Contrôle de précision

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Contrôle de précision – La vérité se trouve au centre de mesure de Chemnitz

Pour les pièces de haute précision, l’étape cruciale est l’assurance qualité : elle passe par une mesure méticuleusement planifiée et rigoureusement documentée. Depuis six ans, le centre de mesure de Chemnitz, qui travaille non seulement en interne pour le groupe Starrag mais aussi pour des clients externes, est un acteur important de la mesure au μm près. Il offre notamment le contrôle de précision simultané de plusieurs pièces, en fonctionnement sans opérateur.

« Mesurer, c’est savoir », reconnaissait déjà au 19e siècle Werner von Siemens. Plus d’un siècle plus tard, ce principe fondamental reste valide. Aujourd’hui, même si les logiciels permettent de calculer et concevoir les pièces avec une fiabilité et une précision élevées et de simuler leur processus de fabrication, les composants de haute précision nécessitent toujours un contrôle final sur une machine de mesure.

Centre de mesure : la haute précision, même pour des pièces XXL

Le centre de mesure de Chemnitz propose ce service depuis 2016. Quatre machines de mesure 3D et postes de programmation ZEISS permettent à des professionnels chevronnés de vérifier la précision dimensionnelle de pièces de petite et moyenne taille, mais aussi de mesurer des pièces de très grande taille, pesant jusqu’à 12 tonnes.

« Notre salle de mesure de précision répond à la stricte norme allemande VDI 2627 », explique avec fierté Jens Knöfel, Head of Quality Management. « Il s’agit du standard le plus exigeant qui soit. Les niveaux de précision que nous obtenons avec ce centre de mesure sont devenus notre signature. » Ils sont en effet impressionnants : la ZEISS MICURA, par exemple, mesure des pièces d’une longueur d’arête de 400 mm avec une précision de 0,7 μm.

Des mesures de haute précision garanties par une climatisation optimisée et une isolation mécanique contre les vibrations

Le centre de Chemnitz obtient aussi ce niveau de précision sous l’effet cumulé de plusieurs procédés. Ainsi, lorsqu’une ultra-haute précision est requise, la pièce est placée dans une zone séparée, entièrement climatisée, qui, grâce à un système de ventilation sophistiqué, est maintenue dans la classe climatique 1, la plus élevée, à une température constante de 20 °C variant au maximum de 0,2 K. Pour éviter que les mesures ne soient faussées par les vibrations générées par les camions qui passent ou les machines voisines, les machines de mesure sont disposées sur un socle et un jeu de dalles isolés des vibrations.

Les quatre machines de Chemnitz ont été sélectionnées pour répondre à un besoin ciblé. « Le centre de mesure tridimensionnelle à portique pour grandes pièces MMZ, la machine à mesurer haute précision MICURA et les deux machines de mesure tridimensionnelle PRISMO ont chacun été affectés à une certaine plage de tailles de pièce de manière à garantir des chevauchements », explique le responsable qualité. « Je peux ainsi libérer complètement une machine pour un projet client ». Les quatre machines peuvent traiter des petites pièces de 500 mm d’arête, des pièces de taille moyenne (900 mm × 1 800 mm × 700 mm) et des composants XXL d’un volume de mesure maximal de 27 m³. « La MMZ peut même accueillir une petite voiture ou un banc de machine Heckert entier », ajoute-t-il. « Je rends souvent visite à des clients et des fournisseurs, mais chez aucun d’entre eux je n’ai vu un centre doté d’un équipement comparable, même dans les entreprises de renom. »

Le dernier investissement en date est une ZEISS PRISMO équipée d’un plateau tournant, qui permet une mesure en continu sur quatre axes. Le centre de mesure suit ainsi l’évolution de Starrag et de ses clients consistant à usiner des pièces de précision selon quatre ou cinq axes. « Une machine de mesure à trois axes ne permet pas de mesurer complètement un cylindre comportant de nombreux alésages, car la sonde de mesure ne peut pas entrer dans chaque orifice », note Jens Knöfel à titre d’exemple pratique. « Le plateau tournant permet de positionner le cylindre de manière à assurer la mesure. Désormais, la PRISMO est elle-aussi équipée d’un plateau tournant, ce qui en fait également une machine de mesure tridimensionnelle à quatre axes, un avantage indéniable. »

