Wenn ein Bauteil erstmals in Produktion geht, prüfen Hersteller häufig das erste Exemplar, bevor sie mit der restlichen Bestellung fortfahren. Diese Erstmusterprüfung dient dazu, sicherzustellen, dass der aktuelle Prozess und die aktuellen Geräteeinstellungen ein Bauteil ergeben, das den Anforderungen der Zeichnung und des Auftrags entspricht. Sollte ein Problem auftreten, kann das Team dieses untersuchen und Anpassungen vornehmen, bevor weitere Bauteile gefertigt werden.
In diesem Artikel wird erläutert, was die Erstmusterprüfung bei Gussteilen bedeutet, warum und wann sie durchgeführt wird, was dabei geprüft wird, wie sie abläuft und welche Unterlagen dabei entstehen können. Außerdem wird der Unterschied zwischen FAI und PPAP erläutert.
Was versteht man unter einer Erstmusterprüfung bei Gussteilen?
Die Erststückprüfung (FAI) umfasst die Prüfung und Dokumentation des ersten Gussteils oder mehrerer Teile aus der ersten Produktionscharge, die nach dem für die nachfolgende Produktion vorgesehenen Verfahren hergestellt wurden. Die Prüfer vergleichen die Teile mit der aktuellen Zeichnungsversion und den Auftragsanforderungen, um festzustellen, ob die angegebenen Eigenschaften den Anforderungen entsprechen.
Der Prüfumfang hängt davon ab, was die Gießerei liefern wird. Bei einem Rohling im Gusszustand kann er festgelegte Gussmaße, das äußere Erscheinungsbild und die für die Bearbeitung vorgesehenen Oberflächen umfassen. Bei einem bearbeiteten Gussteil umfasst er zudem fertige Merkmale wie Bohrungen und Befestigungsflächen. Ob Materialzertifikate oder interne Qualitätsprüfungen enthalten sind, hängt von den Projektanforderungen ab. Die Unterscheidung zwischen Guss- und Bearbeitungsmaßen wird in unserem Leitfaden zu Maßgenauigkeit beim Gießen.
Die Ergebnisse müssen so dokumentiert werden, dass sie dem geprüften Teil zugeordnet werden können. Wenn ein Kunde eine formelle Erstmusterprüfung (FAI) verlangt, erstellt der Lieferant einen Erstmusterprüfbericht (FAIR) im vereinbarten Format. Auch bei einer routinemäßigen Erststückprüfung nach einer Produktionsrumsetzung wird ein Protokoll erstellt, wobei hierfür jedoch nicht unbedingt die vollständige Dokumentation einer formellen Erstmusterprüfung erforderlich ist.
Was ist der Zweck der Erstmusterprüfung?
Der Zweck der FAI besteht darin, ein unter den aktuellen Produktionsbedingungen hergestelltes Gussteil zu prüfen, bevor die Produktion fortgesetzt wird, und etwaige festgestellte Probleme zu beheben.
- Vergleichen Sie den ersten Teil mit den Anforderungen: Prüfen Sie die angegebenen Maße, das Aussehen, das Material und die Bearbeitungsmerkmale anhand der Zeichnung. Ein für gut befundener Erstmuster zeigt, dass die geprüfte Merkmale die Anforderungen erfüllen; bei späteren Teilen müssen die im Prüfplan festgelegten Prüfungen noch durchgeführt werden.
- Vermeidbare Verluste reduzieren: Sollte das erste bearbeitete Teil eine Befestigungsbohrung an der falschen Stelle aufweisen, kann das Team das Programm oder die Vorrichtung überprüfen, bevor derselbe Fehler weitere Teile beeinträchtigt.
- Liefern Sie Ihren Kunden dokumentierte Ergebnisse: Wenn eine formelle FAI erforderlich ist, werden in dem Bericht die Zeichnungsrevision, die Prüfpunkte und die Ergebnisse aufgeführt. Kunden können diese Nachweise einsehen, anstatt sich ausschließlich auf eine mündliche Bestätigung zu verlassen.
Wann ist eine Erstmusterprüfung erforderlich?
