Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
A pile de laminage est constitué de plusieurs tôles minces, généralement de l'acier électrique, empilées et fixées dans un noyau magnétique. Il peut faire partie d'un stator, d'un rotor, d'un noyau de transformateur, d'un actionneur, d'un capteur ou d'un autre assemblage électromagnétique.
Cet article se concentre sur le processus de fabrication :
Cela signifie qu'il s'agit principalement d'une AMDE de processusou PFMEA.
Certaines questions de conception sont mentionnées parce qu'elles ont une incidence sur le risque de fabrication. Mais elles ne doivent pas être enfouies dans l'AMDE sans discipline. L'épaisseur du laminage, le type de revêtement, la géométrie de la fente, l'angle d'inclinaison, le concept d'assemblage et les objectifs du facteur d'empilage sont généralement des décisions de conception. Une fois qu'elles sont figées, l'AMDEP pose une question différente :
Comment le processus peut-il ne pas aboutir à une conception correcte ?
Petite distinction. Grande différence d'audit.
| Sujet | Préoccupations liées à l'AMDE | Préoccupations liées à l'AMAP |
|---|---|---|
| Épaisseur de laminage | L'épaisseur choisie est-elle adaptée à la perte, au coût, à la résistance et à la fabricabilité ? | L'épaisseur correcte est-elle chargée, vérifiée et protégée contre les mélanges ? |
| Revêtement isolant | Le revêtement répond-il aux exigences électriques, thermiques et de processus ? | Le revêtement est-il rayé, écrasé, contaminé ou endommagé au cours de la production ? |
| Géométrie des fentes | La conception de la fente prend-elle en compte le bobinage, le trajet du flux, le bruit et le facteur de remplissage ? | Les fentes sont-elles déformées, bavées, mal alignées ou hors profil après la découpe et l'empilage ? |
| Hauteur de la pile | La hauteur nominale de la pile est-elle adaptée à la conception électromagnétique et mécanique ? | La hauteur réelle de la pile est-elle erronée en raison de feuilles manquantes, de feuilles doubles, de débris, de bavures ou d'une erreur de compression ? |
| Méthode d'assemblage | Le soudage, le collage, l'emboîtement ou le rivetage sont-ils adaptés à la résistance et aux performances magnétiques ? | Les paramètres de jonction sont-ils contrôlés, vérifiés et contenus lorsqu'ils sont hors de la fenêtre ? |
| Obliquité | Le skew réduit-il l'ondulation du couple, le bruit ou le cogging comme prévu ? | L'angle d'inclinaison est-il construit correctement et de manière répétée ? |
Une AMDE propre ne prétend pas revoir la conception du moteur ou du transformateur. Elle contrôle le processus de construction de la pile.
La difficulté réside dans le fait que de nombreux défauts des piles de pelliculage se cachent bien.
Une pile peut passer l'inspection de la hauteur tout en présentant un défaut électrique. Un alésage peut être mesuré correctement alors que plusieurs fentes internes sont légèrement tournées. Une soudure peut sembler acceptable et laisser la pile détachée après un cycle thermique. Une bavure peut être minuscule à l'œil nu et couper l'isolation lorsqu'elle est comprimée.
Les tôles d'acier électrique sont isolées les unes des autres pour limiter les courants de Foucault ; les défauts interlaminaires peuvent augmenter les pertes dans le noyau et endommager les machines électriques. Les bavures dues au poinçonnage ou à la découpe peuvent compromettre l'isolation entre les tôles adjacentes et créer des contacts conducteurs aléatoires lors du pressage des piles.
C'est pourquoi une AMDE efficace ne se contente pas de demander : “La pièce est-elle dans les tolérances ?”.”
Il demande :
Qu'est-ce que le processus a fait à la pile que le dessin ne peut pas facilement montrer ?
