Allgemeine Fertigung

Qualitätskontrolle

in der allgemeinen Fertigung

In der allgemeinen Fertigungsindustrie hat man es mit einer Vielzahl von Produkten zu tun, darunter Konsum- und Industriegüter sowie Werkstoffe. Die Qualitätskontrolle ist deshalb von entscheidender Bedeutung und Hersteller sind an strenge Normen gebunden, damit ihre Produkte Qualitäts-, Sicherheits-, Leistungs- und Zuverlässigkeitsanforderungen erfüllen.

Mit dem technologischen Fortschritt spielen Automatisierung und Robotik in der Fertigungsindustrie eine immer wichtigere Rolle. Sie helfen bei der Effizienzsteigerung,
Kostenreduktion und Verbesserung der Produktqualität.

Messarten/Methoden der Qualitätskontrolle in der Fertigungsbranche

Dimensionsmessung

Die physischen Abmessungen ganzheitlicher Objekte, ihrer Bauteile und sogar einzelner Details wie Kantenbrüche oder Bohrungen müssen während des gesamten Produktions-prozesses überprüft werden. Je nach Beschaffenheit des Werkstücks kann dies auf verschiedene Weise geschehen. Faktoren wie Standort, Messgenauigkeit, Material oder Stückzahl beeinflussen die Wahl des geeigneten Messgeräts, die Messtechniker oder Fertigungsingenieure treffen. Daraus ergibt sich eine Vielzahl an Messgeräten, die in Fertigungsanlagen zum Einsatz kommen: Ob Handmessmittel, Koordinatenmessgeräte (KMG), Bildverarbeitungsmessgeräte (VMM) oder optische Messsysteme – die Auswahl ist nahezu unbegrenzt!

Härteprüfung

In allgemeinen, branchenübergreifenden Fertigungsverfahren gehört die Härteprüfung in der Regel zu den wesentlichen Qualitätskontrollprozessen. Hierfür stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, darunter die Prüfverfahren nach Rockwell, Brinell, Vickers und Mikro-Vickers. Bei diesen Tests wird eine definierte Last auf die Materialoberfläche ausgeübt und die entstehende Vertiefung gemessen. Die Härte des Materials lässt sich anschliessend anhand der Prüfkraft, geteilt durch die Eindruckfläche (bzw. Eindringtiefe beim Rockwell-Verfahren), bestimmen und mit Industriestandards oder Kundenanforderungen abgleichen. Je nach Anforderung und Anwendungsfall – beeinflusst durch Faktoren wie Werkstück-grösse, Material und Einsatzort – kommen unterschiedliche Prüfmethoden und Geräte zum Einsatz. Die Auswahl reicht von Handmessmitteln bis hin zu manuellen und automatisierten Messsystemen, die jeweils auf spezifische Prüfbedingungen zugeschnitten sind.

Rauheitsmessung

Die Rauheitsmessung wird eingesetzt, um die Oberflächenqualität eines Produkts zu beurteilen, die sowohl dessen Optik als auch Funktionalität beeinflussen kann. Unabhängig davon, ob ein Produkt gegossen, gefräst, geschliffen oder gedruckt wurde – jede Herstellungsweise hinterlässt ein charakteristisches Rauheitsprofil, das den festgelegten Spezifikationen entsprechen muss. Diese Anforderung gilt branchenübergreifend und für alle Produktionsmethoden und Produkte – von einer einzelnen Nudel bis hin zum Smartphone-Bildschirm.

Statistische Prozesskontrolle

Statistische Prozesskontrollsoftware (SPC) nutzt statistische Methoden, um Fertigungs-prozesse zu überwachen und zu steuern, sodass Produkte den gewünschten Spezifikationen entsprechen. Solche Software, wie beispielsweise MeasurLink®, erfasst in Echtzeit Daten von verschiedenen Messgeräten in der Fertigungsanlage und erstellt daraus detaillierte Berichte. Diese Berichte bieten einen umfassenden Überblick über die Qualitätssicherungs-prozesse und ermöglichen eine präzise Kontrolle und Optimierung der Produktionsqualität.

