Os 9 maiores inimigos da medição de precisão

Na indústria temos aplicações com controles dimensionais com tolerâncias na casa decimal (0,1 mm), como forjarias e fundições, tratando-se do início do processo de usinagem, operações como fresagem e tornearia possuem tolerância centesimais (0,01 mm) e operações de acabamento como retífica, lapidação e brunimento, as tolerâncias chegam facilmente na casa milesimal.

A produção com especificações de tolerâncias milesimais requer um preciso e confiável Sistema de Medição, onde o instrumento/equipamento de medição é um elemento, além de seus padrões, das condições de meio-ambiente e da própria habilidade do metrologista que pode influenciar o resultado da medição.

Entendendo e analisando os 9 maiores inimigos da medição de precisão com certeza será de ajuda para entender problemas e defender seu resultado de medição em uma análise Inter laboratorial.

1) Desgaste. Este é o inimigo ignorado mais frequentemente. Por exemplo, medições lineares como o paquímetro ou micrômetro são feitas através do contato da face do instrumento de medição com a superfície da peça (ou mensurando). A cada utilização a face sofre um pequeno desgaste, por este motivo muitas faces são produzidas em Metal Duro (como micrômetro) ou ainda em Cerâmica. O desgaste ataca também superfícies esféricas, mas pelo menor atrito em razão da menor área de contato, o desgaste se dá de maneira mais branda. A melhor ação contra este problema é a sistemática frequência de manutenção preventiva e calibração com padrões de precisão.

2)Sujeira. Muitos erros de medição podem ser derivados de sujeira na peça e/ou no instrumento de medição. Para quem necessita controlar peças com tolerâncias milesimais no chão de fábrica, isto é, garantir variações no meio de medição na casa de 0,1µm (100 nm) deve ter o maior rigor com a limpeza no Sistema de Medição. Aqui uma dica especial para quem utiliza algum tipo de óleo/líquido para “montar” blocos-padrão, o filme de óleo causa uma influência de ao menos 1µm, podendo chegar até 5µm dependendo da viscosidade, limpe o Bloco-padrão com álcool isopropílico e com uma camurça finalize a limpeza (a Mahr possui um Kit de manuseio de padrões), a superfície extremamente plana dos padrões são responsáveis pela perfeita aderência na montagem. Nos instrumentos de medição a sujeira além de interferir no resultado também acelera o processo de desgaste mencionado acima.

 3)Folga. O usuário do instrumento de medição normalmente faz uma verificação do meio de medição e certamente parafusos, porcas e travas com folga seriam notados. Entretanto uma folga no mecanismo interno derivado do desgaste pode não ser percebido facilmente. Por exemplo, Relógios comparadores analógicos possuem uma Caixa de engrenagens que por sua vez possuem uma vida útil. Sendo o desgaste o maior causador da folga, os relógios da Mahr têm suas engrenagens feitas em aço para uma maior durabilidade. A melhor solução para detector folga no instrumento é a realização de um teste de repetição, a amplitude dos resultados não pode ultrapassar o Erro máximo permissível.

 4) Deflexão. Sempre presente e sempre ativa, a deflexão nunca é vista ou percebida exceto por meios dedicados. Isaac Newton descreveu a deflexão em sua 3ª lei do movimento, que afirma que para toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade. Quanto maior o comprimento a ser medido, maior o efeito da deflexão no instrumento, por isso muitos instrumentos tem seu corpo feito em fibra de carbono.

 5) Força de medição. Necessita ser o suficiente para a estabilidade da medida, mas obviamente não pode ser em excesso a ponto de danificar a peça. Erros derivados deste inimigo quase sempre são sobre e excesso de força e não falta da mesma.

 6) Temperatura. Todo mundo concorda que uma peça é maior quando está quente, efeito da dilatação do material. Em toda sala de metrologia deveria ter uma sinalização: “Mantenha a mesma temperatura na peça, no instrumento de medição e no seu padrão”. 

7) Vibração. Há situações de máquinas e instrumentos em condições de medição sub-milesimal que estão posicionados em corredores com passagem de empilhadeiras. Outros casos semelhantes é o posicionamento próximo a área de compressores, forjaria e estamparia. Não tem como mudar o layout? Busque por opções de sistemas anti-vibração.

 8) Geometria. As medições necessitam ser perpendiculares (estar no esquadro) no caso de medições em faces paralelas e nas tangentes no caso de diâmetros. Isso é elementar e primário em metrologia tanto quanto paralaxe, mas ainda é um erro frequente, a operação e manuseio incorreto.

 9) Interpolação. Na leitura de um paquímetro analógico por exemplo temos este efeito. O posicionamento do nônio pode estar entre as duas marcações que formam a menor escala (ex: 0,02mm). Talvez a leitura seja 0.48 mm — e um pouquinho mais. Qual o palpite nesse “um pouquinho mais” -0.482, 0.483, 0.484, ou 0.485 mm? Você usaria esta medida como verdadeira? O uso da interpolação provavelmente causará mais desperdício de tempo e dinheiro em falsas rejeições / aprovações. A correta ação é investir em um instrumento de melhor resolução ou ainda em um instrumento mais preciso se o objetivo é medir na casa milesimal.

 Tem muitas outras causas de erros metrológicos e muitos outros ainda por serem descobertos. Contudo, cuidando bem destes 9 tópicos é um grande passo para uma medição mais precisa e confiável.

Artigo traduzido por Felipe Carmo – Mahr do Brasil

Originalmente escrito por George Schuetz – Mahr Inc.