Quelle quantité de courant passe à travers la pièce à usiner ?

Plus de qualité, moins d'erreurs de processus – voici également l'effet du deuxième nouveau module au sein d'eQC : il sera possible à l'avenir de mesurer la tension électrique au pied de l'inducteur durant le processus de production. Une mesure de ces valeurs d'énergie a normalement lieu uniquement sur l'onduleur alimentant l'outil. Pour la première fois, le nouveau système donne des informations sur la quantité de courant qui « pénètre » vraiment dans l'outil. Pourquoi cette différence est-elle si importante ? « Ce n'est que de cette façon que nous pouvons savoir exactement la grandeur du flux magnétique généré par l'inducteur et traversant le composant. Cette valeur est directement influencée par la géométrie de l'outil et du composant, le matériau ainsi que d'autres facteurs. Une mesure sur l'onduleur ne tient pas compte de ces caractéristiques et n'est donc pas assez précise. Désormais, nous détectons donc les données produites directement sur le lieu de la création de valeurs et les intégrons dans la surveillance processus », explique Mr Endmann. Cela signifie, a contrario, que le réchauffement du composant est surveillé de manière beaucoup plus précise, le processus de trempe commandé avec encore plus d'exactitude – et la qualité du composant est par conséquent encore meilleure.

Comment la qualité du liquide de trempe se développe-t-elle ?

Un facteur capital de qualité et de stabilité du processus de trempe est notamment l'état du liquide de trempe utilisé – cet état change durant le processus car les chaînes polymères se cassent lentement sous l'influence de la lumière et de la chaleur. Finalement, le liquide de trempe ne dispose plus de la tension de surface requise. « Il est donc indispensable de vérifier régulièrement la qualité du liquide de trempe. Actuellement, cela s'effectue souvent en mesurant l'indice de réfraction de la lumière. Procédé qui cependant ne donne aucun renseignement sur l'état des chaînes polymères et n'est donc pas assez précis. Nous misons dès à présent sur un nouveau capteur qui surveille en permanence la viscosité du liquide de trempe grâce à des ultrasons et donne des informations très précises sur la qualité », explique Mr Endmann en parlant du troisième nouveau module au sein de l'eQC. De cette manière, la sécurité de production de composants complexes comportant de nombreuses arêtes et perçages augmente, ce genre de composants a en effet tendance à se fissurer lorsque la viscosité du liquide de trempe baisse.

Un pack complet pour plus de qualité et de sécurité

Avec ce pack puissant, les spécialistes de l'induction du sud de l'Allemagne sont parfaitement préparés. Tous les éléments eQC sont modulaires et se complètent. Avant le début de la production, le nouvel outil utilisé est vérifié et son état est enregistré. Durant le processus, une mesure extrêmement précise du courant est effectuée directement sur l'outil. Simultanément, un capteur contrôle en permanence la qualité du liquide de trempe. D'autres composants standards, comme le contrôleur d'énergie par exemple, viennent compléter cette offre. « La production industrielle de notre époque change très rapidement », explique finalement Mr Endmann. « Le concept d'industrie 4.0 montre le cap à suivre : la production ne doit pas seulement assurer une qualité toujours plus élevée, encore faut-il que cette qualité et le processus correspondant soient documentés de manière détaillée. Les mesures exhaustives offertes par eQC nous permettent de répondre à ces deux exigences. »

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