Inspection du premier article (FAI) expliquée : quelques points essentiels à connaître

Les pièces et composants critiques sont systématiquement soumis à une étape d'assurance qualité rigoureuse pour garantir une sécurité optimale. Le processus FAI est l'une des clés de voûte de la qualité CNC. Son adoption est quasi totale dans l'industrie aérospatiale. D'autres industries ont également développé leur propre variante du processus FAI. Chaque installation de fabrication doit être capable de produire des produits sûrs et constants, conservant leurs fonctionnalités tout au long de leur durée de vie. FAI garantit cela ! Grâce aux dernières solutions numériques, le processus FAI est devenu beaucoup plus précis et collaboratif. Ce sont les suggestions et l'approbation des clients qui rendent le processus FAI transparent et clair pour le fournisseur. Découvrons-le !

Qu'est-ce que l'inspection du premier article ?

Le contrôle des premiers articles est un processus qui garantit que le fournisseur respecte les conditions de conception convenues. Il comprend des contrôles dimensionnels, des spécifications de matériaux, des tests d'assemblage et de fonctionnalité. Le rapport de contrôle des premiers articles est un document obligatoire dans certaines applications de fabrication critiques comme l'aérospatiale, les implants médicaux ou le matériel militaire.

Que se passe-t-il si un composant échoue au FAI ?

Si un composant échoue au test FAI, cela indique une non-conformité du produit aux spécifications convenues. Dans ce cas, un rapport de non-conformité (RNC) peut être généré. Une analyse des causes profondes est effectuée, puis des mesures correctives sont prises. Si le fournisseur ne parvient toujours pas à obtenir un FAI satisfaisant, cela peut indiquer son incapacité à fabriquer le produit. Un changement de fournisseur peut alors être envisagé.

Quels sont les principaux objectifs du FAI ?

Les principaux objectifs de FAI sont :

• Ajustement : Pour vérifier que les composants peuvent s'accoupler correctement lors de l'assemblage.
• Forme : Pour vérifier que les dimensions et la forme se situent dans la plage de tolérance.
• Validation fonctionnelle : Vérifier que le produit peut remplir sa fonction.

Qui effectue l'assurance qualité des produits (FAI) : OEM ou fournisseur ?

Dans la plupart des cas, l'équipe d'assurance qualité du fournisseur effectue le processus d'IAF. Après une production d'essai réussie, le fournisseur soumet l'IAF au fabricant d'équipement d'origine (FEO). Ce dernier approuve le rapport d'IAF. Cependant, pour les applications où la santé et la sécurité humaines sont en jeu, le fabricant d'équipement d'origine peut effectuer l'IAF lui-même ou choisir de la faire réaliser par le fournisseur. Dans les deux cas, c'est le fournisseur qui est responsable de la fabrication.

Pourquoi et quand l’IFA est-elle requise ?

Une inspection de sécurité est nécessaire dès la fabrication d'un nouveau produit ou l'adoption d'un nouveau procédé. Un changement de fournisseur ou de site nécessite également une inspection de sécurité. Le processus d'inspection du premier article vérifie le produit et les procédés sous tous les angles. Il garantit ainsi le respect de toutes les spécifications de conception. Pour les composants critiques comme les pièces aéronautiques, l'inspection de sécurité peut être obligatoire.

Introduction d'une nouvelle pièce ou changement de révision

L'introduction d'une nouvelle pièce ou la révision de la conception d'une pièce existante nécessite une FAI. Elle permet de s'assurer que le fournisseur maîtrise les dernières tolérances, les matériaux et les méthodes d'essai. De plus, la FAI valide la faisabilité de la production et la fiabilité fonctionnelle des nouvelles fonctionnalités.

Changement de fournisseur, de processus ou de site

Un nouveau FAI doit être réalisé en cas de changement de fournisseur, de procédé ou de site. Ce nouveau FAI permet de déterminer si le nouveau fournisseur est en mesure de respecter les spécifications du produit. Même si seul le procédé de fabrication est modifié, par exemple du moulage au forgeage, un nouveau FAI doit être réalisé pour garantir que le nouveau procédé puisse produire des résultats acceptables. Un changement de site nécessite également un nouveau FAI pour vérifier l'efficacité des outils et des machines.

