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Ursachen für Fehlerbilder auf Messing
Systematische Verfahrensanalyse zu Poliermittel und anderen Parametern
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
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:
- Reproduktion des suboptimalen Prozesses mit den aktuellen Fehlerbildern
- Variation der Poliermittel
- Variation der Prozessparameter beim Polieren
- 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 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.
