Comprender la tolerancia de calibración en el control de calidad

Especificar capacidades de un dispositivo y cómo se calibra

En Metal Cutting Corporation, la tolerancia de calibración es otro aspecto importante del control de calidad y nuestro Sistema de Gestión de Calidad (SGC).

Recordemos que en calibración de instrumentos, un dispositivo de medición se compara contra un estándar preciso, aceptado y conocido para correlacionar, ajustar y documentar la exactitud del dispositivo calibrado. La tolerancia de calibración es la desviación máxima aceptable entre el estándar conocido y el dispositivo calibrado.

En Metal Cutting, siempre que es posible, la calibración de dispositivos que usamos para medir piezas se basa en estándares NIST. Por ejemplo, como hablamos en Los dilemas de los estándares de calibración, usamos pasadores trazables a NIST para establecer puntos de datos para calibrar nuestros micrómetros láser.

Sin embargo, la tolerancia de calibración es variable, dependiente no solo del dispositivo que se calibra, sino también de lo que se va a medir con ese dispositivo.

La clave de la tolerancia de calibración

¿Qué significa? Ilustremos con los micrómetros láser que usamos en Metal Cutting.

Cada uno tiene un rango en el que funciona, y cada dispositivo tiene su propia tolerancia. Sin embargo, como normalmente medimos en un rango más estrecho, calibramos en el rango más ajustado en el que trabajamos en lugar del rango más amplio que el micrómetro puede medir.

Por ejemplo, un dispositivo puede medir diámetros de 0,010" a 0,250" (0,254 mm a 6,35 mm), pero nos interesa rango de 0,020" a 0,100" (0,508–2,54 mm). Por tanto, usaríamos calibres de pasador en ese rango más ajustado y usaríamos esa biblioteca para establecer la calibración.

Un fenómeno interesante de la fabricación es que cuanto mayor el diámetro, más difícil mantener tolerancia más ajustada. Por ejemplo, un calibre Clase XXX calibrado a tres decimales para diámetro de 1,0" (25,4 mm) tendría tolerancia de ±0,000010" (0,000254 mm); pero para diámetro de 10" (254 mm), la tolerancia del mismo calibre Clase XXX sería ±0,000050" (0,00127 mm).

Típicamente, Metal Cutting trabaja hacia diámetros de 0,004" a 0,067" (0,102–1,702 mm) mientras nuestros dispositivos pueden medir diámetros mucho mayores. Sin embargo, como la tolerancia de calibración también depende de la capacidad del instrumento, si un dispositivo solo puede medir a ±0,000020" (0,000508 mm), obviamente debe calibrarse dentro de ese rango.

Por tanto, la clave de la tolerancia de calibración es asegurarse de especificar tanto lo que el dispositivo es capaz de hacer como el rango al que se calibra.

Tolerancia de calibración vs. tolerancia de proceso

Además de la tolerancia de calibración, también consideramos la tolerancia a la que cortamos una pieza durante producción.

La regla general es que la tolerancia de calibración debe ser siempre más ajustada que la de proceso, aplicando la regla 10:1.

Por ejemplo, si la tolerancia que necesitamos mantener para nuestro proceso es ±0,001" (0,0254 mm), usaríamos un micrómetro láser con tolerancia de calibración de ±0,00010" (0,00254 mm). ¡Y la tolerancia del pasador Clase XXX usado para calibrar el micrómetro necesitaría ser aún más ajustada!

Tolerancia de calibración certificada por tercero

En Metal Cutting, enviamos regularmente nuestros pasadores trazables a NIST a un laboratorio independiente certificado ISO para calibración. Esto asegura que los pasadores estén dentro de especificaciones y maximiza su funcionalidad.

Por ejemplo, enviamos nuestros pasadores XXX para calibrarlos dentro de lo que un calibre XXX normalmente mide —es decir, tolerancia de calibración de ±0,000020" (0,000508 mm).

Los laboratorios A2LA certificados ISO tienen equipos una orden de magnitud mejor que lo que certifican. Aunque Metal Cutting tiene equipos muy precisos internamente, no tenemos capacidad para calibrar a nivel de, digamos, 0,0000001" (0,00000254 mm).

Además, con ese alto nivel de precisión, también debe considerarse el efecto del coeficiente térmico de expansión, requiriendo mediciones bajo condiciones ambientales estrictamente controladas de temperatura, humedad, presión de aire, etc.

Por tanto, confiamos en laboratorios de calibración de terceros certificados ISO para calibrar nuestros pasadores. Esto asegura que nuestros dispositivos internos se calibren usando herramientas con capacidades y tolerancias adecuadas.

Aunque la tolerancia de calibración en ISO 9001:2015 no está especificada, la cláusula 7 de los últimos estándares ISO hace recomendaciones para elegir, mantener y calibrar equipos de medición trazables.

(Nota: Aunque Metal Cutting Corporation no es un laboratorio de calibración certificado ISO, estamos certificados en estándares ISO 9001:2015 para gestión de calidad y mitigación de riesgos.)

Considerando la tolerancia de calibración en peso

Aunque la tolerancia de calibración a menudo se refiere a dimensiones, en nuestro mundo también puede referirse a peso. Porque, aunque nuestros clientes no piden piezas de peso discreto, nuestras piezas son tan pequeñas y se producen en tan grandes cantidades que a menudo contamos piezas por peso.

En lugar de contar individualmente decenas de miles de piezas diminutas, usamos el peso de 100 o 1.000 piezas como referencia para una balanza de conteo precisa. Por tanto, enviamos rutinariamente nuestros estándares de peso a laboratorio certificado para calibración.

Esto nos permite usar los pesos internamente para calibrar nuestras balanzas de conteo. Nuestro equipo interno incluye múltiples balanzas de diferentes capacidades y tolerancias, para nuestro mundo de piezas diminutas que van de gramos a fracciones de miligramo.

Crítico para la fabricación de precisión

Entender capacidades y tolerancias de equipos es crítico para fabricación de precisión exitosa. En Metal Cutting Corporation, donde producimos miles de piezas metálicas pequeñas cada día, nuestros estándares de control de calidad y firme comprensión de tolerancia de calibración nos ayudan a asegurar que entregamos piezas de alta calidad que cumplen especificaciones del cliente.