Erstmusterprüfung (FAI): Vollständiger Leitfaden für CNC-bearbeitete Teile

Die Erstmusterprüfung, allgemein als FAI abgekürzt, ist einer der wichtigsten Qualitätskontrollschritte, wenn ein CNC-bearbeitetes Teil von der Zeichnungsfreigabe in die Produktion übergeht.

Sein Zweck besteht nicht einfach darin, das erste Bauteil zu messen, das aus einer Maschine kommt.

Eine ordnungsgemäß durchgeführte FAI liefert den dokumentierten Nachweis, dass ein produktionsrepräsentatives Teil hergestellt und anhand der geltenden technischen Anforderungen überprüft wurde, einschließlich Abmessungen, GD&T, Material, spezifizierter Prozesse, Oberflächenanforderungen und anderer in der Zeichnung oder Kaufdokumentation definierter Merkmale.

Für Einkäufer und Ingenieure verringert FAI das Risiko, Fehler bei der Zeichnungsinterpretation, Prozessprobleme, fehlende Anforderungen oder Dokumentationslücken zu entdecken, nachdem bereits eine vollständige Produktionscharge hergestellt wurde.

Für den CNC-Lieferanten wird eine verifizierte Basislinie erstellt, bevor die Routineproduktion fortgesetzt wird.

Bei NAITE TECH ist die Erstmusterprüfung in unser Gesamtkonzept integriert CNC-Bearbeitung und Qualitätskontroll- und Inspektionsworkflow . Der Umfang jeder FAI wird durch die Zeichnung, die Kundenanforderungen, das Produktionsrisiko und den geltenden Qualitätsstandards bestimmt und nicht durch die Anwendung des gleichen Inspektionspakets auf jedes Projekt.

Was ist die Erstmusterprüfung (FAI)?

Die Erstmusterprüfung ist ein dokumentierter Verifizierungsprozess, mit dem bestätigt wird, dass ein produktionsrepräsentatives Teil und der zu seiner Herstellung verwendete Prozess die geltenden Produktanforderungen erfüllen.

Für die CNC-Bearbeitung können diese Anforderungen Folgendes umfassen:

• Maßtoleranzen

• GD&T

• Materialspezifikation

• Wärmebehandlung

• Oberflächenbeschaffenheit

• Beschichten oder Plattieren

• Thread-Anforderungen

• Zeichnungsnotizen

• Spezielle Prozesse

• Funktionale Anforderungen

• Kundenspezifische Dokumentation

Das Ergebnis wird normalerweise in einem Erstmusterprüfbericht festgehalten, der oft als FAIR abgekürzt wird.

In Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungslieferketten bietet AS9102C einen standardisierten Rahmen für die Durchführung und Dokumentation von FAI, wenn dieser Standard vertraglich vorgeschrieben ist. SAE listet AS9102C als aktuelle Revision auf, überarbeitet am 28. Juni 2023.

FAI ist mehr als nur die Messung des ersten Teils

Der Ausdruck „erster Artikel“ kann dazu führen, dass FAI wie eine einfache Maßprüfung beim ersten Stück klingt.

Diese Interpretation ist unvollständig.

Eine formelle FAI befasst sich sowohl mit dem Produkt als auch mit dem Produktionsprozess, der das Produkt erstellt hat.

Beispielsweise misst ein bearbeitetes Aluminiumgehäuse möglicherweise korrekt, ein FAI-Paket kann jedoch immer noch unvollständig sein, wenn:

• Es wurde die falsche Zeichnungsrevision verwendet.

• Das Materialzertifikat stimmt nicht mit der angegebenen Legierung oder Härte überein.

• Eine Zeichnungsnotiz wurde nicht überprüft.

• Ein erforderliches Beschichtungszertifikat fehlt.

• Im Bericht fehlt ein GD&T-Merkmal.

• Das geprüfte Bauteil wurde mit einem temporären Verfahren hergestellt, das keine beabsichtigte Produktion darstellt.

Ein maßlich akzeptables Teil ist daher nur ein Teil einer erfolgreichen FAI.

Was beweist ein FAI eigentlich?

Eine gut durchgeführte FAI liefert den objektiven Nachweis, dass der Herstellungs- und Inspektionsprozess anhand der freigegebenen Produktdefinition überprüft wurde.

Es hilft zu zeigen, dass:

• Es wurde die korrekte technische Revision verwendet.

• Anwendbare Merkmale wurden identifiziert.

• Das gefertigte Teil erfüllt die definierten Anforderungen.

• Erforderliche Material- und Prozessdokumentation ist vorhanden.

• Messmethoden sind für die angegebenen Merkmale geeignet.

• Das geprüfte Teil kann der entsprechenden Fertigungsaktivität zugeordnet werden.

FAI sollte als Prozess zur Kontrolle des Produktionsrisikos betrachtet werden und nicht einfach als Qualitätsbericht, der nach Abschluss der Bearbeitung erstellt wird.

FAI vs. Erststückinspektion

Bei einer Erststück- oder Erstprüfung wird normalerweise Folgendes gefragt:

„Entspricht das erste Teil dieses Aufbaus den Abmessungen, die wir kontrollieren müssen?“

Eine formelle FAI stellt eine umfassendere Frage:

„Können wir einen objektiven Nachweis erbringen, dass ein produktionsrepräsentatives Teil die geltenden Produktanforderungen erfüllt und die relevante Fertigungsdokumentation korrekt ist?“

Die Erststückprüfung wird häufig intern während der Maschineneinrichtung eingesetzt.

FAI kann diese Erststückprüfung umfassen, deckt aber auch Dokumentation, Material, spezifizierte Prozesse, Rückverfolgbarkeit, Zeichnungsanforderungen und formelle Berichterstattung ab.

Wann ist FAI erforderlich?

Nicht für jeden CNC-Bearbeitungsauftrag ist ein formeller Erstmusterprüfbericht erforderlich.

