Kwaliteitsplanning bij Hydroforce: wat er wordt vastgelegd voordat het eerste onderdeel wordt gemaakt

Een inspectierapport zegt of één onderdeel goed is. Of de volgende duizend onderdelen goed zullen zijn, wordt veel eerder beslist, bij de planning van de order. Dit artikel legt uit hoe wij de kwaliteit plannen per order en per technologie: het controleplan, de goedkeuring van het eerste artikel, de controles tijdens de serie en de terugkoppeling die het proces houdt op het punt waarop het is gevalideerd.

Onze kwaliteitspagina beschrijft de drie controlefasen die wij hanteren: verificatie van grondstoffen, bewaking tijdens het proces en eindacceptatie. Klanten die ons auditen, stellen meestal een andere vraag: hoe weten wij vooraf dat een partij wordt goedgekeurd? Het eerlijke antwoord is dat de controles zijn ontworpen voordat de partij bestond, en dat de partij juist daardoor wordt goedgekeurd. Dat ontwerpwerk is kwaliteitsplanning, en het ziet er anders uit voor een hydraulische cilinder, een drukgegoten behuizing, een gesinterd tandwiel en een hardmetalen mondstuk.

Waarom wij plannen in plaats van sorteren

Een leverancier die op de eindcontrole vertrouwt, is in feite alleen aan het sorteren. Goede onderdelen gaan naar de klant, slechte onderdelen gaan naar de afkeur, en het proces zelf leert niets. De kosten worden dubbel betaald: één keer in afkeur en één keer in levertijd, omdat een afgekeurde partij pas aan het eind wordt ontdekt, wanneer er geen tijd meer is om een nieuwe te maken.

Planning verlegt de inspanning naar voren. Voordat een order voor productie wordt vrijgegeven, buigt een kleine groep mensen zich over de tekening: een procesengineer, een kwaliteitsengineer en, voor onderdelen die met een eigen matrijs of persgereedschap worden gemaakt, een gereedschapsengineer. Zij verlaten de bespreking met vier documenten: een processtroomschema met alle bewerkingen in volgorde, een risicoanalyse die benoemt wat er bij elke bewerking mis kan gaan, een controleplan dat vastlegt wat er wordt gemeten, waar, hoe vaak, waarmee en wat er gebeurt als een meetwaarde buiten de grenzen valt, en een acceptatieprotocol dat met de klant is overeengekomen. Die vier documenten laten zien hoe een systeem volgens ISO 9001:2015 er in de werkplaats uitziet.

De planningsvolgorde

1. Toetsing van contract en tekening

Elke order begint met een toetsing van de tekening en de specificatie aan wat onze processen kunnen waarmaken. Typische bevindingen zijn een ontbrekende tolerantie, een verwijzing naar een ingetrokken norm, een oppervlaktekwaliteit die het gekozen proces niet kan halen, of een materiaalkwaliteit zonder Europees equivalent. Elk van deze punten wordt schriftelijk met de klant opgelost voordat er iets wordt bewerkt of gegoten. De toetsing deelt ook de kenmerken in klassen in. Bij elk onderdeel beslissen enkele maten of het werkt: een boringdiameter, een afdichtvlak, een schroefdraad, een hardheidsbereik. Die worden kritische kenmerken, en het controleplan behandelt ze anders dan een afschuining.

2. Procesontwerp en meetontwerp

De route wordt bewerking voor bewerking vastgelegd. Voor elke bewerking kiest de planner de machine, de opspanmal, de snij- of persparameters en het meetinstrument. Het meetinstrument wordt met dezelfde zorg gekozen als de machine. Een tolerantie van 0,02 mm kan niet worden gecontroleerd met een instrument met een resolutie van 0,01 mm, dus de meetmethode moet ruwweg tien keer fijner zijn dan de tolerantie. Ook het CMM-programma voor het onderdeel wordt in deze fase geschreven, ruim voordat de eerste onderdelen in het lab aankomen.

3. Risicoanalyse

Voor elke bewerking vraagt het team waar het proces kan afwijken en wat daarvan het gevolg zou zijn. De antwoorden hangen af van het onderdeel. Bij een verchroomde zuigerstang is de zwakke plek de laagdikte aan de uiteinden, bij een drukgegoten behuizing de porositeit onder een bewerkt afdichtvlak. Een gesinterd tandwiel kan in een dikke doorsnede in dichtheid variëren, en een hardmetalen inzetstuk uit een nieuwe poederpartij kan anders krimpen dan het vorige. Elk risico dat zo wordt gevonden, krijgt een eigen regel in het controleplan. Voor hydraulische cilinders is deze analyse formeel: een faalwijze- en effectanalyse (FMEA) per ontwerp, gevoed door onze garantie- en praktijkgegevens, zodat een probleem dat al eens is opgetreden niet in het volgende ontwerp terugkomt.