Production interrompue au-delà de 2 ans

Une interruption de plus de deux ans dans la fabrication d'un produit peut entraîner la perte de connaissances, de personnel qualifié, de la chaîne d'approvisionnement ou de certaines machines. Un nouvel essai de fabrication doit donc être réalisé afin de valider que la même ligne de production est toujours capable de fournir un produit conforme.

Principales normes et formulaires FAI (AS9102 et au-delà)

L'AS9102 est la norme d'inspection des premiers articles la plus utilisée dans l'industrie aérospatiale. Bien que d'autres industries adoptent également la norme AS9102 pour l'inspection des premiers articles, il existe des normes spécifiques à d'autres secteurs critiques. Nous y reviendrons plus tard.

AS9102 Formulaire 1 - Numéro de pièce et révision

Le formulaire 1 facilite l'identification et la traçabilité. Il présente des informations telles que le numéro de pièce, le nom, le niveau de révision, les assemblages ou sous-assemblages associés et les références aux spécifications. Il peut ainsi être comparé aux FAI précédents ou utilisé ultérieurement pour assurer le lien avec de nouvelles inspections.

AS9102 Formulaire 2 – Données sur les matériaux et les procédés

Les spécifications du matériau telles que la qualité, les données de test mécanique ou les données chimiques sont insérées dans le formulaire 2. Tous les processus spéciaux tels que le traitement thermique, l'anodisation, la peinture, etc. sont également notés pour le formulaire 2. Le numéro de coulée ou le numéro de lot dans le formulaire 2 permet de retracer le matériau jusqu'au fabricant et à la date de fabrication.

AS9102 Formulaire 3 - Résultats dimensionnels

Le détail des dimensions vérifiées et de leurs tolérances est indiqué dans le formulaire 3. Il indique les résultats de réussite/échec. Le nom des outils tels que les MMT, les pieds à coulisse, les calibres à vis, etc., y est également indiqué.

ISO 13485, IATF 16949, variantes du secteur CEI Q

Ces normes sont similaires à la norme d'inspection des premiers articles AS9102. Cependant, elles ne sont pas utilisées dans l'industrie aérospatiale. La norme ISO 13485 est appliquée aux installations de fabrication et d'assemblage de composants médicaux afin de garantir la conformité aux normes de santé. La norme IATF 16949 est utilisée dans la fabrication de pièces automobiles. Elle utilise le PPAP au lieu du FAI, mais les deux sont similaires. La norme IEC Q est utilisée dans la fabrication électronique.

Autres normes parmi diverses industries

Il existe également des normes similaires à l'AS9102 pour d'autres secteurs critiques. Chaque secteur possède ses propres exigences d'inspection et d'approbation. Ces normes garantissent que la production reste conforme aux niveaux de risque et aux cadres de conformité définis par le secteur.

PPAP automobile – Processus d'approbation des pièces de production

La norme IATF 16949 définit les exigences du PPAP (Processus d'Approbation des Pièces de Production). Ce processus garantit que la production en série de pièces automobiles est conforme aux spécifications des clients. À titre d'exemple, le PPAP de niveau 3 pour un arbre de boîte de vitesses de véhicule électrique comprend des contrôles selon des paramètres de qualité définis. Ainsi, un fournisseur peut être validé par le constructeur d'origine. On peut alors s'attendre à une production constante d'arbres de boîte de vitesses de véhicule électrique de la part de ce fournisseur.

QI/QO/QP médical

Les composants et assemblages médicaux ont un impact significatif sur la santé et la sécurité humaines. Leur AQ est donc plus stricte que dans d'autres domaines. Conformément à la norme ISO 13485, la FAI exige une QI, une QO et une QP. La qualification d'installation (QI) garantit que tous les composants sont installés conformément aux directives du fabricant. Vient ensuite la QO (qualification opérationnelle), qui garantit que le système peut fonctionner dans toutes les plages spécifiées. Enfin, la QP (qualification des performances) garantit que le système peut résister aux conditions réelles d'utilisation.