Die Anforderung kann kommen von:

• Kundenbestellungen

• Qualitätsklauseln

• Branchenanforderungen

• Technische Spezifikationen

• Qualitätsvereinbarungen mit Lieferanten

• Interne Risikokontrollverfahren

FAI kommt besonders häufig in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Medizin, Halbleiter, Automobil, Robotik und anderen Anwendungen vor, bei denen Produktionsänderungen oder fehlerhafte Teile erhebliche nachgelagerte Auswirkungen haben können.

Wenn AS9102C gilt, muss die Organisation Änderungen bewerten, die eine frühere FAI ungültig machen oder nicht mehr durch sie repräsentiert werden können. Die aktuellen AS9102C-Richtlinien umfassen Änderungen an der technischen Definition, den Fertigungsquellen oder -prozessen, den Prüfmethoden, den Werkzeugen, den Materialien, dem Fertigungsstandort, den NC-Programmen, Korrekturmaßnahmen, bestimmten Störereignissen und einem zweijährigen Produktionsausfall für potenziell betroffene Merkmale.

Neues Teil oder erster Produktionslauf

Ein neues Produktionsteil ist einer der klarsten Gründe für die Durchführung einer FAI.

Das Ziel besteht darin, das freigegebene Design anhand eines Teils zu überprüfen, das auf dem vorgesehenen Herstellungsweg hergestellt wurde.

Bei der CNC-Bearbeitung kann dies Folgendes umfassen:

• Programmierte CNC-Operationen

• Geplante Termine

• Vorgesehene Schneidwerkzeuge

• Produktionsmaterial

• Erforderliche Wärmebehandlung

• Oberflächenveredelung

• Endkontrolle

Ein auf einem anderen temporären Weg hergestellter Prototyp sollte nicht automatisch als repräsentativ für den endgültigen Produktionsprozess angesehen werden.

Überarbeitung der Zeichnung oder des Entwurfs

Eine technische Überarbeitung bedeutet nicht immer, dass jedes Merkmal erneut überprüft werden muss.

Die erste Frage lautet:

Was hat sich geändert und kann sich diese Änderung auf zuvor überprüfte Merkmale auswirken?

Eine geänderte Lochposition wirkt sich möglicherweise nur auf eine kleine Gruppe verwandter Abmessungen und GD&T-Anforderungen aus.

Eine größere Geometrierevision kann die meisten oder alle der vorherigen FAI ungültig machen.

Der Umfang sollte sich an den Auswirkungen der Änderung orientieren.

Prozess-, Werkzeug-, Maschinen- oder Standortwechsel

Fertigungsänderungen können eine FAI-Überprüfung auslösen, selbst wenn das CAD-Modell und die Zeichnungsrevision gleich bleiben.

Beispiele hierfür sind:

• Neue Vorrichtung

• Unterschiedliche Bearbeitungsreihenfolge

• Neue Produktionsquelle

• Neue Inspektionsmethode

• Materielle Veränderung

• Verlagerung der Produktion

• NC-Programmwechsel

• Werkzeugänderungen, die sich auf die Produkteigenschaften auswirken können

Gemäß AS9102C wird von Organisationen erwartet, dass sie bewerten, ob solche Änderungen ungültig werden oder nicht mehr durch die vorhandenen FAI-Beweise repräsentiert werden.

Der wichtige Satz ist nicht einfach „etwas hat sich geändert“.

Die wichtige Frage ist, ob die Änderung Auswirkungen auf die Produktkonformität haben kann.

Neustart nach einem erheblichen Produktionsausfall

AS9102C beinhaltet einen zweijährigen Produktionsausfall als Ereignis, das eine Bewertung und FAI-Aktivität für Merkmale erfordert, die möglicherweise durch die Inaktivität beeinträchtigt wurden.

Kundenspezifische Anforderungen können strenger sein.

Aus diesem Grund sollten die Prüfung der Bestellung und der Qualitätsklauseln vor Beginn der Fertigung erfolgen.

Vollständiger FAI vs. teilweiser FAI

Eines der nützlichsten Konzepte bei der FAI-Planung ist das Verständnis, wann das gesamte Produkt erneut überprüft werden muss und wann nur betroffene Merkmale neue Nachweise erfordern.

AS9102C Form 1 unterscheidet explizit zwischen vollständigem FAI und teilweisem FAI und ermöglicht die Identifizierung der Grundkonfiguration und des Grundes für den FAI.

Was ist ein vollständiger FAI?

Eine vollständige FAI stellt die Verifizierung der gesamten anwendbaren Produktdefinition her oder stellt sie wieder her.

Dies ist in der Regel für ein neues Teil geeignet oder wenn vorhandene FAI-Beweise die aktuelle Konfiguration und den aktuellen Prozess nicht mehr angemessen darstellen können.

Eine vollständige FAI berücksichtigt im Allgemeinen alle anwendbaren Designmerkmale und unterstützenden Produktverantwortungsanforderungen.

Was ist ein teilweiser FAI?

Ein teilweiser FAI wird verwendet, wenn ein früherer akzeptabler FAI für nicht betroffene Merkmale weiterhin gültig bleibt, bestimmte Änderungen jedoch eine neue Überprüfung erfordern.

Beispiele können sein:

• Ein überarbeiteter Lochdurchmesser

• Eine veränderte Beschichtung

• Neue Werkzeuge, die sich auf ausgewählte Abmessungen auswirken

• Eine Prozessänderung, die sich auf eine begrenzte Anzahl von Merkmalen auswirkt

• Eine Zeichnungsüberarbeitung, die nur einen Teil des Entwurfs ändert

Der vorherige FAI wird zur Basislinie und der Teil-FAI dokumentiert, warum eine erneute Erfüllung erforderlich ist und welche Merkmale betroffen sind.

Was ist Delta-FAI?

„Delta FAI“ ist ein branchenüblicher Begriff für die Prüfung und Dokumentation des geänderten oder betroffenen Teils einer bestehenden Baseline.

In der AS9102-Terminologie wird dies normalerweise als partieller FAI und nicht als separater offizieller FAI-Typ behandelt.

Die praktische Idee ist dieselbe:

Wiederholen Sie gültige Beweise nicht unnötig, gehen Sie aber nicht davon aus, dass frühere Ergebnisse gültig bleiben, wenn eine Änderung sie beeinträchtigen könnte.

