Contrôle de Filetage Non-Destructif par Prise d’Empreinte
Les filetages sont des filets hélicoïdaux plus communément appelés pas de vis. Lorsqu’un filet se trouve à l’intérieur d’un cylindre (filet femelle), il s’agit d’un taraudage. À l’inverse, le filetage désigne un filet externe (filet mâle).
Le contrôle de filetage, d’alésage et de taraud est un des besoins courants dans l’industrie, il y a énormément de pièce qui dispose de ce type de géométrie et il est très important d’assurer la conformité de leurs mesures. Pourtant cette opération est loin d’être facile à réaliser, en particulier pour les filets sur-mesure.
En effet, pour les machines de contrôle, il est parfois difficile d’accéder à certains recoins de la pièce à cause de la géométrie et des dimensions du pas, ou tout simplement du diamètre d’entrée du trou dans le cas d’un filet femelle.
Dans le cadre d’un usinage pour lequel vous voulez certifier les mesures de la pièce, les jauges ne sont pas toujours une bonne idée pour vous assurer des dimensions de la pièce usinée.
Les différents filetages
Les filets normés
Il existe plusieurs normes de filet dans le monde. Ils se différencient principalement de par leur géométrie (sommet plat, sommet arrondi, etc.) et la dimension de leur pas (unité métrique, impériale, etc.)
Voici les filets les plus courants dans l’industrie :
- Le filetage métrique SI (système International) – Les creux et les sommets sont plats, l’angle est de 60° et les unités (diamètre et pas) sont en millimètres.
- Le filetage US (UNC et UNF) – Les creux et les sommets sont plats, l’angle est de 60°. Le diamètre est en pouces et le pas en nombres de filets par pouce.
- Le filetage Whitworth – C’est un filetage d’origine britannique. Les creux et les sommets sont arrondis, l’angle est de 55°. Le diamètre est en pouces et le pas en nombres de filets par pouce.
Ces trois références sont les plus courantes dans l’industrie et leur contrôle doit être réalisé avec rigueur afin de correspondre aux normes en vigueur (ISO par exemple).
Lorsque vous essayez de contrôler un filetage normé, vous disposez de beaucoup plus de choix que pour son taraud.
En effet, à l’extérieur, l’espace ne vous contraint pas pour utiliser les outils de mesures comme vous le souhaitez et la pièce peut même être positionnée sur un projecteur de profil.
En utilisant une jauge, vous pouvez ainsi facilement constater de la conformité (ou non) d’une pièce (avec une inspection visuelle relative cependant).
Les filets spécifiques
Certains secteurs utilisent leurs propres filets pour répondre à des exigences propres au secteur d’activité ou à l’ensemble monté de référence.
Bien que ces filets se soient normalisés, il est souvent plus compliqué de réaliser un contrôle de qualité facilement. Il existe beaucoup de normes, mais les problématiques rencontrées dans ce cas sont souvent identiques.
Parfois même, les précisions nécessaires sont très importantes pour contrôler non seulement la conformité du filet, mais également son usure. Le contrôle dans le second cas peut vite s’avérer pénible et coûteux à réaliser, car il nécessite de démonter la pièce et de la déplacer.
Le contrôle de filetage, quelles solutions ?
Les jauges de filetage
Dans le cas des filets normées (et plus globalement des filets standardisés), des jauges de contrôle existent, on les appelle les jauges de filetage.
L’instrument ressemble à un couteau suisse qui regroupe plusieurs testeurs de filet. Le testeur est supposé s’emboîter parfaitement dans le filet si celui-ci est bon.
Ainsi, l’opérateur peut visuellement vérifier que son filet correspond à la norme suivant laquelle il est crée.
Le Calibre Fileté
Le calibre fileté fonctionne d’une manière assez similaire à la jauge fileté. C’est un filet normée sur lequel vous devrez parvenir à visser votre filet.
Le fonctionnement est simple, si vous ne pouvez pas visser convenablement le filet, c’est qu’il n’est pas conforme.
Le Contrôle par Imagerie Numérique
Lorsque vous recherchez des données précises, les jauges ne répondent pas à vos besoins, de même, elles ne permettent pas de réaliser une traçabilité dans votre contrôle.
L’imagerie numérique est aujourd’hui une technique très utilisée pour contrôler des formes diverses, y compris les filetages (filets extérieurs).
En utilisant ces dispositifs de contrôle, il est très facile de réaliser des mesures très précises sur les filets extérieur, cependant, il est très difficile d’effectuer des contrôles internes sur les taraudages par exemple. (et plus généralement, sur les dimensions internes difficiles d’accès.)
Le Contrôle de filetage Indirect Délocalisé
Moins connu, mais très efficace. Cette technique de contrôle vise à délocaliser le contrôle en utilisant un intermédiaire (une empreinte) de la zone à contrôler.
Contrôle d’un filetage intérieur avec Plastiform
Lorsque vous cherchez à effectuer un contrôle des mesures d’un filet interne, pouvoir effectuer le contrôle sur une empreinte intermédiaire peut s’avérer très pratique entre autres pour :
- Ne pas perdre de temps à démonter, déplacer la pièce jusqu’à la machine de contrôle et la remonter.
