3 beproefde methoden om complexe CNC-onderdelen onder druk te testen

Mogelijk beschikt u over een goede kennis van hoe aangepaste CNC-bewerkingen werken:

Het slimme gebruik van technologie en geavanceerde apparatuur en robotica.

De ingenieurs die helpen met het ontwerp voor de productie en het ontwerp/de constructie van armaturen.

De geprogrammeerde G-code en M-code zorgen voor een correcte, herhaalbare productie van onderdelen.

De ongelooflijke precisie om aan strikte specificaties te voldoen.

Maar weet jij hoe je een complex CNC-onderdeel moet testen? Je moet tenslotte weten dat al dat harde werk en de geavanceerde processen hun werk doen en de verwachtingen van de klant overtreffen. In dit artikel wordt een belangrijk aspect van kwaliteitsborging onderzocht:druktesten.

Er zijn drie manieren om complexe CNC-onderdelen onder druk te testen:

1. Luchtverval
2. Massastroom
3. Lucht onder water

Druktesten:een belangrijk onderdeel van kwaliteitsborging

Wanneer u denkt aan het testen van hoogwaardige CNC-bewerkingen, denkt u misschien aan technologisch geavanceerde inspectietools, die de basis vormen van het kwaliteitsmanagementsysteem van een gerenommeerde CNC-werkplaats. CMM-inspectie, Millipore-testen, hardheidstesten, rondheidstesten, testen van oppervlakteafwerking en meer. Deze gaan allemaal hand in hand met ISO 9001:2015- en IATF 16949:2016-certificeringen.

Toch zijn er andere methoden die specifiek zijn voor het testen van onderdelen die vloeistoffen of gassen onder druk bevatten. Door porositeit, of een holte in het gietstuk, kunnen vloeistoffen of gassen uit het onderdeel lekken. Dit kan niet alleen voorkomen dat een onderdeel drukdicht wordt, wat de prestaties van het onderdeel schaadt, het kan ook interne corrosie of zelfs oppervlaktedefecten veroorzaken.

Een complex CNC-gefreesd onderdeel kan slechts één onderdeel zijn binnen een volledig samenstel dat bestaat uit een tiental of meer onderdelen die allemaal aan elkaar zijn geschroefd. Om vertrouwen te hebben in het eindproduct is het absoluut noodzakelijk dat de fabrikant weet dat er verificatie heeft plaatsgevonden.

Wanneer een druktest uitvoeren

Druktesten kunnen plaatsvinden na machinale bewerking, assemblage of vacuümimpregnering, een proces waarbij de porositeit en lekpaden van gietstukken worden afgedicht met een afdichtmiddel onder druk om te voorkomen dat vloeistoffen of gassen lekken.

Wanneer dit wordt gedaan na de montage (het meest voorkomende punt waarop een druktest wordt uitgevoerd), bepaalt de poka-yoke-methodologie of het montageproces correct is gevolgd en of het CNC-gefreesde onderdeel acceptabel is. Het voordeel is dat de gehele montage wordt geverifieerd door een druktest.

Afhankelijk van de eisen van de klant kan het testen wel 100% duren, om er zeker van te zijn dat het altijd een goed onderdeel is, maar dat verhoogt uiteraard de productiekosten. Meestal moet er een kosten-/waardebeslissing worden genomen terwijl de productkwaliteit behouden blijft.

Soorten druktesten voor complexe CNC-machineonderdelen

Luchtverval

Een druktestcontrole-eenheid meet de luchtdrukverandering binnen het onderdeel. Zodra het onderdeel stevig in een armatuur is vastgeklemd, wordt er perslucht ingebracht totdat het onderdeel is gevuld. De luchtdruk varieert van 5 psi tot 90 psi, afhankelijk van de poriegrootte in het onderdeel, waarbij 20-25 psi de meest voorkomende is.

Na ongeveer 30 seconden, en de luchtmoleculen zijn gestopt met bewegen, wordt er een maatregel genomen om te bepalen hoeveel de druk daalt en of dat binnen de aanvaardbare specificaties van de klant valt. De complexiteit van een onderdeel bepaalt hoe lang de test zal duren, tot enkele minuten als er meer volume in dat onderdeel zit en de klant dit nodig heeft.

Voorbeelden uit de praktijk zijn de luchtinlaten of luchtinlaten voor motoren, of een motorbehuizing waarin olie wordt geladen.

