Una placa de superfície de granit sembla senzilla: un bloc de pedra pla i polit. Però darrere d'aquesta senzillesa hi ha un conjunt d'estàndards internacionals que defineixen exactament com ha de ser plana "pla" - i escollir el grau equivocat és un dels errors més habituals i més cars en l'adquisició d'equips.
Les plaques de superfície s'utilitzen com a referència dimensional per a tot, des del treball d'inspecció bàsic fins a la metrologia a nivell nanomètric-, i les diferents aplicacions realment necessiten diferents nivells de tolerància. Sobreespecificació del pressupost de residus; la subespecificació introdueix un error de mesura que pot ser difícil de localitzar fins a la seva font. Aquesta guia explica els principals estàndards que s'utilitzen actualment i com fer coincidir una nota amb una aplicació.
Per què existeixen els estàndards de planitud
La tolerància a la planitud d'una placa de superfície descriu la desviació màxima permesa entre els punts més alt i més baix de la seva superfície de treball, normalment expressada en micròmetres (μm) o micropolzades. Com que aquesta tolerància depèn de la mida de la placa -, una placa més gran té més superfície sobre la qual es pot acumular la desviació -, els estàndards de planitud defineixen les qualificacions mitjançant fórmules o taules de cerca vinculades a les dimensions de la placa, en lloc d'un sol número pla que s'aplica a totes les mides.
Diversos estàndards nacionals i internacionals aborden això, i no sempre s'alineen amb precisió entre ells, cosa que és una font habitual de confusió quan es comparen plaques de diferents proveïdors.
Els estàndards principals
DIN 876 (Alemanya) és un dels estàndards més àmpliament referenciats a nivell internacional, definint quatre graus de precisió: 00, 0, 1 i 2, de la tolerància més estreta a la més fluixa. El grau 00 es reserva generalment per a aplicacions de referència de laboratori i calibratge-; El grau 1 i el grau 2 cobreixen la inspecció general i l'ús del taller. DIN 875 i DIN 650 són estàndards relacionatsplaca superficial que cobreixdisseny i sèrie dimensional.
ASME B89.3.7 (Estats Units), juntament amb l'antiga especificació federal GGG-P{-463c, defineix els graus de laboratori, AA, A i B, aproximadament anàlegs en esperit als graus DIN, però calculats amb diferents fórmules, és a dir, una placa DIN de grau 0 i una placa ASME AA, fins i tot si les seves toleràncies de la mateixa mida real no són automàticament intercanviables.
JIS B7513 (Japó) defineix el seu propi sistema de classificació, que s'utilitza habitualment en equips de fabricació-japonès i que es fa referència àmpliament a les cadenes de subministrament de fabricació de precisió asiàtiques.
GB/T (Xina), BS 817 (Regne Unit), GOST 10905 (Rússia) i NF E11-101 (França) defineixen cadascun els seus propis equivalents nacionals, generalment seguint la mateixa lògica subjacent - classificació per mida de placa i aplicació prevista - però amb taules de tolerància específiques de l'estàndard.
Per als compradors que abasten a nivell internacional, la conclusió pràctica és: pregunteu sempre a quin estàndard es refereix un grau indicat i sol·liciteu el valor de tolerància real en micròmetres per a les dimensions específiques de la vostra placa, en lloc de confiar només en les etiquetes de grau.
Relació de la nota amb l'aplicació
Com a guia general (els requisits reals sempre s'han de confirmar amb l'estàndard rellevant per a la mida del vostre plat):
| Aplicació | Gamma de graus típica |
|---|---|
| Estàndards de referència de l'institut de metrologia nacional/regional | DIN 00 / ASME Laboratori |
| Laboratoris de calibratge, superfícies de referència CMM, calibratge de blocs de calibre | DIN 0 / ASME AA |
| Inspecció de precisió, treball d'eines i matrius, muntatge d'equips òptics/semiconductors | DIN 1 / ASME A |
| Inspecció general del taller, treballs de maquetació, muntatge | DIN 2 / ASME B |
Una placa que s'utilitza exclusivament com a referència de muntatge estable per a la construcció de màquines, per exemple, rarament necessita Laboratori-planitud de grau - Grau A o Grau 1 sovint és més que suficient i considerablement més rendible-. Per contra, una placa pensada com a referència mestra per calibrar altres instruments de mesura no s'hauria d'especificar per sota del Grau 0/AA, ja que qualsevol error de planitud a la placa de referència es propaga a totes les mesures realitzades contra ella.
Més enllà de l'etiqueta de qualificació: què verificar realment
Una nota declarada només significa tant com el calibratge que hi ha darrere. Quan avalueu una placa de superfície de granit o una eina de mesura, val la pena confirmar:
Mètode de calibratge. La planitud es verifica normalment mitjançant un nivell electrònic (com ara un nivell d'alcohol de precisió) combinat amb un mètode de mesura de quadrícula, o mitjançant interferometria làser per a graus superiors. Pregunteu quin mètode s'ha utilitzat i sol·liciteu les dades de mesura reals, no només un certificat d'aprovació/suspensió.
Traçabilitat. Un certificat de calibratge ha de ser traçable fins a un institut de metrologia nacional, és a dir, els instruments utilitzats per mesurar la placa es calibran periòdicament amb un estàndard reconegut.
Verificació del material. Tal com es descriu en un article relacionat d'aquest lloc, confirmar que la placa és un granit genuí (en lloc d'un substitut de marbre) és important per a la retenció de la planitud a llarg termini-, ja que una pedra més suau i porosa és més propensa a la deriva de la planitud en un ús sostingut.
Condicions ambientals durant el calibratge. Les mesures de planitud fetes fora d'un entorn de temperatura-controlada poden comportar errors significatius, ja que el granit - encara que és més estable tèrmicament que el metall - no és del tot immune a l'expansió.
Una nota sobre la re-certificació
Les plaques de superfície no són eines de "calibrar una vegada i oblidar". La planitud pot degradar-se amb el temps per desgast, mal maneig o càrrega puntual repetida a la mateixa ubicació. La majoria dels programes de calibratge re-certifiquen les plaques de treball de manera periòdica - habitualment anualment per a les plaques utilitzades activament, tot i que l'interval correcte depèn de la intensitat d'ús i de la criticitat de les mesures que s'hi fan. Les plaques utilitzades com a referències de metrologia fixes en entorns controlats poden mantenir la calibració més temps que les plaques que s'utilitzen diàriament en una botiga.
Resum
Escollir el grau de placa de superfície adequat és un equilibri entre els requisits de mesura i el cost. Comprendre quin estàndard està citant un proveïdor, sol·licitar valors de tolerància reals per a la mida de la vostra placa i verificar tant el mètode de calibratge com el material base són les tres maneres més fiables d'evitar una discrepància entre la classificació d'una placa i el que realment necessita la vostra aplicació.
Aquest article forma part d'una sèrie tècnica sobre equips i estàndards de mesura de precisió. Les taules de tolerància a les quals es fa referència aquí són orientacions generals; consulteu sempre la versió publicada actual de la norma rellevant per a les xifres exactes.