4. Het controleplan

Het controleplan is het ene document dat een operator, een inspecteur en de auditor van een klant allemaal lezen. Een kort uittreksel voor een bewerkte cilinderbuis laat het formaat zien.

Twee kolommen wegen het zwaarst. Frequentie bepaalt de kosten van de controle, en voor kritische kenmerken wordt die met de klant overeengekomen. Reactie maakt van een meting beheersing: zonder reactieregel levert dezelfde meting alleen een rapport op.

5. Validatie van gereedschap en eerste artikel

Voor elk onderdeel dat afhankelijk is van een gietmatrijs, een spuitmatrijs of een persmatrijs wordt het gereedschap gevalideerd voordat het plan wordt ondertekend. De eerste gietstukken of perslingen worden volledig gemeten, elke maat op de tekening, en vergeleken met het CAD-model. Waar het gereedschap wordt gecorrigeerd, wordt het monster opnieuw gemeten. Alleen een gereedschap dat een goedgekeurd eerste artikel heeft opgeleverd, wordt vrijgegeven, en het eerste-artikelrapport wordt de referentie voor elke latere partij. Voor bewerkte onderdelen geldt dezelfde logica voor het eerste stuk van een nieuw programma of een nieuwe opspanmal.

Wat per technologie wordt gepland

De bovenstaande volgorde is voor elke order dezelfde, terwijl de inhoud van het controleplan met de technologie verandert. Hieronder staan de planningsbeslissingen die in elk van onze productietakken het zwaarst wegen.

Hydraulische cilinders

Het plan begint bij het materiaal: gehoonde buis en verchroomde stang worden geleverd met certificaten die aan de tekening worden getoetst voordat de partij wordt vrijgegeven. Het lassen gebeurt volgens schriftelijke procedures, en dragende lassen krijgen niet-destructief onderzoek met de frequentie die in het plan is vastgelegd. De montage wordt gepland rond reinheid en het hanteren van afdichtingen, omdat de meeste vroege lekkages terug te voeren zijn op een beschadigde afdichting of een verontreinigde boring en niet op een bewerkingsfout. De eindtest omvat elke eenheid. Elke cilinder wordt onderworpen aan een drukproef bij werkdruk en bij overdruk, gecontroleerd op externe en interne lekkage, en het protocol wordt met het serienummer bewaard. Documentatie wordt vanaf het begin gepland wanneer de klant die nodig heeft voor classificatie: ISO-, DIN-, DNV-, ABS- of API-pakketten, met sterkteberekeningen en testprotocollen.

CNC-bewerking en tandwielen

Precisieonderdelen worden gepland rond de toleranties van de klassen IT6 tot IT7 en de normen voor algemene toleranties op de tekening: ISO 2768, ISO 286 voor passingen, ISO 1101 voor geometrie. Het CMM-programma wordt vooraf geschreven en op het eerste stuk gevalideerd. Tijdens de serie worden kritische afmetingen met vaste tussenpozen gemeten, met een geplande controle elke 45 machine-uren en een regelkaart voor de maten waarbij gereedschapsslijtage de bekende oorzaak van afwijking is. Voor tandwielen omvat het plan meting van profiel, flankrichting en steek volgens ISO 1328 op een tandwielmeetmachine, en controles van hardheid en inzetharddiepte na de warmtebehandeling. Grote componenten tot 16 meter worden anders gepland: een lasertracker of een 3D-scanner vervangt de CMM, en de meetopstelling wordt samen met de opspanmal ontworpen voordat het onderdeel wordt geladen.

Drukgieten

Hier wordt de kwaliteit in de matrijs gepland. Matrijsontwerp, gietsysteem en koeling worden beoordeeld op het risico van porositeit in de zones die later worden bewerkt of afgedicht, en die zones worden in het plan als kritisch gemarkeerd. Proefseries met de matrijs leveren het eerste artikel op. In serie worden de procesparameters van de machine in realtime bewaakt en in grafieken vastgelegd, omdat een drukgietcel die zijn parameters vasthoudt ook zijn maten vasthoudt. Maattoleranties van ±0,1 tot 0,3 mm en een oppervlakteruwheid Ra van 1,6 tot 6,3 µm worden gecontroleerd op de CMM en met oppervlaktemeting. Waar het onderdeel drukdicht moet zijn of een constructieonderdeel is, wordt röntgenonderzoek voor de kritische zones met een overeengekomen frequentie aan het plan toegevoegd.

Poedermetallurgie en MIM

Gesinterde onderdelen worden beheerst via materiaal en proces, niet via verspanen. Het plan begint bij de poederpartij: samenstelling en vloeigedrag worden bij ontvangst gecontroleerd. Het persen wordt gepland voor een groene dichtheid boven 95%, en de pers wordt bewaakt op druk en vulling. Sinterovens draaien geprogrammeerde cycli met een temperatuur die binnen ±5 °C wordt gehouden in een gecontroleerde atmosfeer, en het cyclusverslag maakt deel uit van het partijdossier. Elke partij wordt gecontroleerd op dichtheid, hardheid en afmetingen, met metallografisch onderzoek met de frequentie die in het plan is vastgelegd. Bij MIM-onderdelen is gewichtscontrole van groene onderdelen de vroege waarschuwing: een verandering in gewicht laat een afwijking in de feedstock of het spuitgieten zien voordat de maten verschuiven. Toleranties van ±0,05 mm na het sinteren en ±0,02 mm voor MIM zijn de waarden waarop het plan is afgestemd.