Zeichnungen, Werkzeuge, Werkstoffe und Bearbeitungsprogramme können sich während der Produktion ändern. Wenn eine Änderung die Abmessungen, Eigenschaften oder Bearbeitungsergebnisse eines Gussteils beeinflussen kann, spiegelt das frühere Prüfergebnis möglicherweise nicht mehr das geänderte Produkt wider. Häufige Situationen sind unter anderem:
- Erstfertigung eines neuen Teils: Prüfen Sie ein Bauteil, das mit dem für die Serienfertigung vorgesehenen Verfahren hergestellt wurde, anhand der Zeichnung und der Auftragsanforderungen.
- Eine Zeichnung oder eine Kundenanforderung ändert sich: Prüfen Sie, ob Änderungen an Material, Abmessungen, Toleranzen oder Abnahmekriterien auf das Bauteil angewendet wurden.
- Änderungen am Werkzeug oder am Gussverfahren: Überprüfen Sie nach Änderungen an einer Form, einem Kern oder einer wichtigen Prozesseinstellung die Gussmaße und Qualitätsmerkmale, die davon betroffen sein könnten. Unser Leitfaden zu Gusswerkzeuge erklärt, warum Werkzeugwechsel Auswirkungen auf das Gussteil haben können.
- Änderungen an der Bearbeitungskonfiguration: Überprüfen Sie nach dem Ändern eines Programms, einer Vorrichtung oder eines kritischen Schneidwerkzeugs die betroffenen Merkmale wie Bohrungspositionen und -maße, bevor Sie fortfahren.
- Die Produktion wird nach einer langen Unterbrechung wieder aufgenommen oder an einen anderen Standort verlegt: Stellen Sie sicher, dass mit den derzeitigen Anlagen und Prozessbedingungen weiterhin Teile hergestellt werden können, die den Anforderungen entsprechen.
In solchen Situationen nicht Verlangen Sie stets eine vollständige, formelle FAI. Der Umfang einer routinemäßigen Erststückprüfung oder einer formellen FAI sollte den Auswirkungen der Änderung, dem Prüfplan und den Kundenanforderungen Rechnung tragen.
Was ist der Unterschied zwischen FAI und PPAP?
Das Production Part Approval Process (PPAP) ist ein Verfahren zur Kundenzulassung eines bestimmten Bauteils und seines Fertigungsprozesses vor Beginn der Serienlieferung. Es dient dazu, nachzuweisen, dass der Lieferant unter festgelegten Produktionsbedingungen dauerhaft konforme Bauteile herstellen kann.
Sowohl PPAP als auch FAI beinhalten die Prüfung von tatsächlichen Bauteilen. Bei FAI liegt der Schwerpunkt auf den Ergebnissen für das Erstmuster oder repräsentative Bauteile, während PPAP zusätzlich Informationen über Produktionskontrollen und, sofern angegeben, über die Prozessfähigkeit erfordert. Der Kunde prüft anschließend die PPAP-Unterlagen und entscheidet, ob er die Serienlieferung genehmigt.
| Vergleich | Erstmusterprüfung (FAI) | Produktionsfreigabeverfahren (PPAP) |
|---|---|---|
| Hauptfrage | Entspricht das erste Teil bzw. der repräsentative Muster, der mit dem aktuellen Verfahren hergestellt wurde, den Anforderungen der Zeichnung und der Bestellung? | Kann dieses Bauteil unter den festgelegten Produktionsbedingungen konsistent hergestellt werden? |
| Geltungsbereich | Überprüft die angegebenen Abmessungen, das Aussehen sowie die geltenden Anforderungen an Material, Verfahren oder Funktion. | Prüft die Ergebnisse der Teilprüfung im Zusammenhang mit dem Produktionsprozess, dem Kontrollplan und anderen vom Kunden geforderten Nachweisen. |
| Dokumente | Eine formelle FAI führt in der Regel zu FAIR-konformen und aussagekräftigen Prüfprotokollen. | Der Lieferant legt die vom Kunden geforderten PPAP-Unterlagen zur Prüfung und Genehmigung vor. |
| Typischer Zeitablauf | Wenn ein neues Bauteil zum ersten Mal nach dem vorgesehenen Verfahren hergestellt wird oder nach einer Änderung, die sich auf die Anforderungen an das Bauteil auswirken könnte. | Vor der Serienlieferung eines neuen Teils oder nach einer wesentlichen Änderung, bei der eine Kundenfreigabe erforderlich ist. |
Welche Werkzeuge werden für die Erstmusterprüfung verwendet?