Semi-conducteur ISIR / VDA 2

La fabrication de semi-conducteurs est une industrie hautement critique. La formulation des matériaux est très sensible aux rapports stoechiométriques. Même quelques ppm peuvent fortement affecter la fonctionnalité. Les rapports d'inspection des échantillons initiaux (ISIR) sont similaires aux FAI, avec quelques variantes. Ils garantissent ainsi la constance de la qualité et la traçabilité des lots de semi-conducteurs fabriqués.

Quel est le processus d'inspection du premier article ? - 8 étapes

Le processus FAI comprend huit étapes fondamentales, exécutées successivement et de manière séquentielle. Le rapport complet d'inspection du premier article permet au fabricant d'équipement d'origine (FEO) ou au client d'obtenir une vue d'ensemble complète de la fabricabilité de son produit. L'examen et la signature du FAIR contribuent également à garantir la responsabilité et la transparence.

1. Gonflez le dessin

L'équipe d'inspection identifie chaque dimension, caractéristique, note et spécification du dessin avec un identifiant. Ainsi, une référence au dessin technique est établie avec le FAIR. Cette opération est généralement effectuée avec un logiciel comme « InspectionXpert ». Elle peut également être effectuée manuellement sur le FAIR.

2. Construire le lot du premier article

Le produit prévu est fabriqué lors d'un premier essai. Chaque étape de fabrication est reprise comme pour la production réelle à long terme. Même les outils, les machines, les programmes CNC et les soudeurs agréés sont conservés.

3. Vérifier les certificats des matériaux

Les spécifications des matériaux achetés sont comparées à celles des plans ou de la nomenclature. Un certificat d'essai en usine (MTC) fourni par le fournisseur est souvent vérifié. Il contient des informations telles que le numéro de coulée, le numéro de lot, les propriétés chimiques et mécaniques, ainsi que d'autres données sur les traitements de surface. La conformité de ces données avec les spécifications des plans doit être vérifiée.

4. Exécuter des mesures CMM

Les dimensions du produit sont vérifiées avec la MMT (machine à mesurer tridimensionnelle).

5. Vérifiez les défauts visuels

Inspectez l'échantillon visuellement et soigneusement. Signalez tout écart observé par rapport aux spécifications. Les imperfections de surface courantes comprennent les rayures, les bavures, les marques de soudure, les décolorations, etc. À cet effet, une loupe peut également être utilisée.

6. Remplissez les formulaires FAIR

Toutes les informations relatives aux formulaires concernés sont saisies. Les informations concernant les pièces et les assemblages sont reprises dans le formulaire 1, les spécifications des matériaux dans le formulaire 2 et les données relatives aux dimensions dans le formulaire 3.

7. Révision et validation

Une fois l'inspection effectuée conformément à la norme d'inspection du premier article en vigueur, le rapport complet d'inspection du premier article est examiné par l'équipe d'inspection ou un ingénieur AQ. Ce rapport complet comprend tous les formulaires, annexes et noms des outils utilisés lors de l'inspection.

8. Appliquer des mesures correctives

Dans le cas où le produit ne répond pas aux spécifications, un NCR (rapport de non-conformité) et un CAR (rapport d'action corrective) sont générés.

Quels outils et équipements de mesure sont nécessaires pendant le FAI ?

L'utilisation d'outils adaptés et pertinents est essentielle pour obtenir un FAIR précis. Le choix des outils dépend de la géométrie, de la complexité, de la taille et des tolérances des pièces. Examinons quelques-uns des outils de mesure les plus couramment utilisés.

CMM avec importation CAO

La MMT est un outil très précis pour le dimensionnement de pièces complexes. Cependant, lorsque la taille de la pièce devient trop importante, son utilisation est limitée. L'intégration de la MMT au logiciel de CAO facilite la comparaison des pièces fabriquées avec la conception technique réelle. Bien que la MMT soit beaucoup plus précise que d'autres outils, son analyse est un peu plus lente.

Scanner 3D portable pour grandes pièces

Pour les pièces de grandes dimensions, le scanner 3D portable est un outil rapide et d'une précision acceptable. Il utilise la lumière laser pour scanner la surface. Même les éléments complexes peuvent être mesurés facilement.

