Master CNC-bewerkingskwaliteitscontrole:een stapsgewijze handleiding voor precisie en betrouwbaarheid

De wereld van kwaliteitsborging is een alfabetsoep van afkortingen:QA, PPAP, APQP, CMM, PSW, etc. 

In dit artikel worden veel ervan uitgelegd. Wat nog belangrijker is, het onderzoekt hoe elk van deze aspecten essentieel is voor de kwaliteitscontrole van CNC-bewerkingen. Het behandelt ook hoe een focus op kwaliteitsnormen een duidelijk voordeel oplevert, vooral bij het uitvoeren van meerdere gelijktijdige projecten.

Op zichzelf kunnen machines met numerieke besturing (CNC) niet de vereiste precisie, snelheid en herhaalbaarheid bereiken, en kwaliteit kan niet worden ‘getest’ in een product. Effectieve kwaliteitsborging vindt alleen plaats via een bewezen proces en een zeer capabel kwaliteitsborgingsteam (QA).

Zo werkt het:

Stap 1:De productie van onderdelen begint met ontwerpbeoordeling

Nadat een inkooporder en definitieve tekeningen zijn goedgekeurd, begint het kwaliteitscontroleproces formeel met de drukcontrole en het krijgen van antwoorden op de volgende vragen: 

• Is het klantontwerp maakbaar? 
• Zijn gespecificeerde toleranties haalbaar? 
• Is de huidige meetapparatuur in staat om alle kenmerken op de print nauwkeurig te controleren?

Pas dan beginnen de QA- en engineeringteams met het proces van geavanceerde productkwaliteitsplanning (APQP). Voor nieuwe ontwerpen kan extra werk vooraf nodig zijn door beide teams, die nauw samenwerken met klanten en gieterijleveranciers aan nieuwe onderdelen. Samen beoordelen ze de ontwerp- en productieprocessen om de productfunctie te optimaliseren en de kosten te minimaliseren.

Stap 2:Kwaliteit leidt de productie voor een soepele lancering

Het APQP-proces is aan de gang terwijl het technische team armaturen ontwerpt, programma's maakt en gereedschappen kiest, terwijl het QA-team analyses uitvoert en controles uitvoert om de engineering en productie te verifiëren. Beide teams werken samen aan het gemeenschappelijke doel van nauwkeurige productie en tevreden klanten.
Er worden verschillende tools gebruikt om de productie te analyseren, controleren en documenteren, waaronder:

• Productcontroleplan (PCP) — vermeldt alle klantspecificaties, de stappen van het productieproces en de kwaliteitscontroles bij elke stap
• Failure Modes Effect Analysis (FMEA) — gebruikt om het bewerkingsproces en de bedieningselementen te begrijpen en de risico's op defecten te minimaliseren
• Processtroomdiagram (PFD) — schetst het productieproces voor inspecties  

Dit zijn de belangrijkste resultaten:

• Eerste artikelinspectie (FAI) — definieert alle specificaties; wordt elke keer gecontroleerd wanneer er een nieuwe taak wordt ingesteld om het onderdeel te produceren
• Operatorauditblad (OAS) — geeft een overzicht van alle controles die de operator tijdens de productie uitvoert
• Nieuwe meters — naar behoefte besteld 
• Coördinaten-meetmachine (CMM) — een precisiemeetinstrument dat is geprogrammeerd om posities en kenmerken te meten en te verifiëren
• Kwaliteitsvereisten voor leveranciers (SQR) — zorgt ervoor dat eventuele vragen en problemen worden gecommuniceerd en opgelost
• Technische ontwerpen — beoordeeld door een kwaliteitsingenieur (QE)

Stap 3:Productievoorbeelden

Het eerste productiemonster krijgt speciale aandacht. Nadat de productie de klus heeft voorbereid en het eerste stuk heeft uitgevoerd, voltooit de operator de FAI en wordt het onderdeel naar het QA-team gebracht dat samenwerkt met de operator en engineering als er kenmerken zijn:

• Buiten tolerantie — Er is bijvoorbeeld een boring met een diameter van 5" nodig met een tolerantie van +- 0,001". Als de boring 4,9980” is, is deze te klein en buiten de tolerantie
• In tolerantie maar niet nominaal — bijv. voor dezelfde boring met een diameter van 5" is de snede consistent 4,9991", 4,9992", 4,9991", enz. Het doel is om dit dichter bij 5,000" +- 0,0002" te krijgen (niet 4,9992" +-0,0002")

Nadat een onderdeel de FAI- en CMM-controles heeft doorstaan, wordt een Initial Sample Inspection Report (ISIR) opgesteld, dat een volledige dimensionale lay-out van het onderdeel bevat om de printspecificaties te verifiëren. Bovendien wordt elke afmeting op de tekening gemeten en vastgelegd.