Hardmetaal

Hardmetaal voegt een planningsstap toe die geen enkele andere technologie nodig heeft: de krimpproef. Een onderdeel krimpt tijdens het sinteren lineair 15 tot 20%, en het exacte getal hangt af van de hardmetaalsoort en de poederpartij. Voordat een matrijs definitief wordt gemaakt, bepaalt een proefsintering de krimpfactor. In de productie omvat het plan de hardmetaalsoort zelf, gekozen uit het ISO 513-bereik, en de eigenschappen die deze aantonen: dichtheid, hardheid en, voor kritische soorten, buigsterkte op proefstaven die in dezelfde cyclus zijn gesinterd. Sintertoleranties van ±0,15 mm worden door diamantslijpen teruggebracht tot ±0,01 mm, en de geslepen onderdelen worden op de CMM gecontroleerd met een oppervlakteruwheid Ra van 0,1 tot 0,4 µm. Waar de toepassing volledige dichtheid vereist, wordt heet isostatisch persen aan de route toegevoegd en door dichtheidsmeting bevestigd.

Hydraulische motoren en pompen

Motoren en pompen worden gepland als geteste eenheden. Elke eenheid doorloopt een functietest, een drukproef en een controle van de prestaties aan de hand van de cataloguswaarden, en verlaat het bedrijf met haar documentatiepakket.

Kwaliteit bewaken terwijl de partij loopt

Een plan werkt alleen als iemand het tijdens de serie levend houdt. Vier routines zorgen daarvoor.

• Wanneer een meetwaarde buiten tolerantie valt, stopt de bewerking. Onderdelen die sinds de laatste goede meting zijn gemaakt, worden apart gelegd en opnieuw gemeten, en de oorzaak wordt gevonden voordat de bewerking opnieuw start. Geen van die onderdelen gaat door naar de volgende fase.
• Elk meetinstrument, van momentsleutel tot CMM, staat in een kalibratieschema. Een instrument waarvan de kalibratiedatum is verstreken, wordt buiten gebruik gesteld. Meetregistraties vermelden het gebruikte instrument, zodat een kalibratiebevinding kan worden herleid tot de onderdelen die ermee zijn gemeten.
• Een defect dat in de werkplaats, bij een leverancier of door een klant wordt gevonden, wordt geregistreerd, ingedamd en tot de grondoorzaak geanalyseerd. De corrigerende maatregel wijzigt het plan, het gereedschap of de procedure, en de wijziging wordt bij de volgende partij geverifieerd.
• Materiaal en uitbestede bewerkingen vallen onder hetzelfde plan. Leveranciers worden geaudit, binnenkomende certificaten worden aan de specificatie getoetst, en een leverancierspartij die de ingangscontrole niet doorstaat, wordt geblokkeerd voordat die een machine bereikt.

Operators nemen aan dit alles deel. Zij worden opgeleid in de meettechnieken die hun controleplan voorschrijft, en de controles van het eerste stuk en de tussentijdse controles voeren zij zelf uit en tekenen zij zelf af.

Wat de klant kan vragen

Planning geeft de klant ook al vóór de start van de productie inzicht. Op verzoek delen wij het controleplan voor het onderdeel, stemmen wij de kritische kenmerken en de controlefrequentie af en voegen wij getuigde beproevingen of keuring door een derde partij toe waar de toepassing daarom vraagt. Met de zending, of op verzoek, leveren wij materiaalcertificaten, het eerste-artikelrapport, meetregistraties voor de kenmerken in het plan, testprotocollen voor cilinders, motoren en pompen, en een certificaat van overeenstemming voor de partij. Het document Acceptance Conditions (in het Engels) op onze kwaliteitspagina beschrijft de acceptatieprocedure in detail.

Kort samengevat

Controle achteraf vangt een defect op nadat het is ontstaan. Planning pakt de oorzaak ervan aan. Bij Hydroforce wordt het plan geschreven voordat de order wordt vrijgegeven, het hangt af van de technologie waarmee het onderdeel wordt gemaakt, en tijdens de serie wordt het levend gehouden door kalibratie, reactieregels en corrigerende maatregelen. Daarom kunnen wij ons vastleggen op de toleranties op onze technologiepagina’s, en daarom komt de tiende partij er net zo uit als de eerste.

Stuur ons uw tekening en eisen via het contactformulier. Wij antwoorden met een productievoorstel en een schets van het controleplan voor uw onderdeel.