Die Auswahl der Werkzeuge hängt von der Zeichnung, dem Lieferzustand des Gussteils und den zu prüfenden Eigenschaften ab. Im Folgenden finden Sie einige gängige Beispiele; unser Artikel zum Thema Prüfverfahren für Metallguss erläutert, wie verschiedene Prüfverfahren für Gussteile ausgewählt werden.
Handmessgeräte und Messlehren
Messschieber, Mikrometer und Tiefenmessgeräte dienen zur Messung von Gesamtabmessungen, Dicken und Tiefen. Mit einer Bohrungslehre lässt sich der Innendurchmesser messen, während geeignete Pass- und Nicht-Pass-Lehren prüfen, ob eine Bohrung oder ein Gewinde innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegt.
Koordinatenmessgerät (CMM)
Ein Koordinatenmessgerät (CMM) prüft festgelegte Maße und geometrische Beziehungen, wie beispielsweise die Positionen von Befestigungslöchern oder die Beziehung zwischen einer Bohrungsachse und einer Bezugsebene. Die zu messenden Merkmale sollten vor der Prüfung anhand der Zeichnung definiert werden.
Werkzeuge zur Oberflächen- und Materialprüfung
Inspektionsleuchten und Lupen helfen den Prüfern dabei, den Zustand der sichtbaren Oberflächen zu untersuchen. Ein Oberflächenrauheitsmessgerät misst die Oberflächenbeschaffenheit einer bestimmten bearbeiteten Oberfläche. Wenn in der Zeichnung eine Härteanforderung angegeben ist, kann auch ein Härteprüfgerät zum Einsatz kommen.
Geräte für die zerstörungsfreie Prüfung und Funktionsprüfung
Wenn innere Fehler geprüft werden müssen, können gemäß den Vorgaben Röntgen- oder Ultraschallprüfgeräte zum Einsatz kommen. Für Gussteile, an die Druck- oder Dichtheitsanforderungen gestellt werden, sind unter Umständen auch Druck- oder Dichtheitsprüfgeräte erforderlich. Die Wahl der Methode hängt vom Prüfbereich und den Abnahmekriterien ab.
Was ist der Prozess der Erstmusterprüfung?
Der Prozess beginnt mit der Festlegung der Prüfanforderungen und endet, wenn die Ergebnisse ausgewertet und eine Entscheidung über die Fortsetzung der Produktion getroffen wurde. Die Prüfungen für einen Rohling im Gusszustand und ein bearbeitetes Gussteil sollten vor der Fertigung des ersten Exemplars festgelegt werden.
1. Bestätigen Sie die Anforderungen an Zeichnungen und Prüfungen
Überprüfen Sie die Zeichnungsrevision, das Material, die Lieferbedingungen und die Kundenanforderungen. Stellen Sie fest, welche Merkmale in welcher Produktionsphase geprüft werden müssen und ob ein formelles FAIR erforderlich ist.
2. Den Erstmusterartikel herstellen und identifizieren
Stellen Sie das erste Teil bzw. die erste Charge nach dem für die nachfolgende Produktion vorgesehenen Verfahren her. Halten Sie relevante Angaben zur Charge, zum Schmelzgang oder sonstige Identifikationsdaten fest, damit die Ergebnisse bis zum geprüften Teil zurückverfolgt werden können.
3. Überprüfen und protokollieren Sie jeden erforderlichen Punkt
Überprüfen Sie das angegebene Aussehen im Gusszustand, die Abmessungen und die für die Bearbeitung vorgesehenen Bereiche. Wenn das gelieferte Teil bearbeitet werden soll, prüfen Sie auch die erforderlichen Fertigungsmerkmale. Halten Sie die Messwerte und etwaige festgestellte Mängel fest.
