Erste Artikelprüfung bei der Spritzgussproduktion
Die erste Artikelprüfung (FAI) ist Ihr Nachweis dafür, dass die Werkzeuganlage das herstellt, was sie soll. Ich habe FAI-Einreichungen gesehen, die abgelehnt wurden, weil Dimensionen fehlten. Ich habe Projekte gesehen, die verzögert wurden, weil die Dokumentation nicht vollständig war. Hier erfahren Sie, wie Sie die FAI beim ersten Mal richtig durchführen.
Wichtige Punkte
| Aspekt | Wichtige Informationen |
| -------- |
|---|
| Erster Überblick |
| Grundlegende Konzepte und Anwendungen |
| Kostenaspekte |
| Unterschiedlich je nach Projektkomplexität |
| Best Practices |
| Einhaltung der Branchenrichtlinien |
| Häufige Herausforderungen |
| Planung von Kontingenzmaßnahmen |
| Branchenstandards |
| ISO 9001, AS9100, falls anwendbar |
Verständnis der FAI
Was ist FAI?
FAI bestätigt, dass die ersten Produktteile alle Zeichnungsanforderungen erfüllen, bevor die Serienproduktion beginnt.
Wann ist FAI erforderlich?
Trigger | Typische Anforderung | Neues Werkzeug | Immer erforderlich | Werkzeugmodifikation | Wenn CTQs betroffen sind | Neuer Lieferant | Meistens erforderlich | Prozessänderung | Wenn Qualität beeinträchtigt wird | Jährliche Wiederzulassung | Kundenbedürfnis
Umfang der FAI
Umfang | Definition
| --- Vollständige FAI | Alle Charakteristika (100+ Maße) Teilweise FAI | Nur geänderte Maße Plus-1 | Erstes Produktionsstück
FAI-Anforderungen nach Standard
PPAP-Anforderungen (AIAG)
| Ebene | Dokumentation | Typische Verwendung |
| ------ |
|---|
| -------------------- |
| 1 |
| Teilnahmebestätigung nur selten |
| 2 |
| Bestätigung + Ergebnisse für ein Teil häufig |
| 3 |
| Bestätigung + Ergebnisse für alle Proben am häufigsten |
| 4 |
| Bestätigung + alle Daten kundenspezifisch |
| 5 |
| Bestätigung + alle Daten + überprüft kritische Teile |
Wichtige PPAP-Elemente
| Element | Beschreibung | Erforderlich? |
| -------- |
|---|
| --------------- |
| PSW |
| Teilnahmebestätigung |
| Ja |
| IMDS |
| Materialdeklaration |
| Ja |
| Erscheinungsapprobation |
| AAI-Bericht |
| Wenn anwendbar |
| Maßergebnisse |
| Vollständige Inspektion |
| Ja |
| Materialzertifikate |
| Testergebnisse |
| Ja |
| Werkzeugprotokoll |
| Werkzeughistorie |
| Ja |
| Prozessfluss |
| PFMEA-Referenz |
| Ja |
| PFMEA |
| Prozessfehlermodusanalyse |
| Ja |
| Kontrollplan |
| Qualitätskontrollplan |
| Ja |
| MSA |
| Messsystemanalyse |
| Ja |
| Prozessfähigkeit |
| Cpk-Studie |
| Ja |
Anforderungen an die Maßprüfung
Messplan
| Schritt | Aktion | Ausgabe |
| -------- |
|---|
| --------- |
| 1 |
| Zeichnung überprüfen |
| Alle Maße identifizieren |
| 2 |
| Maße klassifizieren |
| Kritisch, wichtig, unwichtig |
| 3 |
| Messmethoden auswählen |
| CMM, Messgeräte usw. |
| 4 |
| GD& T Interpretation definieren |
| 5 |
| Prüfplan erstellen |
| Dokumentierte Verfahren |
Maßklassifizierung
| Klasse | Symbol | Messung | Akzeptanz |
| -------- |
|---|
| --------- |
| ------------ |
| Kritisch |
| ★ |
| 100 % Messung |
| Gemäß Toleranz |
| Wichtig |
| Stichprobe oder 100 % | Gemäß Toleranz | | Unwichtig |
| Stichprobe | Gemäß Toleranz |
Identifikation kritischer Merkmale
| Methode | Verifikation |
| -------- |
|---|
| Passmaße |
| CMM oder Funktionsmessgerät |
| 100 % |
| Regulatorische Maße |
| CMM |
| 100 % |
| Sicherheitsmaße |
| CMM |
| 100 % |
| Kritische Toleranzen |