Utilisez-le comme modèle de travail. La colonne AP n'est pas une note fixe. Elle indique où la priorité d'action mérite généralement une attention particulière. Votre PA réel doit être établi à partir de vos tableaux S/O/D internes, des exigences du client et de la méthode de gestion des risques.
| Étape du processus | Mode de défaillance | Cause probable | Effet | Contrôle de la prévention | Contrôle de la détection | Priorité à l'AP |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Matériel entrant | Mauvaise qualité, épaisseur ou revêtement du matériau | Mélange de lots, erreur d'étiquetage, fuite du fournisseur | Perte, chaleur, erreur de hauteur de pile, mauvais assemblage | Séparation des lots, contrôle des codes-barres, liste des matériaux approuvés | Contrôle de l'épaisseur, examen du certificat, vérification du revêtement | Élevée si la sécurité ou les performances sont critiques |
| Découpage / poinçonnage | Hauteur de bavure excessive | Usure de l'outil, mauvais dégagement de la matrice, poinçon émoussé, variation du matériau | Court-circuit interlaminaire, dommages d'isolation, fausse hauteur d'empilage, dommages d'enroulement | Limites de durée de vie de l'outil, contrôle du jeu de la matrice, programme d'affûtage | Mesure des bavures, microscopie des bords, inspection par vision | Haut |
| Découpage / poinçonnage | Erreur de profil de rainure ou de dent | Erreur d'alimentation, endommagement de l'outil, mauvais contrôle de la bande | Perturbation du bobinage, ondulation du couple, bruit, remplissage réduit | Approbation initiale, SPC, entretien des outils | Contrôle optique du profil, jauge à fente, échantillonnage CMM | Moyenne à élevée |
| Découpage / poinçonnage | Contrainte de bord ou dégradation magnétique | Coupe agressive, arête affectée par la chaleur, mauvaise fenêtre de traitement | Perte de cœur plus importante, échauffement local | Fenêtre de coupe qualifiée, état de l'outil contrôlé | Test de perte de noyau, balayage thermique, test magnétique d'échantillon | Moyenne à élevée |
| Nettoyage / manipulation | Débris entre les lamelles | Éclats, poussières, boues d'huile, paillettes de revêtement | Inclinaison de la pile, court-circuit local, erreur de hauteur, région instable | Norme de nettoyage, WIP couvert, conteneurs propres | Contrôle visuel, carte des hauteurs, audit de démontage | Moyen |
| Empilage | Lamination manquante | Saut d'alimentateur, erreur de comptage manuel, échec du ramassage | Faible hauteur d'empilage, décalage des performances magnétiques, assemblage en vrac | Compteur de feuilles, verrouillage du chargeur, quantité de piles en kit | Contrôle du poids, hauteur de la pile sous charge | Haut |
| Empilage | Double laminage | Adhérence de l'huile, mauvaise séparation, captation magnétique, erreur de vide | Excès de hauteur, distorsion de compression, décalage des fentes | Séparation de l'air, réglage du pick-up, prévention de la double feuille | Capteur double feuille, contrôle du poids, courbe force-distance | Haut |
| Empilage | Désalignement angulaire | Goupilles usées, emboîtement lâche, rebond de la pièce, mauvais point de référence | Dérive des fentes, problème d'enroulement, erreur d'inclinaison, ondulation du couple | Points de référence trempés, dispositif anti-rotation, entretien du nid. | Contrôle de la vision, jauge angulaire, inspection de la face frontale | Haut |
| Empilage | Désalignement radial / erreur de concentricité | Point de référence sale, déséquilibre de la pince, usure de la fixation | Variation de l'entrefer, vibrations, déséquilibre du rotor | Nettoyage du point de référence, serrage contrôlé, inspection des montages | Contrôle du faux-rond, mesure de l'alésage par rapport au diamètre extérieur | Haut |
| Compression | Surcompression | Mauvais réglage de la presse, erreur de recette, tentative de forcer la hauteur | Dommage du revêtement, court-circuit interlaminaire, distorsion de la fente | Verrouillage de la recette de presse, butée mécanique, limite de force | Contrôle force-déplacement, essai d'isolation | Haut |