Wann müssen Merkmale erneut geprüft werden?

Der Umfang sollte sich eher an der technischen Wirkung als an der Zweckmäßigkeit orientieren.

Angenommen, ein Spannvorrichtungswechsel verändert die Art und Weise, wie ein dünnwandiges Gehäuse geklemmt wird.

Auch wenn sich die Zeichnung nicht geändert hat, müssen die durch die Klemmverformung beeinflussten Eigenschaften möglicherweise erneut überprüft werden.

Umgekehrt hat eine reine Beschriftungsrevision möglicherweise keine Auswirkungen auf die bearbeitete Geometrie.

Ein guter FAI-Prozess erfordert daher technisches Urteilsvermögen, Änderungsbewertung und dokumentierte Begründungen.

Der Erstmusterprüfprozess für CNC-bearbeitete Teile

FAI funktioniert am besten, wenn die Inspektionsplanung vor der Bearbeitung beginnt.

Die Behandlung von FAI als Papierkram, der am Ende der Arbeit zusammengestellt werden muss, erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass Merkmale, Zertifikate oder Messungen fehlen, die später nicht einfach wiederhergestellt werden können.

Schritt 1: Zeichnung und Anforderungen überprüfen

Der Prozess beginnt mit der Bestätigung der korrekten technischen Basislinie.

Rezension:

• Teilenummer

• Zeichnungsnummer

• Zeichnungsüberarbeitung

• Überarbeitung des 3D-Modells

• Material

• Temperament oder Zustand

• Allgemeine Toleranzen

• GD&T

• Oberflächenbeschaffenheit

• Themen

• Zeichnungsnotizen

• Spezielle Prozessanforderungen

• Kundenqualitätsklauseln

• Dokumentationsanforderungen

Eine Zeichnung sollte außerdem kritische Toleranzen klar von allgemeinen Bearbeitungsanforderungen unterscheiden.

Hinweise zur Angabe praktischer Abmessungen und GD&T finden Sie in unserem Designleitfaden für CNC-Bearbeitungstoleranzen.

Schritt 2: Erstellen Sie die Ballonzeichnung

Jedem anwendbaren Zeichnungsmerkmal wird eine eindeutige Kennung zugewiesen.

Diese Kennungen verbinden die Konstruktionszeichnung mit den Prüfergebnissen.

Zum Beispiel:

• Ballon 1 → Gesamtlänge

• Ballon 2 → Bohrungsdurchmesser

• Ballon 3 → Lochposition

• Ballon 4 → Ebenheit

• Ballon 5 → Oberflächenrauheit

• Ballon 6 → Zeichnungsnotiz

Mithilfe einer Ballonzeichnung können Hersteller, Prüfer, Kunden und Prüfer leichter bestätigen, dass nichts übersehen wurde.

Schritt 3: Erstellen Sie den Inspektionsplan

Nicht jedes Merkmal sollte mit demselben Werkzeug gemessen werden.

Der Inspektionsplan sollte Folgendes festlegen:

• Was muss gemessen werden

• Welches Instrument oder welche Methode ist geeignet?

• Welche Einrichtung ist erforderlich?

• Ob die Messung vor oder nach der Fertigstellung erfolgt

• Ob das Merkmal eine funktionale Messung erfordert

• Ob eine CMM-Programmierung erforderlich ist

Für eine Gesamtabmessung von ±0,50 mm und eine Anforderung an die genaue Position einer Präzisionsbohrung ist nicht die gleiche Prüfstrategie erforderlich.

Messunsicherheit, Zugänglichkeit, Datumssimulation und Teilestabilität sind alle wichtig.

Schritt 4: Bearbeiten Sie den ersten Produktionsartikel

Der geprüfte Artikel sollte der beabsichtigten Produktionskonfiguration so nahe wie möglich kommen.

Dazu gehören der Herstellungsweg, die Produktionsdokumentation, Werkzeuge, Vorrichtungen, Materialien und anwendbare Prozesse.

Wenn ein temporärer Setup- oder Prototyp-Prozess verwendet wird, sollte dieser Unterschied identifiziert und nicht stillschweigend als repräsentativ für die Produktion betrachtet werden.

Schritt 5: Anwendbare Merkmale messen

Anschließend erfolgt eine Prüfung anhand der definierten Anforderungen.

Je nach Teil kann die Messung Folgendes umfassen:

• Mikrometer

• Bremssättel

• Bohrungsmessgeräte

• Höhenmessgeräte

• Messstifte

• Gewindelehren

• CMM

• Optische Messung

• Prüfung der Oberflächenrauheit

• Funktionsmessgeräte

Für Präzisions-CNC-Komponenten werden häufig verschiedene Werkzeuge kombiniert, anstatt jedes Merkmal einem KMG aufzuzwingen.

Schritt 6: Material und spezielle Prozesse überprüfen

Die Maßhaltigkeit allein beweist nicht, dass das komplette Teil den Spezifikationen entspricht.

Bei der FAI-Überprüfung muss möglicherweise auch Folgendes überprüft werden:

• Materialqualität

• Materialzustand oder Temperament

• Wärmebehandlung

• Überzug

• Eloxieren

• Passivierung

• Beschichtung

• NDT

• Funktionstest

• Andere spezifizierte Prozesse

Wenn die Endbearbeitung kritische Abmessungen beeinflusst, kann eine Inspektion vor der Endbearbeitung, nach der Endbearbeitung oder beidem erforderlich sein.

Unser Der Leitfaden zum CNC-Oberflächenfinish-Design erklärt, warum Beschichtungsaufbau, Maskierung, Rauheit und Nachbearbeitungsabmessungen vor der Produktion geplant werden müssen.

Schritt 7: Erstellen und überprüfen Sie den FAI-Bericht

Vor der Einreichung sollte der Bericht als Gesamtpaket geprüft werden.

Ein technisch akzeptables Teil kann dennoch zu einem abgelehnten FAIR führen, wenn die Dokumentation unvollständig oder inkonsistent ist.