Massastroom

Opnieuw wordt lucht van ongeveer 20 psi in het onderdeel geïntroduceerd. Een meter bewaakt de druk en geeft aan wanneer het onderdeel volledig vol is en op 20 psi. Op dit punt, wanneer er geen lucht meer in het onderdeel kan komen, geeft de meter nul aan. Als er lucht door de poriën ontsnapt, registreert de meter dat er lucht het onderdeel binnendringt, wat aangeeft dat er een lek is.

Afhankelijk van het onderdeel en de prestatie-eisen hoeft nul niet altijd het doel te zijn. Vaak kan een klein lekpercentage, zoals plus of min 5 sccm (standaard kubieke centimeter per minuut), voor een onderdeel acceptabel zijn.

Lucht onder water

Een meer ‘down and dirty’ testmethode – omdat deze berust op visuele observatie en niet op een meter – is lucht onder water handig en nauwkeurig, en het voltooien ervan is eenvoudig. Een deel gevuld met lucht en waarvan alle openingen zijn afgedicht, wordt in een watertank neergelaten. Inspecteurs zijn op zoek naar belletjes, klein zoals champagne of grote blutsen, die omhoog komen tot ze het wateroppervlak bereiken.

Omdat deze test afhankelijk is van visuele inspectie, zorgen lampen onder water ervoor dat alles zichtbaar is.

Waar wordt een druktest op uitgevoerd?

Het hangt allemaal af van het onderdeel. Een beugel op een tractor? Dat is niet nodig. Een motoronderdeel? Zeker! En als het belangrijk genoeg is om in eerste instantie te worden getest, zal het waarschijnlijk altijd worden getest. Het onderdeel is net zo belangrijk.

Top-end CNC-werkplaatsen hebben datamatrix-onderdeelmarkeringssystemen in hun processen geïntegreerd. Zodra een onderdeel een test doorstaat, wordt er een onderdeelnummercode toegevoegd, zodat het scannen en volgen van dat onderdeel eenvoudig is. Elk onderdeel is traceerbaar tijdens elk onderdeel van het proces en er kan op elk moment in de toekomst een record worden opgevraagd met de scores van de druktests van dat onderdeel, het station, de datum, enz.

CNC-werkplaatsen moeten hun druktestmogelijkheden aanpassen, net zoals ze zich aanpassen aan de productievraag. Als het volume vereist dat er nieuwe tests worden toegevoegd, zal de winkel dat doen.

Steckervoordelen zijn klantvoordelen

Niet elke CNC-machinewerkplaats heeft de mogelijkheid om elke druktestmethode te gebruiken. Ze kunnen het testen uitbesteden aan een ander bedrijf of die mogelijkheid toevoegen. In het geval van testen met lucht onder water moest Stecker Machine een grote transmissiebehuizing onder druk testen, dus werd een 8'X10'X6'-tank gebouwd om aan de testbehoeften van dat project te voldoen. Het onderdeel was zo groot (er zat zoveel lucht in) dat er stalen gewichten aan toegevoegd moesten worden om het onderdeel onder water te trekken.

Uiteindelijk is het misschien niet zo belangrijk waar en hoe het testen gebeurt. Belangrijk is het eindresultaat:hoogwaardige, complexe CNC-onderdelen tegen een eerlijke prijs. CNC-bewerkingswerkplaatsen die interne druktestmogelijkheden hebben, kunnen de kwaliteit bij elke stap controleren. En omdat u geen onderdelen hoeft op te sturen, wordt de doorlooptijd korter.

Hoewel de meeste klanten beslissen welke druktest nodig is (en welke specificaties), kan een ervaren en goed geïnformeerde CNC-machinewerkplaats door klanten worden gevraagd om hun mening te delen op basis van eerdere projecten.

Zoals u heeft gelezen, is het leven eenvoudiger (en efficiënter) wanneer een CNC-machinewerkplaats interne mogelijkheden biedt die processen stroomlijnen. Met welke andere diensten met toegevoegde waarde moet u rekening houden bij het beoordelen van een winkel? Lees onze Checklist voor services met toegevoegde waarde.

Over de auteur

Begon eind 2006 bij SMC zonder productie-ervaring buiten de winkellessen op de middelbare school. Mijn eerste rol bestond uit het persen van klepzittingen en geleidingen in cilinderkoppen van kleine motoren in een cel met toegevoegde waarde, het machinaal bewerken van onderdelen, het installeren van componenten en het afwerken van kritische afmetingen. Na een tijdje in de assemblage te hebben gewerkt, stapte ik over naar de machinale bewerking, en SMC ondersteunde mijn stage als machinist. Ik heb een aantal jaren als machinist gewerkt voordat ik in 2023 de overstap naar techniek maakte.