- Pour contrôler un filet interne sans avoir à détruire une pièce pour la rendre mesurable sur une machine de vision numérique.
- Pour réaliser des contrôles systématiques ou des contrôles d’usure plus fréquents grâce aux bénéfices des deux premiers points.
Le contrôle indirect délocalisé est une technique très économique, rapide et facile à mettre en place, elle est très intéressante pour les secteurs où les pièces peuvent être très chères à produire.
Contrôle de filetage par prise d’empreinte.
Les empreintes sont excellentes pour réaliser des empreintes de filets internes comme externes.
En effet, même s’il peut paraître facile de contrôler un filet mâle, il est parfois plus rentable (en temps comme d’un point de vu financier) de contrôler le filet quand même avec une empreinte.
C’est par exemple le cas dans les secteurs comme le pétrole, le gaz et les énergies, qui ont des filets sur des pièces encombrantes ou difficile à déplacer.
Contrôle du filet d’un raccord pétrolier avec le P35 Plastiform.
Comment ça marche ?
Chez Plastiform, nous utilisons des produits bi-composants à l’origine liquide, pâteux ou malléable.
Lorsque les deux composants sont mis en contact, le produit durcit tout en restant très élastique, c’est grâce à cette propriété qu’il est très facile d’extraire l’empreinte d’un filet femelle par exemple.
Avec l’empreinte ainsi extraite, vous pouvez facilement réaliser vos mesures, mais aussi et surtout, garder une traçabilité de votre contrôle en conservant l’empreinte.
Quel Plastiform pour mon contrôle de filetage?
Le choix du produit est en général lié à plusieurs facteurs :
L’application que vous recherchez à réaliser : contrôle de dimension, contrôle d’état de surface, contrôle de rugosité, etc.
La difficulté à extraire l’empreinte, plus ce sera difficile, plus l’empreinte devra être souple et résistante aux élongations.
La consistance initiale : le produit doit-il être plutôt liquide et s’écouler, plutôt pâteux et se maintenir ou plutôt malléable et manipulable directement avec les mains.
Le contrôle des filetages est une application très souvent réalisé par la gamme Plastiform. Ainsi, certains produits se sont démarqués comme étant très pratiques pour réaliser certains types de contrôle.
Filet à diamètre nominal inférieur à 20mm
Seul un produit très liquide et pénétrant sera adapté pour un filetage à diamètre très fin. Le F20 regroupe toutes les propriétés nécessaire à une telle empreinte et est très facile à extraire si jamais votre pièce possède également une contrainte à l’extraction.
Empreinte sur un filet femelle (intérieur)
Pour un filet intérieur, avec un diamètre nominal supérieur à 20mm, il faut considérer deux cas de figure. Le premier, vous recherchez une empreinte totale du filetage. Dans ce cas, il vous faudra prendre en compte la difficulté d’extraction. En règle générale, il vous faudra plutôt utiliser le F20.
En second lieu, vous pouvez envisager une empreinte partielle du filetage. Cette stratégie est plutôt intéressante si vous souhaitez projeter le profil facilement. La réalisation d’une empreinte partielle permet de diminuer la contrainte d’extraction et ainsi utiliser des empreintes plus facile à manipuler pour le contrôle (en particulier si vous souhaitez découper un profil avec le Cutter Double Lame par exemple). Dans ce second cas, c’est le F50 qui sera le produit le plus adapté.
Voir le F20 plus en détail Voir le F50 plus en détail
Empreinte sur un filet mâle (extérieur)
Face à un filetage à l’extérieur, il est préférable d’utiliser un produit qui ne coule pas. Les produits pâteux et malléables sont ainsi de bonnes solutions. C’est en fonction de vos préférences que vous pourrez faire votre choix entre le P35 et le M70.
Empreinte du filetage d’un tube pétrolier en M70
Ces deux produits peuvent être découpés au Cutter Double Lame et sont ainsi facile à analyser via une machine de vision numérique ou un projecteur de profil.
Voir le P35 plus en détail Voir le M70 plus en détail
Filet à pas inférieur à 0.25mm
Dernier cas particulier, le pas du filetage. Si vous souhaitez effectuer un contrôle sur un pas très fin, il est plutôt recommandé d’utiliser un produit très liquide. C’est encore plus vrai si le diamètre nominal de la pièce est faible, un produit liquide sera beaucoup plus facile à appliquer.
Le F20 est encore une fois le produit de la situation !
Conclusion
Les empreintes sont excellentes pour réaliser un contrôle de filetage interne comme externes.
Bien qu’il existe beaucoup d’alternative à cette technique, elle reste la plus rapide, facile et économique à mettre en place. Elle l’est en particulier dans un contexte d’industrie 4.0 puisqu’elle permet la traçabilité des mesures par l’empreinte en plus de la traçabilité des mesures.
Il est recommandé d’utiliser des produits spécialement conçus pour le contrôle de filetage. C’est le cas par exemple du F20, du F50, du P35 ou encore du M70. Ce sont des produits dont la prise d’empreinte et l’extraction est très facile. Ils sont également très faciles à utiliser avec les dispositifs de mesure modernes.