Die Überprüfung sollte Folgendes bestätigen:

• Ballonnummern stimmen mit Inspektionsaufzeichnungen überein.

• Die korrekte Revision erscheint im gesamten Paket.

• Erforderliche Ergebnisse werden protokolliert.

• Materialdatensätze stimmen mit dem Teil überein.

• Prozesszertifikate entsprechen der geltenden Spezifikation.

• Nichtkonformitäten oder genehmigte Abweichungen werden eindeutig identifiziert.

• Die Rückverfolgbarkeit ist vollständig.

Schritt 8: Produktionsfreigabe genehmigen

FAI ersetzt nicht die Anforderungen der Kundengenehmigung.

Abhängig vom Vertrag kann die Produktion intern weitergeführt werden, während die Kundenfreigabe noch aussteht, oder es kann eine formelle Genehmigung vor der weiteren Produktion oder dem Versand erforderlich sein.

Die Bestellung und die Qualitätsanforderungen des Kunden steuern diese Entscheidung.

Sobald die erforderliche FAI-Akzeptanz erreicht ist, wird die verifizierte Konfiguration zu einer wichtigen Produktionsbasislinie.

Was ist in einem FAI-Bericht enthalten?

Das genaue Paket hängt von der geltenden Norm und der Kundenanforderung ab.

Ein robustes CNC-FAI-Paket kombiniert üblicherweise zeichnungsbasierte Prüfnachweise mit Material-, Prozess- und Rückverfolgbarkeitsaufzeichnungen.

Ballonzeichnung

Die Ballonzeichnung stellt die Zuordnung zwischen technischen Anforderungen und gemeldeten Ergebnissen dar.

Jedes anwendbare Merkmal sollte berücksichtigt werden.

Abmessungen sind nur ein Teil dieser Anforderung.

Zeichnungshinweise, GD&T, Materialbeschreibungen, Oberflächenbedingungen, Gewinde und andere Anforderungen erfordern möglicherweise auch eine Merkmalsidentifizierung.

Dimensionsergebnisse

Im Prüfbericht werden die Anforderung und das Ist-Ergebnis der zutreffenden Maßmerkmale festgehalten.

Ein nützliches Ergebnis ist eine tatsächliche Messung, wenn die Messung angemessen ist.

Zum Beispiel:

Anforderung: Ø12.000 ±0,010 mm
Tatsächlich: 11,997 mm

Die alleinige Meldung „PASS“ erfüllt möglicherweise nicht die geltenden FAI- oder Kundenanforderungen für ein messbares Merkmal.

Materialzertifizierungen

Durch die Materialzertifizierung wird nachgewiesen, dass das verwendete Material der geforderten Spezifikation entspricht.

Abhängig vom Projekt können die Aufzeichnungen Folgendes umfassen:

• Materialqualität

• Chargen- oder Chargennummer

• Temperament

• Spezifikation

• Anbieter

• Prüfzertifikat

Die Rückverfolgbarkeit von Materialien ist besonders wichtig, wenn Hochleistungslegierungen, Wärmebehandlungen oder regulierte Industrieanforderungen gelten.

Spezielle Prozesszertifizierungen

Für spezielle Prozesse sind möglicherweise unterstützende Zertifikate erforderlich, aus denen hervorgeht, dass der angegebene Vorgang gemäß den entsprechenden Anforderungen abgeschlossen wurde.

Beispiele hierfür sind:

• Wärmebehandlung

• Eloxieren

• Überzug

• Passivierung

• NDT

• Chemische Konversionsbeschichtung

Das Zertifikat sollte je nach Bedarf auf das entsprechende Teil, die jeweilige Charge oder die Prozessaktivität rückverfolgbar sein.

Messgeräte und Rückverfolgbarkeit

Die Prüfausrüstung sollte für die erforderliche Messung geeignet sein und im Rahmen des Kalibrierungssystems des Lieferanten kontrolliert werden.

Kundenspezifische FAI-Verfahren erfordern möglicherweise auch die Identifizierung von Messgeräten oder Gerätereferenzen.

Bei NAITE TECH wird die Dimensionsüberprüfung mit kalibrierten Prüfgeräten durchgeführt, einschließlich KMG und Präzisionsmesssystemen, sofern angemessen. Weitere Informationen finden Sie auf unserer Seite zur Qualitätskontrolle und Inspektion .

Aufzeichnungen über Nichtkonformität und Abweichungen

Eine nicht konforme Eigenschaft sollte niemals versteckt werden, nur um ein FAIR vollständig erscheinen zu lassen.

Wenn eine Anforderung nicht erfüllt ist, sollte das Problem wie folgt aussehen:

1. Identifiziert.

2. Kontrolliert im Rahmen des geltenden Nichtkonformitätsprozesses.

3. Mit dem relevanten Merkmal verknüpft.

4. Gegebenenfalls angeordnet oder genehmigt.

5. Bei Bedarf nach Korrekturmaßnahmen erneut überprüft.

AS9102C hat Formular 1 überarbeitet, um explizit anzugeben, ob ein FAIR dokumentierte Nichtkonformitäten enthält, was die Bedeutung einer transparenten Berichterstattung unterstreicht.

AS9102C Erstmusterprüfung erklärt

AS9102 ist das bekannteste formale FAI-Rahmenwerk in der Luft- und Raumfahrtfertigung.

Die aktuelle Revision ist AS9102C , überarbeitet am 28. Juni 2023. Der Standard legt Anforderungen für die Durchführung und Dokumentation der Erstmusterprüfung fest und soll in erster Linie einen konsistenten FAI-Prozess über die gesamten Lieferketten in der Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie hinweg bereitstellen.

Ist AS9102 für jeden FAI erforderlich?

NEIN.

Diese Unterscheidung ist wichtig.

In den IAQG-Leitlinien heißt es, dass 9102 selbst auferlegt oder vertraglich vorgeschrieben sein kann, aber nicht automatisch von einem anderen veröffentlichten Standard verlangt wird.

Außerhalb der Luft- und Raumfahrt können Kunden Folgendes anfordern:

• Eine lieferantenspezifische FAI

• Vollständige Maßprüfung

• Ein dimensionaler Bericht

• Eine Kundenvorlage

• Ein anderes Genehmigungsformat

Daher bedeutet die Frage nach „FAI“ nicht automatisch AS9102.

