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Kategorie: Fachartikel, Messing/Sonstige, Polieren, Schleifen16. November 2016
Tags: Poliermittel
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Nov162016
FachartikelMessing/SonstigePolierenSchleifenSchleif.-und Polierverfahren lassen sich systematisch analysieren und führen zu einer Verbesserung der Polierqualität.
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Ursachen für Fehlerbilder auf Messing

Systematische Verfahrensanalyse zu Poliermittel und anderen Parametern

Fehlerursachen im Polierprozess können erkannt und Korrekturmaßnahmen entwickelt werden: durch systematische Analyse. Der Fall eines messingverarbeitenden Unternehmens zeigt: Die Umsetzung dieser Maßnahmen kann zu drastischen Qualitätsverbesserungen führen. Über 90% weniger Fehlstellen durch die richtige Kombination der Poliermittel.

Die wichtigsten Erkenntnisse im Überblick

  • Polierverfahren lassen sich systematisch analysieren
  • Fehlstellen verursachen eine hohe Nacharbeits- und Ausschussquote
  • Durch schrittweise Isolierung von Prozessparametern kann deren Einfluss auf Qualität und Wirtschaftlichkeit eindeutig geklärt werden
  • Art und Kombination der Poliermittel sind entscheidend für die Verbesserung der Oberflächenqualität
  • Die Fehlerquote lässt sich über Einstellung der Prozessparameter um über 90% reduzieren
  • Qualität des Ausgangsmaterials hat erheblichen Einfluss auf zu erreichendes Polierergebnis

Systematische Verfahrensanalyse zur Fehlstellenreduktion

Das Bild verdeutlicht Oberflächenfehlern auf Messingoberfläche.
Visualisierung von Oberflächenfehlern auf Messingoberfläche mittels Streulichtmessung, Ausschnit 10 x 20 mm.

Ein Hersteller sehr hochwertiger verchromter Messingteile hatte folgendes Problem: Er verzeichnete zu viele Fehlstellen auf den polierten Teilen. Fehlstellen sind Löcher mit Durchmessern zwischen 0,3 und 0,7 mm. Pro Teil traten im Durchschnitt fünf Fehlstellen auf. Dies führte zu einer hohen Nacharbeits- und Ausschussquote. Und somit letztendlich zu geringerer Produktivität. Punktuelle Veränderungen am Polierprozess brachten keine dauerhafte Qualitätsverbesserung.

Technikumsversuche für eine dauerhafte Qualitätsverbesserung

Die Ursache der Fehlstellen blieb unklar: Waren es Materialfehler? Oder Fehler in der Prozessführung beim Schleifen und Polieren? Oder wurden die Fehlstellen etwa durch ein ungeeignetes Poliermittel verursacht? Die Geschäftsleitung gab Technikumsversuche in Auftrag. Mit dem Ziel, die Fehlerursachen zu erklären und entsprechende Maßnahmen zu erarbeiten. Für eine spürbare und dauerhafte Verbesserung der Qualität.

Schrittweise Isolierung der Prozessparameter

Die Untersuchungen sollten in vier Schritten durchgeführt werden:

  1. Reproduktion des suboptimalen Prozesses mit den aktuellen Fehlerbildern
  2. Variation der Poliermittel
  3. Variation der Prozessparameter beim Polieren
  4. Variation der Schleifbänder

Poliermittel als Einflussfaktor für die Fehlstellenzahl

Der Technikumsprozess entsprach in allen wesentlichen Merkmalen der Praxis beim Kunden. Einschließlich der Werkstücke, der Palettierung und der Greifer für den Roboter. Es wurden zunächst die Polierpasten variiert. Grund hierfür waren die vorangegangenen Versuche des Kunden. Demnach hatten die Poliermittel einen starken Einfluss auf die Fehlstellenanzahl. Für jede Polierpasten-Kombination wurden sukzessive folgende Faktoren verändert: Anpressdruck, Pastenmenge und Schnittgeschwindigkeit. Die entstandenen Fehlstellen wurden durch Streulichtmessung vermessen, klassifiziert und dokumentiert.