| Compression | Sous-compression | Faible force, temporisation courte, retour élastique de la fixation | Pile mal fixée, instabilité de la hauteur, mauvais assemblage | Contrôle de la force de la presse, contrôle de la temporisation, butées calibrées | Hauteur de la pile sous une charge définie, contrôle de la résonance | Moyenne à élevée |
| Adhésion | Faiblesse de la soudure, de la liaison, du rivet ou de l'emboîtement | Contamination, mauvaise énergie, mauvais traitement, usure de l'outillage | Fléchissement de l'empilement, vibrations, dérives dimensionnelles | Fenêtre de paramètres, propreté de la surface, contrôle du durcissement | Essai de traction, coupe transversale, contrôle visuel, examen des données du processus | Haut |
| Adhésion | Chaleur excessive ou dommages locaux | Énergie de soudage trop élevée, mauvais contrôle de la chaleur du projecteur | Perte magnétique, distorsion, détérioration du revêtement | Limites d'apport de chaleur, refroidissement de l'appareil, verrouillage des paramètres | Contrôle dimensionnel, contrôle de la perte de noyau, inspection thermique | Moyenne à élevée |
| Inspection finale | Court-circuit électrique non détecté | Mauvaise méthode de test, test omis, mauvais échantillonnage | Chaleur, perte, défaillance du champ | Plan de test obligatoire, plan de réaction, audit du contournement des tests | Résistance interlaminaire, test de perte de noyau, balayage thermique | Haut |
| Emballage / stockage | Corrosion ou dégradation du revêtement | Humidité, temps de traitement long, mauvais emballage | Mauvaise isolation, mauvaise adhérence, contamination | Contrôle de l'humidité, FIFO, emballage scellé | Inspection de surface, audit de stockage | Moyen |
De nombreux anciens fichiers AMDE multiplient encore la Gravité × l'Occurrence × la Détection en un IPR. Le problème est simple : différentes combinaisons de risques peuvent donner le même chiffre, même si l'une d'entre elles est manifestement plus grave.
La nouvelle approche de l'AP est plus utile parce qu'elle oblige à poser une question avant que les mathématiques ne deviennent décoratives :
Compte tenu de la gravité, de l'occurrence et de la détection, quelle est l'urgence d'agir ?
Pour les piles de laminage, l'AP devrait normalement augmenter lorsque :
Une vérité gênante : les défauts intermittents sont souvent pires que les défauts constants. Les défaillances constantes sont remarquées. Les bavures intermittentes, les feuilles sautées, les revêtements rayés ou les piles mal fixées peuvent échapper à l'attention parce que le processus fonctionne encore “pour l'essentiel”.”
C'est exactement le type de risque que le PFMEA devrait détecter.
Les bavures ne sont pas seulement esthétiques. Elles peuvent soulever des laminations, endommager le revêtement, créer des ponts conducteurs et affecter la hauteur des piles.
Les bons contrôles sont les suivants
Évitez d'utiliser la hauteur finale de la pile comme principal moyen de contrôle de la bavure. Il est trop tard et trop indirect.
L'isolation interlaminaire peut être endommagée par des bavures, des rayures, des débris, une compression excessive, une mauvaise manipulation et un assemblage agressif.
Parmi les méthodes de détection utiles, on peut citer
Tous les produits n'ont pas besoin de tous les tests. Mais si la perte de cœur ou la chaleur est un risque clé pour le produit, l'AMDE doit inclure un contrôle électrique fonctionnel quelque part avant que la pile ne devienne coûteuse à mettre au rebut.
Les laminations manquantes et les doubles laminations sont des erreurs de base, mais elles se produisent toujours.
Utiliser des contrôles superposés :
La hauteur seule peut mentir. Une feuille double peut être partiellement masquée par la compression. Une feuille manquante peut être masquée par des bavures, des dépôts de revêtement ou des débris. Associez les mesures.
Pour les empilements de stator et de rotor, de petites erreurs d'alignement peuvent se traduire par une variation de l'entrefer, des problèmes de bobinage, des problèmes de poches magnétiques, une ondulation du couple, du bruit ou un déséquilibre.
Les contrôles doivent comprendre
La PFMEA doit mentionner l'usure des fixations comme une cause. Il ne s'agit pas seulement d'une “erreur de l'opérateur”. L'erreur de l'opérateur est parfois réelle. Souvent, il s'agit simplement d'une étiquette paresseuse pour un processus faible.