Im Angebot und in der Bestellung sollte angegeben werden, ob der Kunde Folgendes benötigt:

• Standardlieferant FAI

• AS9102C MESSE

• Kundenspezifische Vorlage

• Quelleninspektion

• Kundenfreigabe vor dem Versand

Formular 1: Verantwortlichkeit für Teilenummern

Formular 1 legt die Identität und Konfiguration des Produkts fest, das der FAI unterzogen wird.

Zu den Informationen gehören Elemente wie:

• Teilenummer

• Teilename

• Revisionsinformationen

• Zeichnungsidentifikation

• FAIR-Kennung

• Vollständiger oder teilweiser FAI-Status

• Basisinformationen für Teil-FAI

• Grund für die FAI

• Gegebenenfalls Verantwortung der Versammlung

Ziel ist die Konfigurationskontrolle und Rückverfolgbarkeit.

Formular 2: Produktverantwortung

Formular 2 befasst sich mit Materialien, speziellen Prozessen und Funktionstests.

Typische CNC-bezogene Informationen können sein:

• Materialspezifikation

• Materialzertifizierung

• Wärmebehandlung

• Eloxieren

• Überzug

• Passivierung

• Zugelassene Prozessquellen

• Anforderungen an Funktionstests

Die offiziellen Rev C-Formulare identifizieren Formular 2 als Produktverantwortung – Materialien, Spezialprozesse und Funktionstests.

Formular 3: Charakteristische Rechenschaftspflicht

Formular 3 verknüpft Produkteigenschaften mit Verifizierungsergebnissen.

Bei bearbeiteten Bauteilen ist hier die Beziehung zwischen der Ballonzeichnung und den tatsächlichen Prüfdaten besonders wichtig.

Das aktuelle Formular trägt den Titel „ Merkmalsverantwortung, Verifizierung und Kompatibilitätsbewertung“ und enthält Felder für die Identifizierung von Merkmalen, Anforderungen, Ergebnissen, Werkzeugen (sofern zutreffend) und Nichtkonformitätsinformationen.

Vollständige oder teilweise FAI gemäß AS9102C

Formular 1 bietet eine explizite vollständige FAI-/Teil-FAI-Identifizierung.

Bei teilweiser FAI verweist der Bericht auf die Basiskonfiguration und dokumentiert den Grund für die neue FAI-Aktivität. Gründe können Änderungen im Design, im Prozess, am Produktionsstandort oder Produktionsausfälle sein.

Was hat sich in AS9102 Revision C geändert?

Revision C aktualisierte sowohl die FAI-Anforderungen als auch die Berichtsstruktur.

Zu den dokumentierten Änderungen gehörten eine stärkere Klarstellung der FAI-Planung und Änderungsbewertung, Überarbeitungen von Formularfeldern und Anweisungen, die erforderliche FAIR-Identifizierung und Änderungen an der Art und Weise, wie dokumentierte Nichtkonformitäten auf Formular 1 identifiziert werden.

Für tatsächliche Luft- und Raumfahrtarbeiten sollten Lieferanten die aktuellen Standards und Formulare verwenden, anstatt sich auf ältere, online verfügbare Rev B-Vorlagen zu verlassen.

Wie CNC-Funktionen während der FAI überprüft werden

Die Prüfmethode sollte dem Merkmal folgen.

Die Verwendung eines KMG für ein Merkmal, das mit einem kalibrierten Mikrometer zuverlässiger gemessen werden kann, bietet keinen technischen Vorteil, und es sollte auch kein Messschieber verwendet werden, nur weil er schneller ist, wenn die Toleranz eine leistungsfähigere Methode erfordert.

KMG-Inspektion

Koordinatenmessgeräte sind besonders nützlich für:

• Wahre Position

• Komplexe Datumsstrukturen

• Lochmuster

• Profile

• Mehrere verwandte Ebenen

• 3D-Geometrie

• Features, die in einem gemeinsamen Koordinatensystem ausgewertet werden müssen

Die KMG-Inspektion ist besonders wertvoll bei mehrachsig gefrästen Komponenten und Teilen mit komplexem GD&T.

Es ist jedoch nicht für jede FAI verpflichtend.

Messschieber, Mikrometer und Bohrungsmessgeräte

Herkömmliche Präzisionsinstrumente bleiben hochwirksam.

Beispiele hierfür sind:

Mikrometer

Nützlich für präzise Außenbreiten, Durchmesser und Dicken.

Bohrungsmessgeräte

Nützlich für genaue Innendurchmesser.

Höhenmessgeräte

Nützlich für Features, die sich auf eine Oberflächenplatte beziehen, und für ausgewählte Positionsmessungen.

Bremssättel

Nützlich für geeignete allgemeine Abmessungen, bei denen die Instrumentenkapazität ausreichend ist.

Das Instrument muss der Toleranz und Charakteristik entsprechen.

GD&T-Überprüfung

GD&T erfordert mehr als die Prüfung einzelner Koordinatenmaße.

Die Prüfmethode muss die vorgesehene Bezugsstruktur wiedergeben und die geometrischen Anforderungen korrekt bewerten.

Bei komplexen CNC-Teilen ist dies einer der Gründe, warum die richtige Zeichnungsdefinition so wichtig ist.

Unser Der Leitfaden zur CNC-Toleranzkonstruktion behandelt die praktische Verwendung von Bezügen, GD&T, kritischen Abmessungen, Löchern und Bearbeitungstoleranzen ausführlicher.

Gewinde und Funktionsmessung

Gewinde werden normalerweise mit der entsprechenden Lehre oder Messmethode überprüft.

Je nach Spezifikation kann es sich dabei um Folgendes handeln:

• GO/NO-GO-Gewindelehren

• Gewindemikrometer

• Optische Inspektion

• Weitere definierte Prüfmethoden

Eine Gewindebeschreibung sollte als spezifizierte Gewindeanforderung betrachtet und nicht auf eine einfache Messung des Hauptdurchmessers reduziert werden.