Optimierte Einstellung der Prozessparameter

Die Grafik weist die sinkende Fehleranzahl nach einer Optimierung durch verschiedene Parameter auf.
Abnehmende Fehleranzahl auf Messingwerkstück eines Industrieunternehmens durch Anpassung von Polierpaste und Polierparameter.

Die Versuche zeigten Folgendes: Art und Kombination der Poliermittel waren entscheidend für die Verbesserung der Qualität: Die Veränderung der Poliermittel reduzierte die Anzahl der Fehlstellen um 80%. Die Optimierung der Prozess-Parameter erbrachte eine weitere Reduzierung um 5%. Gemeint sind Schnittgeschwindigkeit, Anpressdruck und Pastenmenge. Die restlichen 15% der Fehlstellen blieben zunächst unklar. Nach der Optimierung des Polierprozesses kam jedoch eine mögliche Ursache auf: Schwankende Werkstoffqualitäten könnten einen Einfluss auf die Oberflächenqualität haben. Ein Wechsel der Guss-Lose bestätigte diese Vermutung. Somit wurde die Fehlstellanzahl um weitere ca. 5% gesenkt.

Qualitätsverbesserungen von über 90% erreicht

Die verbleibenden Fehlstellen resultierten aus Ungleichmäßigkeiten im Kristallgefüge der Messingteile. Diese sind auch durch einen optimierten Polierprozess nicht zu eliminieren. Anzahl, Art und Größe der Fehler wurden per Streulichtverfahren gemessen. Die beschriebenen Maßnahmen führten bereits zu Qualitätsverbesserungen von über 90%. Darum wurde der Einfluss der Schleifbänder erst gar nicht mehr untersucht.

Systematische Verfahrensanalyse führt zu mehr Qualität und Wirtschaftlichkeit

Dieses Fallbeispiel zeigt, dass Schleif- und Polierverfahren systematisch analysierbar sind. Der Einfluss der Prozessparameter auf Qualität und Wirtschaftlichkeit ist bestimmbar. Durch ihre schrittweise Isolierung und durch entsprechende Versuche im Technikum.
Die Fehlerquote wurde durch geeignete Poliermittel um über 90% reduziert. Mit entsprechend positiven Auswirkungen auf Nacharbeit und Ausschussquote. Prozessparameter hatten in diesem Fall nur einen untergeordneten Einfluss. Die Toleranz gegenüber Schwankungen der Prozessparameter (Prozessfenster) ist relativ groß. Dies führt zu einer Stabilisierung des Verfahrens.

Wichtiger Nutzen aus der systematischen Verfahrensanalyse

Die verbleibenden Fehler waren zum Großteil durch die Qualität des Messings bedingt. Demnach ist die Homogenität des Messings von größerer Bedeutung. Diese Erkenntnis ist ein weiterer wichtiger Nutzen aus dieser Verfahrensanalyse. Denn sie gibt den Verantwortlichen entscheidende verfahrenstechnische Hinweise: für den Guss der Bauteile und deren Materialspezifikation.

Diese Erkenntnisse müssen in geänderte Prozessbeschreibungen und Arbeitsanweisungen einfließen. Mit diesem letzten Schritt wird der Nutzen solcher Projekte sichergestellt.

Fazit: Schleif- und Polierverfahren sind trotz ihrer Komplexität systematisch analysierbar. Dazu müssen die Prozessparameter (z.B. Poliermittel) schrittweise isoliert werden. Deren Einfluss auf Qualität und Wirtschaftlichkeit kann eindeutig bestimmt werden. Dies wurde im Fallbeispiel durch die Technikumsversuche belegt.
Foto: Rudi Messmer

Über den Autor: Rudi Messmer

Rudi Messmer ist Leiter Produkte und Anwendungen bei Menzerna. Sein Team aus erfahrenen Anwendungstechnikern ermöglicht durch spezielle Verfahrenstechnik (Fingerprintverfahren) und Messtechnik, die Leistungsfähigkeit von industriellen Schleif- und Poliervorgänge zu vergleichen. Dies unterstützt Industrieunternehmen dabei Verbesserungsmöglichkeiten zu erkennen.
Kategorie: Fachartikel, Messing/Sonstige, Polieren, Schleifen16. November 2016
Tags: Poliermittel

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