Comment une ingénierie intelligente empêchera la défaillance des fixations

Chaque système technique a une durée de vie limitée. Même les conceptions les plus précises et les techniques de fabrication les plus robustes finiront par échouer. Les attaches ne sont pas différentes. Comme tout ingénieur vous le dira, c'est lorsque ces pannes sont inattendues ou prématurées que c'est un problème. Alors, quelles sont les causes d'une défaillance prématurée des fixations ? Plus important encore, que peut-on faire pour minimiser les risques et maximiser la durée de vie ?
Steve Adkins, directeur nord-américain de l'ingénierie pour Optimas Solutions, un distributeur industriel mondial et un fournisseur de services pour les fixations, partage ses connaissances sur la façon de concevoir une défaillance prématurée des fixations.

Galerie Rogues : les causes de défaillance des fixations

Sur le terrain, nous pouvons effectuer une large gamme de méthodes de test d'analyse de défaillance pour trouver la cause première de la défaillance des fixations. Tout au long de mes nombreuses années de travail chez Optimas, je considérerais ci-dessous les principales causes de défaillance des fixations rencontrées par les fabricants.

Serrage excessif - Il s'agit de la rupture en traction des fixations due à une fixation excessive dans l'application.

Sous serrage – En raison d'une fixation incorrecte, une fixation peut subir une contrainte accrue entraînant des défaillances par fatigue. De plus, les joints peuvent également se desserrer en raison d'un manque de force de serrage.

Joint mal conçu – Une mauvaise conception peut entraîner le placement d'une charge inappropriée sur une fixation, ce qui peut entraîner une défaillance prématurée. Les joints peuvent se desserrer lors de l'application, ou alternativement, le matériau de base auquel la fixation se fixe peut également échouer.

Qualité de la fixation – La qualité des matériaux dicte les performances d'une fixation, de sorte qu'une mauvaise sélection peut échouer prématurément.

Matériel d'assemblage – Une mauvaise utilisation de l'équipement d'assemblage peut entraîner une installation inappropriée des fixations, entraînant une défaillance.

Fragilisation par l'hydrogène – Dans les aciers à haute résistance au-dessus d'une certaine plage de dureté, la charge de traction appliquée à la fixation peut provoquer l'écoulement d'hydrogène – inhérent au composant, au placage ou à l'environnement – vers la zone de contrainte, provoquant progressivement des microfissures et une défaillance retardée de la fixation.

Alors, qui est le plus à risque ?

L'industrie et le type d'assemblage ont un impact sur la probabilité de défaillance des fixations. Les industries qui présentent généralement un risque élevé sont souvent moins réglementées par les normes, de sorte que les concepteurs ou les ingénieurs peuvent ne pas être pleinement conscients des problèmes qui affectent l'adéquation d'une fixation. En règle générale, les fabricants plus spécialisés sur le plan technique seront conscients des problèmes liés aux fixations, en raison d'une meilleure éducation concernant l'effet que les fixations peuvent avoir sur le produit final. Cependant, cela dépend vraiment des normes d'une industrie à l'autre.

Le secteur automobile en est un bon exemple. Les fabricants essaient constamment de réduire le poids à vide pour améliorer l'efficacité et les performances globales. Cela a conduit à l'utilisation de matériaux dissemblables - l'époque où un véhicule serait entièrement fabriqué en acier est révolue depuis longtemps. L'assemblage de ces matériaux peut entraîner une défaillance des fixations si les paramètres déterminants ne sont pas évalués au début de la phase de conception et de prototypage.

En tant qu'entreprise, nous travaillons en étroite collaboration avec nos clients pour définir des règles de conception en vigueur afin de pouvoir contrôler les interfaces matérielles et résoudre tout problème potentiel, afin de minimiser ce risque.

Quelles mesures peuvent être prises pour prévenir la défaillance des fixations ?

En parcourant la liste des causes courantes d'échec, il devient rapidement évident qu'une mauvaise utilisation, plutôt qu'une mauvaise qualité, est l'explication la plus courante. Plutôt que de nous concentrer sur une fixation spécifique, nous nous efforçons de fournir un service de haut niveau basé sur une vision holistique de l'utilisation des fixations chez un client particulier. À partir de ce point de départ, nous pouvons commencer à informer et à définir une stratégie de fixation au sein d'une entreprise pour garantir une utilisation optimale.

En tant qu'experts en fixations, nous avons la responsabilité de communiquer nos connaissances à l'utilisateur final. Cela peut comprendre l'émission de conseils sur les couples de serrage appropriés, des conseils sur les matériaux ou l'observation lors de la marche sur la chaîne de production. En fin de compte, chaque fixation et composant que nous fournissons est conçu dans un but précis. S'ils sont spécifiés de manière incorrecte, nous ne pouvons pas être sûrs qu'ils fonctionneront correctement. Ainsi, nous aidons à adapter le processus de spécification pour répondre aux principaux facteurs qui affectent chaque industrie et chaque client.

L'un des principaux problèmes que nous rencontrons est la traduction des calculs théoriques en applications dans des environnements réels. Les chiffres ne peuvent pas tout vous dire, et les tests dans le monde réel sont la méthode infaillible pour s'assurer que les problèmes de fixation sont identifiés avant qu'ils n'arrivent sur la chaîne de production. Des paramètres tels que les couples d'assemblage ou les plages de frottement ne doivent pas être pris en compte. Les tests physiques sont donc extrêmement importants pour étayer les calculs théoriques, garantir la qualité du produit et minimiser l'impact des problèmes de fixation potentiels sur les opérations. Pour répondre à ce besoin, Optimas investit massivement dans nos capacités de test et nos outils physiques pour nous assurer que nous pouvons fournir des données précises à nos clients. Nous effectuons tous les tests de manière indépendante, il n'y a donc aucune hypothèse impliquée dans la spécification d'une fixation.

Les solutions de fixation sont notre cœur de métier. Presque tout ce que nous faisons est conçu pour garantir leur efficacité, quelles que soient les pressions commerciales auxquelles nos clients sont soumis. Bien qu'aucune technologie ne définisse les fixations que nous fournissons, les solutions que nous proposons sont conçues pour offrir la plus grande fiabilité en ce qui concerne les exigences du client. Il peut s'agir d'une fixation isolée pour un groupe motopropulseur hybride sur un nouveau modèle de voiture ou d'une nouvelle conception de l'ensemble de rondelle pour un modèle de tondeuse à gazon existant, dans tous les cas, la technologie utilisée doit assurer la fiabilité.

Pourquoi les fixations fiables sont-elles bonnes pour les affaires ?

Un aspect clé qui est négligé concernant l'identification des défaillances des fixations est la façon dont cela affecte les activités commerciales globales.

Des fixations fiables facilitent les opérations de toute entreprise de fabrication. Les rappels, les programmes de rectification de service et la mauvaise publicité peuvent être évités grâce à une approche entièrement intégrée et cohérente des fixations. Travailler avec un expert en attaches intégrées ; comme Optimas, les entreprises peuvent éviter les problèmes potentiels. En ayant défini des règles de conception de fixations en collaboration avec un expert, non seulement l'efficacité de la spécification augmente, mais le risque de défaillance est considérablement réduit. Cela ajoute de la valeur aux opérations d'un fabricant et aide à définir et à maintenir la qualité des produits qu'il fournit.

Les attaches peuvent être petites, mais elles ont un impact important sur une entreprise. Chez Optimas, nous nous efforçons de faire en sorte que cet impact soit toujours positif.

Besoin d'améliorer la qualité ou les performances de vos fixations ? Parlez avec l'un de nos experts.