L'importance de l'inspection optique des paliers à air

Air Bearings Ltd (ABL), l'un des plus grands fournisseurs de solutions à paliers à air au monde, utilise le microscope stéréo à zoom sans oculaire Lynx de Vision Engineering pour l'inspection critique de ces composants usinés.

Les composants forment un axe dont la vitesse de rotation peut atteindre 350 000 tr/min, d'où l'importance critique de l'inspection de ces composant pour maintenir des performances optimales à cette vitesse impressionnante.

Fondée en 1993, ABL se spécialise dans la conception, la fabrication et la révision d'axes sur paliers à air de haute qualité à des prix compétitifs destinés à diverses applications spécialisées.

ABL, une société Hitachi, se spécialise dans la fourniture d'axes pour des applications industrielles spécifiques, telles que le meulage de précision, le tournage et le fraisage de métaux non ferreux et le perçage de cartes de circuits imprimés.

Contrôle qualité, un aspect fondamental de la fabrication

Il est primordial d'intégrer le contrôle qualité dans l'ensemble du procédé de fabrication pour permettre à ABL d'obtenir des performances de haut niveau de leurs produits.

Avec une gamme d'axes tournant à des vitesses comprises entre 80 000 et 350 000 tr/min, il est impératif que les composants critiques soit usinés à moins d'un micron près.

La quasi totalité des composants est fabriquée en interne et une toute petite partie du travail est confiée à des sous-traitants, y compris pour des procédés spécialisés comme le traitement thermique, l'anodisation et le cuivrage d'arbres de rotation.

Exemple d’axe fabriqué par ABL
La Fig. 1.0. montre un axe typique
fabriqué par ABL.

L'une des priorités d'ABL est de s'assurer que tous les composant usinés soient méticuleusement inspectés à la recherche de toute anomalie susceptible d'affecter l'axe une fois assemblé. Avec des vitesses de rotation aussi extrêmes, la précision de tous les composants, et notamment des paliers à air, doit être inspectée.

L'arbre de rotation, l'élément principal de l'axe, est inspecté au microscope Lynx.

L'arbre en acier comprend des rainures sur toute sa longueur dans lesquelles le cuivre est inséré. Le cuivre forme une moitié du moteur électrique qui entraîne l'arbre de rotation et, à des vitesses extrêmes, il est impératif qu'il adhère bien à l'acier de l'arbre. Tout décollement du cuivre provoquerait une défaillance instantanée et catastrophique.

Une fois l'arbre de rotation fraisé, mais avant l'application du cuivre, il est méticuleusement inspecté à l'aide d'un microscope Lynx.

Adrian Farwell, responsable qualité pour ABL, explique l'importance de l'inspection optique :

« Vu qu'il est parfois difficile d'assigner des tolérances sensées à des composants, l'inspection optique de la pièce est donc essentielle et fait partie intégrante de nos procédures de qualité rigoureuses ».

Le fraisage est également soumis à une inspection optique afin de détecter toute bavure, bord érodé ou marque sur la surface du métal. Ceci est crucial pour garantir une application aisée et précise du cuivre sur l'arbre. Si la finition de la surface n'est pas propre et précise, le cuivre n'adhérera pas à l'arbre de rotation.

Les composants fabriqués par ABL qui jouent un rôle critique dans le bon fonctionnement de l'axe sont soumis à une inspection totale. Les autres composants jouant un rôle moins important sont inspectés par lots.

Le système d'inspection optique révolutionnaire Lynx fournit la solution.

Microscope stéréo à zoom Lynx

Les procédures d'inspection optiques sont réalisées au microscope stéréo à zoom Lynx.

Le système Lynx est un microscope stéréo à zoom révolutionnaire qui rend superflus les oculaires restrictifs grâce à la technologie sans oculaire brevetée de Vision Engineering.

Le résultat ? Un microscope ergonomique qui offre un confort optimal à l'opérateur grâce à un dispositif optique non fatigant pour une productivité et une précision accrues.

Il poursuit en décrivant l'avantage d'utiliser un microscope Lynx comme outil d'inspection stéréo.

« Nous avons tout d'abord été impressionnés par le dispositif optique sans oculaire qui est beaucoup moins fatigant pour les yeux que notre ancien microscope stéréo. Le facteur décisif fut toutefois les performances du dispositif optique direct et oblique.
Le microscope Lynx avec vue oblique et directe est un excellent outil d'inspection dont nous ne pourrions plus nous passer ».

L'accessoire optique de vue oblique et directe permet aux ingénieurs de voir les composants à un angle de 34°, en les faisant ensuite tourner sur 360° pour une inspection aisée de tous les aspects d'un composant, en permettant aux opérateurs de passer facilement entre la vue oblique et la vue directe.

Le microscope Lynx peut également être utilisé avec une caméra pour étayer le processus de qualité, afin de pouvoir capturer numériquement toute différence discutable, de les transmettre électroniquement et de les documenter dans le cadre de l'amélioration continue de la qualité.

Inspection de jets de paliers à air

Microscope Lynx

Un autre composant critique des axes ABL est les paliers à air en eux-mêmes qui contiennent chacun des jets contrôlant le film d'air entre l'arbre et le palier.

En plus de nombreux autres composants, ces jets sont cruciaux pour le bon fonctionnement de l'axe et font donc l'objet d'une inspection totale.

L'air passant dans ces jets forme un coussin d'air entre l'arbre et le palier pour permettre une rotation libre.

Bien que certains de ces jets n'aient une ouverture que de quelques microns, ils sont inspectés au microscope Lynx afin de contrôler la qualité de l'usinage et de s'assurer que les chanfreins ne comportent aucune arête irrégulière.

La taille, la forme et la profondeur de la poche doivent également être parfaites, car toute irrégularité pourrait causer des problèmes de circulation de l'air et entraîner la collision de l'arbre avec d'autres composants de l'axe.

« La vue oblique offre une dimension supplémentaire qui ne peut être obtenue d'aucune autre manière. Nous utilisons énormément le microscope Lynx dans nos applications. Il s'agit d'un outil indispensable et d'une véritable bénédiction ».

Une précision et une performance absolues grâce au contrôle qualité

ABL fabrique ses produits depuis de nombreuses années et l'intégration d'un contrôle qualité dans l'ensemble de ses processus de conception, de fabrication, d'assemblage et d'essai a permis à la société d'atteindre des niveaux de performance appréciés par ses clients et enviés de ses concurrents.

L'usine d'ABL est très bien équipée avec du matériel à la pointe de la technologie. La technologie moderne, combinée à des méthodes traditionnelles ayant fait leurs preuves et à une main d'œuvre qualifiée, aide ABL à fabriquer des composants d'une précision absolue.

ABL, qui est en train de s'agrandir rapidement, ouvre la voie en matière de technologie des paliers à air. Au vu de la demande croissante pour des axes plus petits et plus rapides, ABL est en mesure de développer son activité tout en fournissant à ses clients des produits fabriqués de manière compétente avec une très grande précision.

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