Optische Inspektion

Die Qualitätskontrolle umfasst weit mehr als nur dimensionale Messtechnik – eine weitere zentrale Prüfart im Fertigungsprozess ist die optische Inspektion. Während diese früher meist mit dem blossen Auge und einer Lupe oder einem Mikroskop durchgeführt wurde, stehen heute modernste Methoden zur Verfügung. Der Einsatz von Robotern mit hoch-entwickelten optischen Systemen wie der TAGLENS-Technologie ermöglicht eine präzise Abstimmung von Hardware und Software. Durch die Kombination eines kollaborativen Roboters mit künstlicher Intelligenz und erweiterter Schärfentiefe können Inspektions-systeme flexibel und gezielt auf Qualitätsmerkmale programmiert werden. Dies erlaubt es, Produkte auf ihrem Weg durch die Produktionslinie effizient und zuverlässig zu prüfen.

Arten von Fertigungsprozessen

Formguss

Bei diesem Verfahren wird ein Material – in der Regel Kunststoff oder Metall – geformt, indem es durch Erhitzen zum Schmelzen gebracht und dann in einen Formhohlraum eingegossen wird. Sobald das Material abgekühlt und ausgehärtet ist, wird die Form geöffnet und das fertige Teil entnommen.

Spritzguss

Bei diesem Verfahren wird nach dem
Schmelzen von Kunststoff oder Aluminium
das geschmolzene Material unter hohem
Druck in einen Formhohlraum gespritzt,
worin es seine gewünschte Gestalt
annimmt. Die Form wird dann abgekühlt,
damit sich das Material verfestigt, und
das fertige Teil wird aus der Form
ausgeworfen (Entformen).

Fräsen

Dieses Verfahren wird häufig für die Herstellung
von Werkstücken mit komplexen Formen und
Merkmalen verwendet, beispielsweise für
Zahnräder, Motor- und Triebwerkskomponenten
sowie Maschinenteile. Beim Fräsen bewegt
sich ein Schneidwerkzeug entlang mehrerer
Achsen und rotiert dabei mit einer bestimmten
Geschwindigkeit, um die gewünschte Form
zu erzeugen.

Drehen

Bei diesem Verfahren wird ein Werkstück
rotatorisch um seine eigene Achse bewegt,
während ein Schneidwerkzeug an dessen
Oberfläche entlanggeführt wird, um Material
abzutragen und die gewünschte Form
oder Grösse zu erzeugen. Das Drehen wird
in der Regel zur Herstellung von zylindrischen
Bauteilen wie Wellen, Bolzen und Muttern verwendet.

Schleifen

Dieses Verfahren wird in der allgemeinen
Fertigungsindustrie zum Erzielen hoher
Mass- und Formgenauigkeiten mit engen
Toleranzklassen bei gleichzeitig hohen
Oberflächenqualitäten und geringen
Oberflächenrauheiten eingesetzt. Es
kommt häufig in Verbindung mit anderen
Bearbeitungsverfahren wie Fräsen,
Drehen und Härten zum Einsatz.

3D-Druck

Bei diesem relativ neuen Fertigungsverfahren,
welches man auch als additive Fertigung bezeichnet,
wird ein digitales Modell mithilfe von CAD-Software
erstellt und dann Schicht für Schicht aus Materialien
wie Kunststoff, Metall und Keramik gedruckt.

Funkenerosion (EDM)

EDM steht für „Electrical Discharge
Machining“ und ist ein auf Deutsch auch
als Elektroerosion bezeichnetes Fertigungs-
verfahren, das man für die Formgebung
und das Schneiden von harten Materialien
wie Metall, moderner Keramik und
Verbundwerkstoffen anwendet, welche
elektrisch leitend sind. Dieses hochpräzise
Verfahren wird häufig im Werkzeug- und
Formenbau, in der Luft- und Raumfahrt
sowie in der Automobilindustrie zur
Herstellung komplexer Formen oder
Komponenten eingesetzt.

Leiterplattenfertigung

Leiterplatten (Printed Circuit Boards – PCBs)
kommen überall in der allgemeinen Fertigungs-
industrie in einer Vielzahl von elektronischen
Geräten zum Einsatz. Der Herstellungsprozess
dieser Leiterplatten umfasst eine Reihe von
Schritten wie Entwurf/Layout, Ätzen, Bohren
und Beschichten.

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