Comparateur optique et jauge de surface

Le comparateur optique est un outil rapide et simple permettant de comparer des éléments 2D à des dessins 2D. Il est économique, mais sa précision est inférieure à celle d'une MMT. Il est efficace pour mesurer des éléments sur des surfaces planes, mais ne permet pas de mesurer des éléments 3D complexes.

Solutions numériques : numérisation 3D et logiciels FAI

L'adoption de logiciels et de solutions numériques modernes pour la génération de rapports FAIR permet non seulement une plus grande précision, mais aussi un gain de temps considérable. Elle réduit les erreurs humaines à presque zéro. Ces solutions numériques favorisent également le travail d'équipe et clarifient la communication entre les fournisseurs et les OEM ou les clients.

Gonflage automatique à partir de dessins PDF

Les logiciels de gonflage automatique offrent une précision bien supérieure dans la cartographie de chaque élément des dessins PDF sur les FAIR.

Portails Cloud FAIR pour la transmission entre fournisseurs et OEM

Le portail Cloud FAIR offre aux OEM un accès en temps réel au processus FAI. Il est plus transparent et accessible. Les OEM peuvent ainsi fournir des suggestions en temps réel ou des caractéristiques de performance.

Pièges courants dans le FAI

Aucun identifiant de ballon

Assurez-vous que chaque élément mappé est entièrement traçable. Tout élément omis lors du gonflage doit se voir immédiatement attribuer un identifiant de gonflage lors de la vérification. Les outils de gonflage automatique préviennent grandement cette erreur.

Jauges hors norme

Des jauges mal étalonnées compromettent considérablement la précision d'un rapport FAI. Tous les outils de mesure doivent être vérifiés pour s'assurer de leur bon étalonnage.

FAI vs PPAP vs First Piece : principales différences

Bien que les procédures d'inspection FAI, PPAP et de première pièce soient similaires, elles sont conçues pour des secteurs différents. Elles sont toutes trois conformes à des normes différentes.

Niveaux de PPAP pour l'industrie aérospatiale et l'industrie automobile

Le FAI aéronautique garantit la conformité totale des pièces aéronautiques fabriquées aux spécifications de conception. Il n'inclut pas la validation des procédés. Il se concentre davantage sur les dimensions, les assemblages, les propriétés des matériaux, etc. Le PPAP, quant à lui, se concentre davantage sur la validation des procédés et l'approbation complète de la production.

Inspection de la première pièce au démarrage de la ligne CNC

L'inspection de la première pièce est généralement effectuée au début d'une nouvelle équipe ou lors d'un changement d'outil. Une documentation formelle n'est pas nécessaire. Elle indique simplement que la configuration de la machine est correcte.

Quand combiner les livrables FAI et PPAP

Pour les pièces à double usage utilisables dans les secteurs aéronautique et automobile, il peut être nécessaire de soumettre simultanément le FAI et le PPAP. Le FAI est utilisé pour les contrôles dimensionnels, tandis que le PPAP est utilisé pour le plan de contrôle et les diagrammes de flux de processus.

Conclusion

Le FAI est un document qualité obligatoire dans certains secteurs critiques. Il garantit que la production réelle est conforme aux spécifications de conception. Il apporte précision, transparence, clarté et responsabilité au processus de fabrication. Tout problème potentiel pouvant survenir lors de la production en série est résolu en amont grâce aux mesures correctives élaborées.

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FAQ

Combien de pièces sont nécessaires pour un FAI ?

En règle générale, une seule pièce est inspectée lors de l'inspection du premier article, sauf si les exigences du client stipulent le contraire.

Qu'est-ce qui déclenche une récidive de FAI ?

L'adoption d'un nouveau procédé, le changement de site, la révision de la conception ou l'interruption de 2 ans de production déclenchent un nouveau FAI.

Les pièces d'outillage souples peuvent-elles passer le FAI ?

Oui, les pièces d'outillage souple (prototypes) peuvent être inspectées dimensionnellement comme un premier article, mais elles ne satisfont pas aux exigences formelles de la FAI (par exemple AS9102) car la FAI impose un outillage et des processus représentatifs de la production.