Vervolgens tekent QA het goedkeuringsproces voor de productie van onderdelen af. Er worden talloze productiemonsters geproduceerd (doorgaans 30 stuks), en drie daarvan worden gecontroleerd op ISIR (het eerste stuk plus nog twee monsters, meestal genomen vanaf het midden en einde van de run).

SNEL FEIT:  Stecker Machine heeft een succespercentage van 99,99% voor verzonden onderdelen

Stap 4:Warrant voor gedeeltelijke indiening (PSW)

Nadat de monsters de ISIR hebben doorstaan en voltooid zijn, wordt een bevel tot indiening van onderdelen afgerond en ingediend. De monsters worden gebruikt om de procescapaciteit te meten (het vermogen van een proces om een product te creëren binnen de specificatiegrenzen). Op dit punt wordt de herhaalbaarheid en reproduceerbaarheid van de meter gemeten, waardoor de nauwkeurigheid van een meetinstrument wordt gegarandeerd.

Het volledige documentatiepakket voor het goedkeuringsproces voor de productie van onderdelen (PPAP) wordt vervolgens voltooid en ingediend met een ondertekende garantie.

SNEL FEIT:  Stecker Machine scoort 100% op het gebied van tijd en goedkeuring

Een kwaliteitsteam is cruciaal bij de productie van nieuwe onderdelen

Te vaak wordt het kwaliteitsborgingsproces bij CNC-gefreesde onderdelen gezien als ‘kwaliteitsborging versus productie’, maar deze twee kunnen (en moeten) complementair zijn. Kwaliteit mag de productie niet tegenhouden.

SNEL FEIT:  Stecker Machine levert ruim 99% van zijn bestellingen op tijd

Een ervaren QA-team brengt deze twee doelen in evenwicht in een soepele PPAP-lancering. Het twintigkoppige team van Stecker Machine bestaat uit auditors, technici, ingenieurs, programmeurs en een systeemcoördinator. Het team bestrijkt verschillende specialiteiten, maar ze werken allemaal samen om ervoor te zorgen dat de productie volgens de specificaties van de klant gebeurt.

Stecker Machine lanceert vaak meerdere nieuwe onderdelen tegelijk, waardoor het QA-team op de proef wordt gesteld.  De tijdlijnen zijn doorgaans strak, de middelen worden zorgvuldig beheerd en op één lijn gebracht, en verschillende mensen treden op om de vele ISIR's te voltooien met volledige dimensionale lay-outs. Eventuele knelpunten op het gebied van planning en mankracht worden afgehandeld door CMM-programmeurs, technici, managers en zelfs een leerling-machinist.

Voor één specifiek project breidden de drie veelgebruikte CMM's van Stecker Machine voor FAI-onderdelen zich uit tot een vierde (nog eens zeven zijn voor in-cycle-onderdelen). Dat vereiste aanpassing van het productiebemonsteringsplan, vooral door productieonderdelen te bepalen die stabiel waren en minder vaak konden worden getest. Er was geen sprake van een toename van het productieafval en het schema bleef ongewijzigd.

Met een beetje creativiteit en veel hard werk produceerde het QA-team van Stecker tegelijkertijd meer dan 30 nieuwe onderdelen met behoud van de kwaliteit. Die gedrevenheid en focus resulteerden uiteindelijk in het voldoen aan (en overtreffen van) de behoeften van de klant.

Klaar om de verspaning en kwaliteit van Stecker op de proef te stellen? Neem contact op met een offerteaanvraag (de laatste afkorting van dit artikel. Dat beloven we!), neem contact met ons op of bel 920-726-4526. Nog niet klaar? Lees deze casestudy waarin een uitdaging op het gebied van machinale bewerking, testen en kwaliteit wordt belicht.

Over de auteur

Brian geeft leiding aan de kwaliteitsafdeling van Stecker Machine en geeft leiding aan de nieuwe producten Advanced Product Quality Planning (APQP), en implementeert en volgt ISO 9001 en IATF 19649 kwaliteitsmanagementsystemen. Hij en zijn team voltooien controleplannen en audits, zodat alle producten voldoen aan strenge klantspecificaties. Brian heeft zich opgewerkt in de SMC-rangen, van CMM-programmeur tot kwaliteitsingenieur en kwaliteitsmanager.