Comparer les systèmes de mesure des particules entre eux

Les salles blanches deviennent de plus en plus importantes pour les environnements industriels : les directives VDA 19 et ISO 16232 ont introduit des exigences contraignantes pour l'industrie automobile et la construction mécanique afin de contrôler et de maintenir la propreté technique. La propreté des composants est ici un critère de qualité important, car elle est déterminante pour la fiabilité et le fonctionnement des machines ainsi que des pièces de production : "Il s'agit de détecter une éventuelle contamination et de quantifier les particules nocives", explique Ralf Nerling, directeur général du groupe Nerling et membre du conseil d'administration de la CEC. "Grâce à ce savoir-faire, les employés peuvent produire plus efficacement et aussi économiser du temps et de l'argent".

Usine complète avec chaîne de processus pour l'analyse de la qualité
Afin de pouvoir garantir la propreté des composants, il est généralement nécessaire d'installer une salle blanche ou un système de salle blanche et d'y contrôler régulièrement l'état des pièces ou des produits. "L'analyse de la propreté peut être sous-traitée par les fabricants de composants à des laboratoires accrédités ou effectuée dans le propre laboratoire d'une entreprise", explique M. Nerling. Lorsqu'on exploite un laboratoire de propreté, il est crucial qu'il soit mis en œuvre directement dans l'environnement de production - et de telle manière que les distances entre les étapes de production et le laboratoire soient courtes. Cela réduit le risque de contamination et assure un flux ininterrompu de matériaux.

Cependant, une solution globale individuelle qui en tient compte et qui répond de manière optimale aux conditions sur place était auparavant associée à des coûts très élevés et à une planification logistique étendue. Comme les fabricants des différents composants de la salle blanche avaient rarement un aperçu de la chaîne de processus avant et après l'utilisation de leur propre équipement, une discussion approfondie du déroulement du processus et une consultation étendue n'ont été possibles que dans une mesure limitée. Lors du salon parts2clean 2017 à Stuttgart, le Cleaning Excellence Center a donc présenté un système complet avec une chaîne de processus allant du nettoyage à l'analyse de la qualité en salle blanche selon la norme VDA 19.1, dans lequel plus de 20 entreprises au total étaient impliquées : En détail, l'ébavurage (Benseler) et le nettoyage des composants (Dürr Ecoclean) dans la salle blanche ainsi que le transport à travers la zone grise au moyen d'un chariot à sas compatible avec les salles blanches (Kögel) dans la salle blanche du laboratoire d'essai (Ner-ling) ont été démontrés pour prouver la propreté des composants. Dans le laboratoire d'essai de la classe de salle blanche ISO7 ou également ISO8 (Nerling), la séquence de processus rinçage (verres) - séchage des filtres (Binder) - gravimétrie (Sartorius) - micro copie (Jomesa) et production de protocoles (CleanControlling) a été montrée.

Garantir la qualité des mesures
Diverses méthodes standardisées peuvent être utilisées pour déterminer la propreté : "Tout d'abord, les particules sont extraites de l'objet à tester par ultrasons, pulvérisation, rinçage, secouage ou via un banc d'essai proche de l'application", explique M. Nerling. "Ils sont filtrés et ensuite analysés." Selon le type de particule, différents systèmes de microscopie et scanners à plat sont utilisés à cette fin.

Pour les particules métalliques, par exemple, on procède à une microscopie en lumière réfléchie à polarisation linéaire. Pour les tailles de particules > 3 µm, la microscopie des matériaux est la mieux adaptée, pour les particules > 25 µm, la microscopie stéréo est la mieux adaptée.

Afin de garantir des mesures correctes et des résultats précis à long terme, il est recommandé aux laboratoires internes de vérifier leurs systèmes de mesure des particules dans le cadre de leur gestion de la qualité conformément à la norme ISO 9001 et d'inclure les résultats de la comparaison interlaboratoires dans leur manuel de gestion de la qualité. Les essais interlaboratoires en laboratoire effectués par un prestataire indépendant, dans lesquels des échantillons de référence identiques sont testés selon les mêmes procédures mais avec des systèmes de mesure différents, sont particulièrement adaptés à cette fin. Ils permettent non seulement d'obtenir une analyse précise de sa propre qualité de mesure, mais aussi de comparer les résultats de mesure de son propre système de façon anonyme avec ceux d'autres laboratoires. Pour les laboratoires d'essais accrédités, il est même obligatoire de participer régulièrement à des comparaisons interlaboratoires, comme celles proposées par la CCE trois fois par an : "Selon la norme ISO/CEI 17025, une auto-évaluation des procédures est d'abord nécessaire pour obtenir l'accréditation", explique M. Nerling. "En outre, la norme exige la participation annuelle à une comparaison interlaboratoire afin de garantir la qualité des résultats à long terme.

Tests comparatifs uniformes selon la norme VDA 19.1
Les comparaisons interlaboratoires de la CCE suivent toujours une procédure standardisée : Premièrement, un laboratoire enregistre ses différents systèmes de mesure pour la comparaison interlaboratoire, quel que soit le fabricant du système. "Divers instruments de mesure optiques sont autorisés : systèmes de stéréo, de zoom et de microscopie des matériaux, ainsi que des scanners à plat", explique M. Nerling. Par la suite, le laboratoire est équipé d'un filtre de test par système enregistré, qui est testé par le participant lui-même selon l'analyse standard de la VDA19.1.

Les données résultant de cet examen sont transférées dans un rapport de test. "Les contenus requis sont le nombre mesuré de particules des différentes typologies (différenciation en particules métalliques brillantes et non brillantes ainsi que les fibres), dans les classes de taille respectives de 50 μm à > 3.000 μm ainsi que le pourcentage d'occupation du filtre avec les particules et les fibres, mesuré par rapport à la surface totale de la membrane du filtre", déclare Steffen Haberzettl, directeur du bureau de la CEC. "En outre, les particules et les fibres les plus grandes et les secondes plus grandes sont spécifiées pour chaque typage, ainsi que leur mesure de longueur et de largeur". Une fois que les rapports d'essai de tous les systèmes de mesure ont été reçus par la CCE, l'évaluation confidentielle est effectuée conformément à la norme DIN 38402-45/3/.

"Dans ce processus, le score z est calculé pour chaque valeur mesurée des tailles de particules respectives dans les différentes classes de taille afin d'obtenir une déclaration sur la classification des résultats de mesure respectifs", explique Haberzettl. "L'identification des particules les plus grosses et les plus petites ainsi que des fibres est effectuée par une comparaison basée sur l'image.

En outre, l'écart de la longueur et de la largeur par rapport à la moyenne est calculé". Une fois cette opération terminée, tous les participants reçoivent un rapport de résultats anonymisé pour chaque système de mesure enregistré, ce qui leur permet de comparer leurs résultats avec ceux des autres laboratoires. De cette manière, les faiblesses potentielles peuvent être identifiées et éliminées immédiatement.

La solution
Afin de garantir un anonymat absolu des participants, une clé numérique a été attribuée à chaque système de mesure, ce qui rend l'instrument respectif et ses résultats identifiables uniquement pour le laboratoire associé.

Enfin, chaque système ayant participé avec succès reçoit un badge de test CEC qui permet aux auditeurs d'identifier immédiatement la date de la dernière participation de l'instrument à un test.