Le soudage, le collage, l'emboîtement et le rivetage présentent tous des risques différents.
Une pile soudée peut être solide mais peut subir des dommages thermiques locaux ou des déformations. Un empilement collé peut être propre mais dépend de l'état de la surface, du durcissement et du contrôle de l'adhésif. Un empilement emboîté peut être efficace pour la production de grands volumes, mais peut introduire des déformations locales s'il n'est pas contrôlé.
Le PFMEA doit établir un lien entre les risques qui se rejoignent et les contrôles effectifs :
Un beau joint n'est pas toujours un bon joint.
L'AMDEP n'est pas terminée tant qu'elle n'est pas à l'origine du plan de contrôle.
| Risque lié à l'AMAP | Poste du plan de contrôle | Plan de réaction |
|---|---|---|
| La bavure dépasse la limite | Contrôle de la bavure à une fréquence définie ; tendance de l'usure de l'outil | Arrêt, mise à l'écart des pièces suspectes depuis le dernier bon contrôle, inspection de l'outil |
| Double laminage | Capteur de double feuille et vérification du poids | Tenir le lot de piles, vérifier le chargeur, auditer les piles récentes |
| Désalignement angulaire | Jauge angulaire visuelle ou mécanique | Arrêter la cellule d'empilage, inspecter les goupilles de référence et l'emboîtement |
| Interlaminaire court | Test de résistance ou de perte de noyau | Contenir le lot, examiner l'historique des bavures, de l'enrobage et de la compression |
| Faiblesse de la jonction | Contrôle des paramètres et test de traction | Mise en quarantaine des piles jointes, vérification des paramètres de l'équipement |
| Dérive de la hauteur de la pile | Hauteur sous charge définie et courbe de force de pression | Vérifier l'épaisseur du matériau, les débris, les bavures, l'arrêt de la presse, le nombre de feuilles. |
| Corrosion | Contrôle de l'humidité du stockage et de l'âge des produits en stock | Trier les produits en souffrance affectés, examiner l'emballage et les conditions de stockage |
C'est là que de nombreuses AMDE échouent. Elles énumèrent les risques, puis le plan de contrôle se trouve ailleurs et mentionne une “inspection visuelle”. C'est dans cette lacune que se produisent les évasions.
Il ne faut pas les considérer comme des limites universelles. Il s'agit d'exemples de types de mesures et non de spécifications par défaut.
| Caractéristique | Méthode de mesure possible | Pourquoi c'est important |
|---|---|---|
| Hauteur de la loupe | Profilomètre à contact, microscope optique, système de vision | Aide à prévenir les dommages à l'isolation et les interférences d'empilage |
| Hauteur de la pile | Jauge de hauteur sous charge définie | Confirme la hauteur construite dans des conditions reproductibles |
| Masse de la pile | Balance de précision | Permet de détecter les laminations manquantes ou doubles |
| Alignement | Système de vision, jauge à fente, échantillonnage CMM | Confirme la relation entre la fente, la dent, l'alésage et le diamètre extérieur |
| Sortie de route | Indicateur à cadran, système de circularité, MMT | Contrôle les risques d'écart d'air et d'équilibre |
| Résistance interlaminaire | Test de résistance électrique | Détecte les chemins conducteurs entre les laminés |
| Perte de base | Support d'essai magnétique | Vérifie le comportement des pertes magnétiques fonctionnelles |
| Profil de compression | Contrôle de la force et du déplacement de la presse | Trouve des débris, des feuilles doubles, une compression insuffisante, une compression excessive. |
| Résistance de l'assemblage | Essai de traction, de cisaillement, de pelage ou de séparation | Confirme l'intégrité mécanique de la pile |
Les limites spécifiques doivent provenir des exigences de conception, des spécifications du client, des études de capacité, des données sur les matériaux et des résultats de la validation. Deviner les limites pour le référencement serait de la mauvaise ingénierie.
Utilisez-les lors de la réunion. C'est plus efficace que de regarder la feuille de calcul.
La dernière question permet de gagner du temps. Parfois, le processus est blâmé pour une conception qui n'a pas de marge.