Oberflächenrauheit

Wenn in der Zeichnung die Oberflächenrauheit angegeben ist, wird diese Anforderung zu einem Prüfmerkmal.

Eine mit Ra 0,8 µm spezifizierte Dichtfläche erfordert eine andere Überprüfung als eine allgemein bearbeitete Oberfläche ohne kontrollierte Rauheitsanforderung.

Die Oberflächenrauheit sollte mit einem geeigneten Oberflächenprüfgerät gemessen und nicht visuell beurteilt werden.

Optische und visuelle Messung

Optische Systeme sind nützlich für:

• Kleine Features

• Profile

• Kantengeometrie

• Feine Schlitze

• Merkmale, die mechanisch schwer zu erreichen sind

Die Methode sollte basierend auf der Merkmalsgeometrie und der erforderlichen Messunsicherheit ausgewählt werden.

FAI im Vergleich zu anderen Qualitätsdokumenten

FAI wird häufig mit mehreren anderen Qualitätsaufzeichnungen verwechselt.

Sie können sich überschneiden, aber sie dienen nicht demselben Zweck.

FAI vs. Dimensionsprüfbericht

Ein Maßkontrollbericht dokumentiert die Messungen.

Ein FAI kann einen Dimensionsbericht enthalten, ein formeller FAI kann sich jedoch auch mit Folgendem befassen:

• Material

• Zeichnungsnotizen

• Spezielle Prozesse

• Funktionstest

• Revisionskontrolle

• Rückverfolgbarkeit

Daher:

FAIR > Allein die Dimensionsmessungen.

FAI vs. Konformitätszertifikat

Ein Konformitätszertifikat (CoC) ist eine Lieferantenerklärung, dass das gelieferte Produkt den angegebenen Anforderungen entspricht.

Es enthält normalerweise nicht die merkmalsbezogene Überprüfung, die in einem FAI-Bericht zu finden ist.

Die beiden Dokumente können zusammen angefordert werden.

FAI vs. PPAP

FAI und PPAP verringern beide das Produktionsrisiko, ihr Umfang und ihre Branchenanwendung unterscheiden sich jedoch.

FAI konzentriert sich auf die dokumentierte Überprüfung des ersten produktionsrepräsentativen Artikels und seiner geltenden Produktanforderungen.

PPAP, das häufig mit Automobil- und kundenspezifischen Produktionsfreigabesystemen in Verbindung gebracht wird, bewertet im Allgemeinen ein breiteres Paket von Produkt- und Herstellungsprozessnachweisen.

Ein Kunde, der PPAP anfordert, sollte nicht automatisch ein FAI-Paket als Ersatz erhalten.

FAI vs. In-Prozess-Inspektion

FAI führt eine Produktverifizierung in einem anfänglichen oder geänderten Produktionszustand durch.

Die prozessbegleitende Inspektion kontrolliert die Produktion, während die Fertigung weiterläuft.

Zum Beispiel:

FAI kann bei Auftragserteilung bestätigen, dass eine Bohrung den Zeichnungsanforderungen entspricht.

Durch die prozessbegleitende Kontrolle kann dann überprüft werden, ob die Bohrung während eines Produktionslaufs von 2.000 Stück stabil bleibt.

FAI macht eine Prozesskontrolle nicht überflüssig.

FAI vs. Endkontrolle

Die Endkontrolle bestätigt, dass fertiggestellte Produktionsteile vor dem Versand die definierten Freigabekriterien erfüllen.

FAI validiert die anfängliche Produktionskonfiguration oder die betroffenen Änderungen.

Die beiden Aktivitäten finden in unterschiedlichen Phasen statt und beantworten unterschiedliche Qualitätsfragen.

Was passiert, wenn ein FAI fehlschlägt?

Ein FAI-Problem sollte zunächst richtig klassifiziert werden.

Es gibt einen wichtigen Unterschied zwischen:

Das Teil ist fehlerhaft

Und

Die FAI-Dokumentation ist unvollständig oder falsch.

Beide erfordern Maßnahmen, aber der Korrekturweg ist unterschiedlich.

Produktabweichung vs. Dokumentationsfehler

Eine Produktabweichung kann Folgendes umfassen:

• Übergroße Bohrung

• Loch außerhalb der Positionstoleranz

• Falsche Oberflächenbeschaffenheit

• Falsches Material

• Fehlende Beschichtung

• Thread-Fehler

Ein Dokumentationsproblem kann Folgendes umfassen:

• Fehlendes Merkmal

• Falsche Zeichnungsrevision

• Fehlendes Prozesszertifikat

• Unklare Rückverfolgbarkeit

• Übertragungsfehler

Der physische Teil sollte nicht aufgrund eines Papierkramfehlers nachbearbeitet werden, und Papierkram sollte nicht dazu verwendet werden, eine Produktabweichung zu verbergen.

Korrekturmaßnahmen und erneute Inspektion

Wenn die Nichtkonformität durch maschinelle Bearbeitung verursacht wurde, sollte das Fertigungsteam die Ursache ermitteln.

Mögliche Ursachen sind:

• Werkzeugversatz

• Standort des Geräts

• Werkzeugverschleiß

• Programmfehler

• Klemmverzerrung

• Thermische Bewegung

• Falscher Prozessablauf

Nach der Korrektur sollte das betroffene Merkmal mit einer geeigneten Methode erneut überprüft werden.

Abweichung oder Genehmigung des Kunden

Ein fehlerhaftes Teil sollte nicht als akzeptabel angesehen werden, da die Abweichung gering ist.

Wenn ein Kundenzugeständnis oder eine Abweichungsgenehmigung zulässig ist, sollte diese gemäß den geltenden Qualitätsverfahren und Bestellanforderungen bearbeitet werden.

Teilweise FAI nach Korrektur

Korrekturmaßnahmen zur Vervollständigung einer früheren FAI sind eines der Ereignisse, die in der AS9102C-Änderungsbewertung behandelt werden. Gegebenenfalls kann ein teilweiser FAI verwendet werden, um die erneute Überprüfung der betroffenen Merkmale zu dokumentieren.