Une équipe experte : trois ingénieurs qualité à la programmation et aux commandes

Le centre de mesure s’illustre également sur un autre plan : il offre, non pas un, mais quatre postes de programmation ZEISS, où des spécialistes élaborent les programmes de mesure grâce au logiciel ZEISS CALYPSO. Avantage : la programmation étant indépendante de l’exécution de la mesure, aucune machine de mesure n’est bloquée pendant ce temps. « L’équipe est extrêmement qualifiée », souligne le responsable qualité. « Nos trois ingénieurs qualité programment et utilisent les quatre machines de mesure, assistés par un ouvrier qualifié multiservice. Ces spécialistes se distinguent particulièrement par leur longue expérience, qui les aide à interpréter correctement les résultats des mesures. » Une tâche exigeante en cas de mesures commandées en sous-traitance, souvent soumises à une faible tolérance, de quatre à cinq micromètres, beaucoup plus stricte que la plage limite habituelle des centres d’usinage.

« La MMZ peut même accueillir une petite voiture ou un banc de machine Heckert entier »

Au titre de centre de compétences du groupe, l’équipe sert principalement les usines Starrag de Bielefeld, Rorschacherberg et Chemnitz. Cette expertise en métrologie est particulièrement sollicitée lorsque Starrag vend une machine Heckert entièrement équipée. Les centres d’usinage de blocs moteurs en sont un exemple représentatif. Le centre de mesure apporte la preuve que la machine-outil a été correctement rôdée et que les blocs moteurs respectent exactement les tolérances strictes spécifiées.

La compétence en métrologie du centre s’est imposée dès ses débuts, y compris en externe : Chemnitz a ainsi pris en charge l’étalonnage des essieux de train pour le compte de la Deutsche Bahn, jusqu’à ce que l’entreprise publique se dote de son propre département de mesure. Starrag souhaite désormais proposer plus souvent ses services de mesure à sa clientèle type : fabricants de compresseurs, de moteurs électriques et de moteurs à combustion pour l’industrie automobile, d’entraînements pour camions, d’engins de chantier, de machines agricoles ou de bateaux, et de composants industriels de toutes sortes.

Un traitement sécurisé, notamment pour les commandes concernant des projets de développement

Comment le centre de Chemnitz assure-t-il la confidentialité des opérations, notamment en cas de contrôle qualité de prototypes ? « Seules les personnes autorisées peuvent accéder aux 250 mètres carrés de la salle de mesure, strictement séparée du reste de la production par une porte roulante sécurisée », explique Jens Knöfel. « Grâce aux lecteurs de cartes, nous savons toujours qui entre et sort d’ici, et quand. »

Le centre de Chemnitz est en mesure de mener plusieurs projets en parallèle. « Souvent, nous avons deux ou trois projets à court terme, mais parfois jusqu’à huit projets plus longs en même temps », rapporte le responsable qualité. « En outre, nous organisons le travail en deux ou trois quarts. Des conditions qui exigent une très grande flexibilité de la part du personnel.»

« La MMZ peut même accueillir une petite voiture ou un banc de machine Heckert entier »

Or, le centre de Saxe fait également preuve de souplesse en matière de technique de mesure : il s’est récemment attaqué à une spécialité jusqu’ici très rarement maîtrisée. « La taille de nos machines nous permet de mesurer des pièces présentant un serrage multiple », précise ainsi Jens Knöfel. « Par exemple, nous avons récemment nivelé et mesuré huit pièces en serrage multiple sans intervention humaine. Pouvoir profiter ainsi d’un quart nocturne sans opérateur améliore nettement la flexibilité et la performance des processus d’usinage. »