Wymaganie/Zasada Maksimum Materiału – litera M w kółeczku, umiejscowiona w ramce tolerancji. Jeden mały „symbol”, który całkowicie zmienia odbiór wymagania podstawowego zdefiniowanego w ramce tolerancji. Koncept wymagania  maksimum materiału, jest obecnie chyba najważniejszym i wciąż nie do końca zrozumianym w systemie GPS/GD&T.

Zamysł stosowania wymagania maksimum materiału jest jasny – finalnie reguła ta „pomaga” w redukcji kosztów wytwarzania.

Jak tzw. „bonus” do tolerancji pomaga czy wpływa na redukcję kosztów wytwarzania? Odpowiedź jest relatywnie prosta: jest to przykład wymagania zależnego, gdzie rozmiar pola tolerancji wymagania geometrycznego (najczęściej pozycji) zależy od rozmiaru elementu, dla którego obowiązuje ramka tolerancji geometrycznej. Rozważmy np. otwór z tolerancją pozycji. Zdefiniowana w ramce tolerancji wartość pozycji dla tego otworu (czyli dopuszczalny błąd pozycji) obowiązuje w sytuacji, gdy otwór zostanie wykonany w tzw. stanie maksimum materiału (czyli najmniejszy możliwy). Jeżeli otwór będzie większy (ale wciąż w limitach rozmiaru) wtedy limit tolerancji pozycji może się zwiększać. O ile maksymalnie? Nawet o całą wartość tolerancji rozmiaru tego otworu. A więc mamy tutaj do czynienia z zależnością wielkości pola tolerancji wymagania geometrycznego w funkcji rozmiaru elementu.

Tutaj dokładnie widać jak możemy zaoszczędzić na produkcji „ciasnych” wymagań dla pozycji elementów: rozmiar otworu wynika z rozmiaru narzędzia (np. wiertła), natomiast pozycja otworu wynika z dokładności maszyny CNC (nieco „uproszczając”). Co jeżeli nie możemy zapewnić wymaganej pozycji (zdefiniowanej w ramce tolerancji)? Powiększamy otwór poprzez dobór innego narzędzia (innego w sensie o innym rozmiarze, dobranym tak, aby produkować „duże” otwory). Większe otwory, mogą być bardziej nie na pozycji lub inaczej: dla większych otworów rozmiar pola tolerancji dla kontroli  pozycji osi jest po prostu większy.

Jest to tylko oczywiście jeden z przykładów. Tutaj warto wspomnieć, iż w przypadku wymagania maksimum materiału oszczędzamy również na kosztach kontroli (możliwe do zastosowania są proste sprawdziany, które mogą odbierać/sprawdzać warunek pozycji wg tzw. interpretacji powierzchniowej). Te sprawdziany są relatywnie tanie w wykonaniu i w większości wypadków niezawodne. Niezawodne w tym sensie, że mają wysoki poziom weryfikacji wymagania.  Do tego dochodzi również sam fakt, iż populacja części będąca poza wymaganiem podstawowym (tym, które jest zdefiniowane w ramce tolerancji) – może być zgodna z wymaganiem rysunkowym. To również zaoszczędza sporo pracy np. w procesie oceny zgodności części. Zaoszczędzamy sporo wysiłków  przy raportowaniu niezgodności, które finalnie okazuję się nie być niezgodnościami. A więc nie trzeba ich raportować. Znowu – obniżamy koszty wytwarzania.

Oczywiście nie wszystko jest takie proste jak opisane powyżej. Nie zawsze sterowanie rozmiarem elementu jest proste.

Należy również bezwzględnie pamiętać, iż zastosowanie wymagania maksimum materiału zmienia interpretację wymagania podstawowego. Tutaj już nie do końca mówimy o kontrolowaniu pozycji osi (czyli interpretacja osiowa*). W tym przypadku bardziej interesuje nas właśnie tzw. interpretacja powierzchniowa – czyli warunek montażowy (granica MMVC lub VC, to w zależności czy mówimy o normie ISO czy ASME) . Tutaj rozmiar elementu i jego pozycja tworzą jedno wymaganie łączne, które można weryfikować sprawdzianem. Ten sprawdzian dokładnie weryfikuje czy dany element jest zdatny do montażu. Oczywiście rozmiar elementu też podlega sprawdzeniu (czy kontroli) jako oddzielna charakterystyka.

Natomiast co warto zapamiętać: interpretacja powierzchniowa jest zawsze interpretacją nadrzędną. Co to znaczy? To znaczy, że mierząc pozycję osi elementu np. na maszynie pomiarowej i licząc nową wartość tolerancji (bonus) wynikającą z wymagania maksimum materiału, dostajemy wynik pomiaru i porównujemy go z dokumentacją techniczną. Liczba vs. liczba.

Odbierając część przy pomocy sprawdzianu – detal będzie zgodny lub nie. Sprawdzian nic nie liczy…sprawdzian pokaże dokładnie wykonanie przedmiotu i jego zdatność. Maszyna pomiarowa da nam wynik, który bez „odpowiedniego”, umiejętnego zrozumienia  może zostać źle…. zinterpretowany. Szczególnie, gdy mamy do czynienia z symbolami M przy elementach bazowych, lub wykonany element charakteryzuje się sporymi odchyłkami kształtu. Oczywiście należałoby wspomnieć tutaj o dokładności i konstrukcji sprawdzianów, ale to już zupełnie inny temat.

(*) Tutaj jeszcze słowem wyjaśnienia i doprecyzowania, aby być w zgodzie z obowiązującymi normami: Wg norm ISO interpretacja osiowa nie jest opisana i teoretycznie odbiór detali w przypadku zastosowania wymagania maksimum materiału powinien być przeprowadzany wyłącznie wg interpretacji powierzchniowej…co oczywiście nie jest zbyt praktyczne. Dlatego terminy (i podejście) „interpretacja osiowa” jak i „bonus” jak najbardziej mogą być stosowane w praktyce, aby móc decydować o zgodności wykonania danego detalu. Należy jednak pamiętać jakie nieumiejętne wykorzystanie interpretacji osiowej może mieć negatywne konsekwencje (szczególnie przy modyfikatorach M przy elementach bazowych w ramce tolerancji).