| CMM |
| 100 % |
Verifikationsmethode für nicht-kritische Maße
| Frequenz | Hinweise |
| ---------- |
|---|
| CMM |
| Stichprobe (3–5 Teile) |
| Zufällige Auswahl |
| Go/No-go |
| Stichprobenprüfung |
| Visuell |
| Stichprobe |
| Dokumentiert |
Anforderungen an das Messsystem
MSA (Messsystemanalyse)
| Zweck | Akzeptanz |
| ------- |
|---|
| Gage R&R |
| Wiederholbarkeit, Wiederholbarkeit |
| <10 % akzeptabel |
| Bias |
| Genauigkeit |
| <5 % der Toleranz |
| Linearität |
| Genauigkeit über den Bereich |
| <10 % der Toleranz |
| Stabilität |
| Über die Zeit |
| Statistisch kontrolliert |
Gage R&R-Akzeptanzkriterien
| Gage R&R | Interpretation | Aktion |
| ---------- |
|---|
| -------- |
| <10 % |
| Akzeptabel |
| Wie ist |
| 10–30 % |
| Marginal |
| Eventuell akzeptabel |
| >30 % |
| Nicht akzeptabel |
| System verbessern |
Messausrüstungsmethode
| Verwendung | Unsicherheit |
| ------------ |
|---|
| CMM |
| Präzisionsmaße |
| <0,0001” |
| Optischer Vergleichsmeßapparat |
| Profile, Konturen |
| <0,0002” |
| Höhenmessgerät |
| 2D-Maße |
| <0,0001” |
| Funktionale Messgeräte |
| Passverifikation |
| Basierend auf Toleranz |
| Handwerkzeuge |
| Allgemein |
| Gemäß Toleranz |
FAI-Dokumentation
Teilnahmebestätigung (PSW)
| Feld | Information |
| ------ |
|---|
| Lieferantenname |
| ____________ |
| Kunde |
| ____________ |
| Bauteilnummer |
| ____________ |
| Bauteilname |
| ____________ |
| Lieferantencode |
| ____________ |
| Produktionsstätte |
| ____________ |
| Werkzeugnummer |
| ____________ |
| Werkzeugstatus |
| [ ] Produktion [ ] Geändert |
| Lieferantencode |
| ____________ |
| Änderungsebene |
| ____________ |
| Ausstellungsdatum |
| ____________ |
Maßergebnisse
| Dimension | Spezifikation | Aktuell | Pass/Fail | Methode |
| ----------- |
|---|
| --------- |
| ----------- |
| --------- |
| 1,001 ± 0,005 |
| 1,003 |
| Pass |
| CMM |
| 2,500 ± 0,010 |
| 2,498 |
| Pass |
| CMM |
| 3,050 ± 0,020 |
| 3,045 |
| Pass |
| Messgerät |
| …………… |
Materialzertifizierung
| Testmethode | Spezifikation | Ergebnis | Pass/Fail |
| ------------- |
|---|
| ---------- |
| ----------- |
| Schmelzförderung |
| ASTM D1238 |
| 20–30 g/10min |
| 24,5 |
| Pass |
| Zugfestigkeit |
| ASTM D638 |
| >6000 psi |
| 6850 |
| Pass |
| IZOD-Prüfung |
| ASTM D256 |
| >3 ft-lb/in |
| 4,2 |
| Pass |
Anforderungen an die Prozessfähigkeit
Fähigkeitsstudienanforderungen
| Faktor | Standard | Hinweise |
| -------- |
|---|
| ---------- |
| Stichprobengröße |
| ≥30 aufeinanderfolgende Teile |
| Produktionsbedingungen |
| Datenbeschaffung |
| Mindestens 1 Shift |
| Normale Produktion |
| Analyse |
| X-bar/R oder I-MR |
| Abhängig vom Datentyp |
| Berichterstattung |
| Cpk, Ppk, Pp |
| Alle Indizes |
Akzeptanzkriterien für Fähigkeit
| Charakteristik | Cpk-Anforderung |
| ---------------- |
|---|
| Kritisch (★) |
| ≥1,67 |
| Wichtig |
| ≥1,33 |
| Unwichtig |
| ≥1,00 |
Wenn Cpk niedrig ist
| Aktion | Schwelle | Zweck |
| -------- |
|---|
| -------- |
| Dokumentation |
| Cpk < 1,33 |
| Rückverfolgbarkeit |
| Untersuchung |
| Cpk < 1,00 |
| Ursachen |
| Begrenzung |
| Cpk < 0,67 |
| Verhindern des Versands |
| Neuantrag |
| Nach Verbesserung |
| Fix verifizieren |
Sicht- und Erscheinungsstandards
Erscheinungsapprobation
| Element | Anforderung |
| --------- |
|---|
| Oberflächenfinish |