La hauteur des piles est importante, mais elle n'est pas une preuve de la santé de l'isolation, d'un comptage correct, de couches propres, d'un bon alignement ou d'un bon assemblage.
Cette phrase est trop large. Il faut la diviser en modes de défaillance réels : double laminage, laminage manquant, bavure courte, désalignement angulaire, faible facteur d'empilage, faible liaison, corrosion, débris, fente déformée.
L'examen final est important. Il est également tardif. Si un défaut d'empilage est détecté après l'enroulement ou l'assemblage, l'AMDE doit demander pourquoi l'empilage a été autorisé à progresser.
Les poinçons s'usent. Usure des matrices. Les goupilles s'usent. Les capteurs dérivent. Les butées de presse se déplacent. Les montages se salissent. Il ne s'agit pas de problèmes secondaires. Pour les piles de pelliculage, ce sont des causes normales.
Les choix de conception créent l'environnement de risque. Les contrôles de processus gèrent les risques de production. Gardez les deux visibles, mais ne les mélangez pas dans un tableau vague.
Il n'existe pas de mode de défaillance unique et universel. Dans de nombreuses applications, les risques les plus sérieux sont les courts-circuits interlaminaires, les bavures excessives, les défauts d'alignement, les laminations manquantes ou doubles, les mauvais assemblages et le relâchement de l'empilage.
Les bavures peuvent endommager l'isolation entre les tôles, créer un contact conducteur, affecter la hauteur de la pile et interférer avec le bobinage ou l'assemblage. Dans les noyaux magnétiques, cela peut augmenter les pertes et l'échauffement local.
En général, non. L'inspection visuelle peut déceler des dommages évidents, des éléments manquants, de la rouille ou des bavures importantes. Elle est faible pour les courts-circuits internes, les erreurs de comptage masquées par la compression, les dérives angulaires subtiles et les faiblesses d'assemblage.
Certaines organisations conservent encore l'IPR pour les anciens systèmes, mais la pratique moderne de l'AMDE dans le secteur automobile donne plus de poids aux décisions d'action basées sur l'AP. L'AP permet d'éviter que des équipes traitent des risques très différents comme égaux simplement parce qu'ils produisent le même résultat de multiplication.
Mettre à jour l'AMDE après des changements d'outils, de matériaux ou de revêtements, de nouveaux paramètres d'assemblage, de nouvelles méthodes d'inspection, le remplacement de montages, des réclamations de clients, des retours sur le terrain, des tendances répétées en matière de rebuts ou tout défaut qui a échappé aux contrôles existants.
La tendance à la bavure, la dérive force-déplacement de la presse, les défauts du capteur de double feuille, l'usure du dispositif, la variation anormale de la hauteur de la pile et l'augmentation des échecs des tests électriques sont des signaux précoces forts. Une mauvaise pile est un défaut. Une tendance à la dérive est un processus parlant.
Chaque mode de défaillance à haut risque doit faire l'objet d'un contrôle de prévention, d'un contrôle de détection, d'une fréquence d'inspection, d'un propriétaire, d'une méthode d'enregistrement et d'un plan de réaction. Si le PFMEA mentionne un “court-circuit interlaminaire” mais que le plan de contrôle ne prévoit qu'un “contrôle visuel”, c'est que le système présente une faille.
Une pile de laminage est une pièce répétée, mais elle n'est pas simple.
Le processus peut commettre la même erreur minuscule des centaines de fois dans un noyau. Les bavures se répètent. Les rayures se répètent. Les erreurs d'alignement se répètent. Les dommages dus à la compression se répètent. La pile finie se comporte alors comme si le défaut avait été conçu pour elle.
Tel est l'objectif de l'AMDEF : il ne s'agit pas de remplir un formulaire, ni d'impressionner un auditeur, ni de classer les risques jusqu'à ce que les chiffres soient bien ordonnés.
Il s'agit de détecter les petites défaillances du processus pendant qu'elles sont encore minimes.
Pour accélérer votre projet, vous pouvez étiqueter les piles de laminage avec des détails tels que tolérance, matériel, finition de la surface, la nécessité ou non d'une isolation oxydée, quantitéet bien d'autres choses encore.
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