Der Anwendungsbereich sollte alle Merkmale abdecken, die nach vernünftigem Ermessen durch die Korrektur hätten beeinträchtigt werden können.

Häufige Gründe für die Ablehnung von FAI-Berichten

Eine FAI-Ablehnung ist nicht immer auf ein schlecht bearbeitetes Teil zurückzuführen.

Ebenso wichtig ist die Qualität der Dokumentation.

Falsche Zeichnungsrevision

Das FAIR muss der tatsächlich bestellten und hergestellten Konfiguration entsprechen.

Ein perfekt gemessenes Teil, das nach einer veralteten Zeichnung hergestellt wird, kann immer noch ein ernstes Problem bei der Konfigurationskontrolle darstellen.

Fehlende Balloneigenschaften

Alle geltenden Anforderungen müssen berücksichtigt werden.

Ein fehlendes Merkmal wirft eine offensichtliche Frage auf:

Wurde die Anforderung überprüft oder wurde sie übersehen?

Gutes Ballooning reduziert diese Mehrdeutigkeit.

Fehlende Notizen oder GD&T-Ergebnisse

Zeichnungsnotizen werden leicht übersehen, da sie nicht immer neben der Modellgeometrie platziert werden.

Beispiele hierfür sind:

• Entgraten

• Oberflächenbehandlung

• Allgemeine Kantenanforderungen

• Thread-Anforderungen

• Oberflächenbeschaffenheit

• Besondere Sauberkeit

• Kennzeichnungsanforderungen

GD&T-Anforderungen müssen ebenfalls angemessen gemeldet werden und dürfen nicht durch unabhängige lineare Messungen ersetzt werden.

Fehlende Material- oder Prozesszertifikate

Wenn in der Zeichnung Material, Wärmebehandlung, Beschichtung oder ein anderer kontrollierter Prozess angegeben sind, sollte das FAI-Paket die erforderlichen Nachweise enthalten oder darauf verweisen.

Ein dimensionales Ergebnis kann nicht die Materialchemie oder den Wärmebehandlungszustand beweisen.

Schlechte Rückverfolgbarkeit

Die Aufzeichnungen sollten einen eindeutigen Zusammenhang herstellen mit:

• Teil

• Zeichnungsüberarbeitung

• Produktionstätigkeit

• Material

• Prozesszertifikat

• Inspektionsprotokoll

Eine unklare Rückverfolgbarkeit schwächt den Wert der FAIR.

Nicht repräsentativer erster Artikel

Ein FAI ist weitaus weniger nützlich, wenn das geprüfte Teil mit einer Methode hergestellt wurde, die nicht für die Produktion verwendet wird.

Beispiele hierfür sind:

• Nur Prototypen-Vorrichtung

• Manuelle Nacharbeiten sind für die Produktion nicht vorgesehen

• Temporärer Bearbeitungsvorgang

• Andere Lieferantenquelle

• Alternativer Spezialprozess

Wenn vorübergehende Zustände unvermeidbar sind, sollten sie identifiziert werden.

FAI-Kosten, Vorlaufzeit und Käufer-Checkliste

Es gibt keinen aussagekräftigen Universalpreis für die Erstmusterprüfung.

Ein einfacher gedrehter Abstandshalter mit zehn Merkmalen erfordert einen ganz anderen Prüfaufwand als ein fünfachsiges Gehäuse mit 150 Ballonmerkmalen, mehreren Bezugsrahmen, Oberflächenanforderungen, Wärmebehandlung und mehreren Spezialprozesszertifikaten.

Was beeinflusst die FAI-Kosten?

Zu den wesentlichen Kostentreibern zählen:

• Anzahl der Zeichnungsmerkmale

• Toleranzniveau

• GD&T-Komplexität

• CMM-Programmierung

• Komplexität der Inspektionseinrichtung

• Anforderungen an die Oberflächenrauheit

• Materialdokumentation

• Spezialprozesszertifizierung

• Kundenspezifische Formulare

• AS9102-Anforderungen

• Überprüfungszeit melden

Engere Toleranzen erhöhen zudem sowohl den Bearbeitungs- als auch den Prüfaufwand. Dieser Zusammenhang wird in unserem ausführlicher besprochen Leitfaden für CNC-Bearbeitungstoleranzen.

Was beeinflusst die FAI-Durchlaufzeit?

Die FAI-Durchlaufzeit kann beeinflusst werden durch:

• Anzahl der Merkmale

• Entwicklung von CMM-Programmen

• Externe Prozesszertifikate

• Materialdokumentation

• Anforderungen an Kundenvorlagen

• Überprüfung melden

• Lösung der Nichtkonformität

• Kundengenehmigungszyklus

FAI-Anforderungen sollten daher während der Ausschreibung kommuniziert werden und nicht erst, nachdem Teile bereits hergestellt wurden.

Wann sollten Käufer eine FAI beantragen?

Ein formeller FAI ist besonders nützlich, wenn:

• Das Teil geht in Produktion.

• Die Komponente weist viele kritische Eigenschaften auf.

• Die Qualifizierung der Lieferanten ist wichtig.

• Eine Prozessänderung birgt Risiken.

• Es gelten regulatorische oder vertragliche Anforderungen.

• Die Kosten für einen Ausfall auf Chargenebene sind hoch.

• Rückverfolgbarkeit und Dokumentation sind wichtig.

Für einen einfachen Prototyp, dessen Zweck nur der Designbewertung dient, kann ein vollständiges FAIR im AS9102-Stil unnötige Kosten verursachen.

Das Inspektionsniveau sollte dem Projektrisiko entsprechen.

Checkliste für die CNC-Erstmusterprüfung

Bevor Sie eine FAI-Anforderung freigeben, bestätigen Sie Folgendes:

• Korrekte Zeichnung und Überarbeitung

• Überarbeitung des 3D-Modells

• Material und Temperament

• Menge

• FAI-Format

• AS9102-Anforderung, falls zutreffend

• Kundenspezifische Qualitätsklauseln

• Kritische Dimensionen

• GD&T

• Oberflächenbeschaffenheit

• Spezielle Prozesse

• Materialzertifizierung

• Prozesszertifizierung

• Erforderlicher Messbericht

• Anforderungen an die Kundengenehmigung

Die Bereitstellung dieser Informationen während des Angebots hilft dem Hersteller, die Inspektion von Anfang an richtig zu planen.