| Gemäß Spezifikation |
| Farbe |
| Masterstandard |
| Schließungsrest |
| Gemäß Standard |
| Trennlinie |
| Gemäß Standard |
| Verpackung |
| Gemäß Anforderung |
AAI (Erscheinungsinspektion)
| Artikel | Standard | Bewertung |
| --------- |
|---|
| ----------- |
| Farbe |
| Masterprobe |
| Übereinstimmung |
| Glanz |
| Masterprobe |
| ±5 Einheiten |
| Oberfläche |
| Spezifikation |
| Keine Defekte |
| Schließung |
| Standard |
| Akzeptabel |
Einreichanforderungen – Checklist
Vor der Einreichung
-
Werkzeug fertiggestellt und Tests durchgeführt
-
Prozess validiert
-
Alle Maße identifiziert
-
Messsystem bereit
-
Dokumentation begonnen
Dokumentation
-
PSW vervollständigt und unterzeichnet
-
Maßergebnisse (vollständige Layout)
-
Materialzertifikate
-
MSA-Berichte
-
Prozessflussdiagramm
-
PFMEA
-
Kontrollplan
-
Fähigkeitsstudien
-
IMDS-Einreichung
-
AAI-Bericht (falls anwendbar)
-
Werkzeugzeichnungen (falls anwendbar)
Teilnahmebeleg
-
Probeteile (Anzahl pro Kunde)
-
Repräsentative Produktionsbauteile
-
Alle Formen vertreten
-
Korrekte Kennzeichnung
-
Verpackung gemäß Anforderung
-
Versanddokumente
Häufige FAI-Fehler
Dokumentationsprobleme
| Fehler | Vermeidung |
| -------- |
|---|
| Fehlende Maße |
| Zeichnungsüberprüfung |
| Veraltete Dokumente |
| Versionskontrolle |
| Unvollständige Aufzeichnungen |
| Checklistenabschluss |
| Unklare Spezifikationen |
| Klärung vor Beginn |
Messprobleme
| Fehler | Vermeidung |
| -------- |
|---|
| Falsche Messmethode |
| In Prüfplan definieren |
| Unzureichende MSA |
| Vor FAI abschließen |
| Schlechte Stichprobe |
| Statistischer Stichprobenplan |
| Falsches Gerät |
| Kalibriert, passendes Werkzeug |
Prozessprobleme
| Fehler | Vermeidung |
| -------- |
|---|
| Nicht repräsentative Teile |
| Produktionsbedingungen |
| Prozess nicht fähig |
| Cpk vor FAI |
| Werkzeug nicht produktionsbereit |
| Angemessene Debugging |
| Mitarbeiter nicht geschult |
| Schulungsprotokolle |
FAI-Berichtsstruktur
Standard FAI-Bericht
SEKTION 1: ALLGEMEINE INFORMATIONEN
- Bauteilnummer, Name, Revision
- Lieferantname, Standort
- Werkzeugnummer, Status
- Datum der FAI
- Kundenanforderungen
SEKTION 2: TEILNEHMEBESTÄTIGUNG
- Unterzeichnetes PSW-Formular
- Genehmigungssignaturen
SEKTION 3: MAßERGEBNISSE
- Prüfplan
- Vollständige Layout-Ergebnisse
- Akzeptanzstatus
- Nicht konforme Artikel
SEKTION 4: MATERIALZERTIFIZIERUNG
- Resinzertifizierung
- Testergebnisse
- Konformitätsprüfung
SEKTION 5: PROZESSDOKUMENTATION
- Prozessfluss
- PFMEA
- Kontrollplan
SEKTION 6: MESSSYSTEM
- MSA-Berichte
- Gerätekalibrierung
SEKTION 7: PROZESSFÄHIGKEIT
- Studiendaten
- Cpk/Ppk-Ergebnisse
- Analyse
SEKTION 8: VISUELLES/ERSCHINUNGSBILD
- AAI-Bericht
- Masterproben
- Standards
SEKTION 9: WERKZEUG
- Werkzeugzeichnungen
- Wartungsaufzeichnungen
SEKTION 10: GENEHMIGUNGEN
- Qualitätsgenehmigung
- Ingenieurgenehmigung
- Kundengenehmigung
Das Fazit
FAI ist Ihre Qualitätsversprechen – die Dokumentation, die besagt: „Wir haben es richtig hergestellt, wir haben es richtig gemessen und es entspricht den Anforderungen.“ Vervollständigen Sie die Dokumentation. Nutzen Sie das richtige Messsystem. Verifizieren Sie die Fähigkeit. Geben Sie keine unvollständige FAI ab. Nutzen Sie kein kalibriertes Gerät. Verpassen Sie nicht die Prozessvalidierung. So erhalten Sie die FAI beim ersten Mal genehmigt.