4. Probleme beheben und Freigabe bestätigen
Wenn ein Artikel die Anforderungen nicht erfüllt, ermitteln Sie die Ursache und beheben Sie diese; überprüfen Sie anschließend die betroffenen Merkmale erneut. Sobald die Ergebnisse den Anforderungen entsprechen, entscheiden Sie gemäß dem internen Verfahren oder der Vereinbarung mit dem Kunden, ob die Produktion fortgesetzt werden darf.
Welche Unterlagen werden nach der Erstmusterprüfung erstellt?
Das wichtigste Ergebnis ist ein Protokoll oder Bericht, aus dem hervorgeht, was geprüft wurde und wie die Ergebnisse ausfielen. Bei einer formellen FAI können zudem Messdaten und Begleitunterlagen erforderlich sein. Der genaue Umfang der Unterlagen hängt von den Kundenanforderungen ab.
Prüfprotokoll oder -bericht zur Erstmusterprüfung
Ein Erststückprüfprotokoll ist ein internes Dokument, in dem Prüfungen nach der ersten Fertigung oder nach einer Umrüstung festgehalten werden. Es enthält in der Regel Angaben zum Bauteil, zur Zeichnungsversion, zu den geprüften Merkmalen, zu den Messwerten und zur Abnahmeentscheidung. Verlangt der Kunde eine formelle Erststückprüfung (FAI), werden die Ergebnisse im vereinbarten Format zusammen mit den erforderlichen Anlagen in einem FAIR-Protokoll zusammengefasst.
Maßangaben und Maßskizze
Ein Maßprotokoll ordnet jedem geprüften Merkmal die entsprechende Anforderung und das Messergebnis zu. In einer Zeichnung mit Anmerkungen werden den Merkmalen in der Zeichnung Nummern zugewiesen, sodass jedes Ergebnis einem bestimmten Merkmal zugeordnet werden kann. Dadurch lässt sich leichter überprüfen, ob ein erforderliches Merkmal übersehen wurde.
Material- und Prüfunterlagen
Diese Unterlagen belegen die Anforderungen an das Material oder die Leistungsmerkmale des Gussteils. Je nach Projekt können sie ein Materialzertifikat, ein Wärmebehandlungsprotokoll oder einen Bericht über zerstörungsfreie Prüfungen umfassen. Sie werden bei Bedarf beigefügt; es handelt sich nicht um Unterlagen, die bei jeder Erstmusterprüfung neu erstellt werden müssen.
Schlussfolgerung
Bei der Erstmusterprüfung wird anhand eines tatsächlichen Gussteils überprüft, ob die Anforderungen der Zeichnung und der Prüfvorschriften erfüllt sind, bevor die weitere Produktion fortgesetzt wird. Bei einem Gussrohling können die Prüfungen das Aussehen, die Maße und die für die Bearbeitung vorgesehenen Bereiche umfassen. Nach der Bearbeitung müssen auch die spezifizierten Fertigmaße geprüft werden. Wird ein Problem festgestellt, behebt das Team dieses und prüft die betroffenen Merkmale erneut, bevor entschieden wird, ob die Produktion freigegeben wird.
Wenn Ihr Gussprojekt von der Testproduktion in die Serienfertigung übergeht, senden Sie MinHe bitte Ihre Zeichnung, die Materialanforderungen, die kritischen Maße und die gewünschte Lieferbedingung zu. Unser Team kann die im Gusszustand verbleibenden Bereiche, die bearbeitet werden müssen, die kritischen Fertigungsmerkmale sowie die für Ihr Projekt relevanten Prüfpunkte überprüfen. Wenn Sie einen Erstmusterbericht oder ein bestimmtes Dokumentformat benötigen, teilen Sie uns dies bitte gleich zu Beginn mit, damit wir den Prüfumfang und die zu liefernden Ergebnisse bestätigen können. Erfahren Sie mehr über unsere Qualitätssicherungsprozess.
