Entendendo Tolerância de Calibração no Controle de Qualidade

Especificando Capacidades de um Dispositivo e Como Ele É Calibrado

Aqui na Metal Cutting Corporation, tolerância de calibração é mais um aspecto importante do controle de qualidade e nosso Sistema de Gestão da Qualidade (SGQ).

Lembre-se que na calibração de instrumentos, um dispositivo de medição é comparado a um padrão conhecido, preciso e aceito, a fim de correlacionar, ajustar e documentar a precisão do dispositivo calibrado. Tolerância de calibração é o desvio máximo aceitável entre o padrão conhecido e o dispositivo calibrado.

Na Metal Cutting, sempre que possível, a calibração dos dispositivos que usamos para medir peças baseia-se em padrões NIST. Por exemplo, como falamos em The Quandaries of Calibration Standards, usamos pinos rastreáveis ao NIST para estabelecer pontos de dados para calibrar nossos micrômetros a laser.

Contudo, tolerância de calibração é variável, dependendo não apenas do dispositivo calibrado, mas também do que será medido com ele.

A Chave para Tolerância de Calibração

O que isso significa? Para ilustrar, vejamos os micrômetros a laser que usamos na Metal Cutting.

Cada um tem faixa em que funciona, e cada dispositivo tem sua própria tolerância. Porém, como tipicamente medimos em faixa mais estreita, calibramos na faixa mais apertada em que trabalhamos, não na faixa mais ampla que o micrômetro é capaz.

Por exemplo, um dispositivo pode medir diâmetros de 0,010" a 0,250" (0,254 mm a 6,35 mm), mas nos interessa faixa de 0,020" a 0,100" (0,508–2,54 mm). Portanto, usaríamos blocos-padrão nessa faixa mais apertada e usaríamos essa biblioteca para definir a calibração do dispositivo.

Fenômeno interessante da fabricação: quanto maior o diâmetro, mais difícil manter tolerância apertada. Por exemplo, bloco-padrão Classe XXX calibrado a três decimais para diâmetro de 1,0" (25,4 mm) teria tolerância de ±0,000010" (0,000254 mm); mas para diâmetro de 10" (254 mm), tolerância do mesmo bloco Classe XXX seria ±0,000050" (0,00127 mm).

Tipicamente, Metal Cutting trabalha com diâmetros de 0,004" a 0,067" (0,102–1,702 mm) enquanto nossos dispositivos medem diâmetros maiores. Porém, como tolerância de calibração também depende da capacidade do instrumento, se dispositivo só mede até ±0,000020" (0,000508 mm), obviamente deve calibrar dentro dessa faixa.

Portanto, a chave para tolerância de calibração é especificar tanto o que o dispositivo é capaz de fazer quanto a faixa para a qual é calibrado.

Tolerância de Calibração vs. Tolerância de Processo

Além da tolerância de calibração, também consideramos a tolerância na qual cortamos a peça durante o processo de produção.

A regra prática é que a tolerância de calibração deve ser sempre mais apertada que a tolerância de processo, aplicando a regra 10-para-1.

Por exemplo, se a tolerância que precisamos manter no processo é ±0,001" (0,0254 mm), usaríamos micrômetro a laser com tolerância de calibração de ±0,00010" (0,00254 mm). E a tolerância do bloco-padrão Classe XXX usado para calibrar o micrômetro precisaria ser ainda mais apertada!

Tolerância de Calibração Certificada por Terceiros

Na Metal Cutting, regularmente enviamos nossos blocos-padrão rastreáveis ao NIST para laboratório independente certificado ISO para calibração. Isso garante que os blocos estão dentro das especificações e maximiza sua funcionalidade.

Por exemplo, enviamos nossos blocos XXX para calibração dentro do que um bloco XXX normalmente mede — tolerância de calibração de ±0,000020" (0,000508 mm).

Laboratórios A2LA certificados ISO têm equipamento uma ordem de magnitude melhor que o que certificam. Embora a Metal Cutting tenha equipamento muito preciso internamente, não temos capacidade de calibrar a nível de, digamos, 0,0000001" (0,00000254 mm).

Além disso, com esse alto nível de precisão, também deve-se contabilizar efeitos do coeficiente térmico de expansão, exigindo medições sob condições ambientais estritamente controladas de temperatura, umidade, pressão do ar, etc.

Portanto, confiamos em laboratórios terceirizados de calibração certificados ISO para calibrar nossos blocos-padrão. Isso garante que nossos dispositivos internos são calibrados usando ferramentas com capacidades e tolerâncias adequadas.

Embora tolerância de calibração na ISO 9001:2015 não seja especificada, cláusula 7 das normas ISO mais recentes faz recomendações para escolha, manutenção e calibração de equipamentos de medição rastreáveis.

(Nota lateral: Embora a Metal Cutting Corporation não seja laboratório de calibração certificado ISO, somos certificados na ISO 9001:2015 para gestão da qualidade e mitigação de riscos.)

Considerando Tolerância de Calibração no Peso

Embora tolerância de calibração frequentemente se refira a dimensões, em nosso mundo também pode referir-se a peso. Isso porque, embora clientes não peçam peças de peso discreto, nossas peças são tão pequenas e produzidas em quantidades tão grandes que frequentemente contamos peças por peso.

Em vez de contar individualmente dezenas de milhares de peças minúsculas, usamos o peso de 100 ou 1.000 peças como referência para balança de contagem precisa. Portanto, rotineiramente enviamos nossos padrões de peso para laboratório certificado para calibração.

Isso nos permite usar os pesos internamente para calibrar nossas balanças de contagem. Nosso equipamento interno inclui múltiplas balanças de diferentes capacidades e tolerâncias, para nosso mundo de peças minúsculas variando de gramas a frações de miligrama.

Crítico para Fabricação de Precisão

Entender capacidades e tolerâncias de equipamentos é crítico para fabricação de precisão bem-sucedida. Aqui na Metal Cutting Corporation, onde produzimos milhares de peças metálicas pequenas diariamente, nossos padrões de controle de qualidade e firme compreensão de tolerância de calibração nos ajudam a garantir entrega de peças de alta qualidade que atendem especificações do cliente.