Wie NAITE TECH die Erstmusterprüfung durchführt

Bei NAITE TECH wird FAI als Teil der Produktionsplanung behandelt und nicht als Papierkram, der nach der Bearbeitung hinzugefügt wird.

Unser umfassenderer Qualitätsprozess umfasst Eingangskontrolle, In-Prozess-Inspektion, Maßprüfung, kalibrierte Messgeräte, ggf. KMG, rückverfolgbare Aufzeichnungen und Endkontrolle.

Zeichnungs- und Revisionsprüfung

Bevor mit der Bearbeitung begonnen wird, prüfen die Technik- und Qualitätsteams die technische Ausgangslage.

Dazu gehört:

• Teilenummer

• Revision

• Material

• Toleranzen

• GD&T

• Themen

• Oberflächenanforderungen

• Zeichnungsnotizen

• Inspektionsdokumentation

Alle Unklarheiten, die sich auf die Fertigung oder Prüfung auswirken könnten, sollten idealerweise vor der CNC-Programmierung und -Einrichtung geklärt werden.

Ballonzeichnung und Inspektionsplanung

Bei Projekten, die eine formelle FAI erfordern, werden die Merkmale so organisiert, dass sie von der technischen Zeichnung bis zum entsprechenden Ergebnis zurückverfolgt werden können.

Der Prüfplan legt dann für jede Merkmalsart das passende Messverfahren fest.

Dem CMM können komplexe Positions- oder Profilanforderungen zugewiesen werden.

Einfache Durchmesser lassen sich besser mit kalibrierten Mikrometern oder Bohrungsmessgeräten überprüfen.

Für Gewinde sind möglicherweise Funktionslehren erforderlich.

Die Oberflächenrauheit erfordert möglicherweise eine spezielle Rauheitsmessung.

Produktionsvertreter Erster Artikel

Der erste Artikel wird mit der vorgesehenen CNC-Bearbeitungsstrategie hergestellt, sofern das Projekt dies zulässt.

Dies ist wichtig, da FAI Vertrauen in den Prozess schaffen soll, der tatsächlich für die Produktion verwendet wird.

NAITE TECH unterstützt Prototypen durch wiederholte CNC-Bearbeitung in den Bereichen Fräsen, Drehen, Schweizer Bearbeitung und Mehrachsenbearbeitung. Weitere Informationen finden Sie auf unserer Seite mit Präzisions-CNC-Bearbeitungsdienstleistungen .

KMG und Maßprüfung

Die Prüfmethode wird entsprechend Toleranz, Geometrie, Bezugsstruktur und Messzugänglichkeit ausgewählt.

Zu unseren Qualitätskontrollkapazitäten gehören kalibrierte Maßgeräte und KMG-Inspektion auf anwendbare Präzisionsmerkmale.

CMM ist besonders nützlich für:

• Komplexe GD&T

• Vielschichtige Beziehungen

• Lochmuster

• Position

• Profile

• Datumsbasierte Messungen

Es wird dort eingesetzt, wo es die Messsicherheit erhöht, und nicht nur, weil ein Bericht einen eindrucksvollen Maschinennamen erfordert.

Material- und Prozessrückverfolgbarkeit

Bei Bedarf wird die FAI-Dokumentation durch Material- und Prozessaufzeichnungen unterstützt.

Dies kann Folgendes umfassen:

• Materialzertifizierung

• Rückverfolgbarkeit von Materialchargen oder Wärme

• Dokumentation der Wärmebehandlung

• Eloxierungs- oder Beschichtungszertifizierung

• Andere angeforderte Datensätze

Für Bauteile mit erheblichen Anforderungen an die Endbearbeitung bieten wir unsere Oberflächenveredelungsdienste werden mit Bearbeitung und Inspektion koordiniert, sodass kritische Abmessungen und Endzustände gemeinsam geplant werden können.

Berichtsprüfung und Produktionsfreigabe

Bevor das FAI-Paket veröffentlicht wird, überprüfen wir die Konsistenz zwischen:

Zeichnung → Balloncharakteristik → Anforderung → Ergebnis → unterstützender Datensatz

Ziel ist es, fehlende oder inkonsistente Informationen zu erkennen, bevor der Bericht den Kunden erreicht.

Sobald die erforderliche FAI-Abnahme abgeschlossen ist, wird die Produktion gemäß dem vereinbarten Fertigungs- und Prüfplan fortgesetzt.

Dies bedeutet nicht, dass die Qualitätskontrolle nach FAI endet.

Die prozessbegleitende Inspektion und Endverifizierung bleiben wichtig, um die Konsistenz vom ersten akzeptierten Teil bis zur Produktionscharge aufrechtzuerhalten.

Fazit: FAI ist ein Produktionskontrollinstrument, nicht nur ein Inspektionsbericht

Eine gute Erstmusterprüfung zeigt nicht nur, dass ein CNC-bearbeitetes Teil innerhalb der Toleranz liegt.

Es entsteht eine dokumentierte Beziehung zwischen:

die freigegebenen technischen Anforderungen, den Produktionsprozess, den physischen Teil, die Inspektionsergebnisse und die unterstützenden Qualitätsaufzeichnungen.

Bei einfachen Projekten kann dies eine Ballonzeichnung und einen Maßbericht bedeuten.

Für Luft- und Raumfahrtarbeiten, die unter AS9102C fallen, ist möglicherweise ein formelles dreistufiges FAIR erforderlich, das durch Material-, Prozess- und Merkmalsnachweise gestützt wird.

Das richtige Maß an FAI sollte dem Projektrisiko und den Kundenanforderungen entsprechen.

Unabhängig vom Format beginnt der effektivste FAI-Prozess vor der Bearbeitung – und nicht erst, nachdem das erste Teil fertig ist.

Zeichnungsüberarbeitung, Prüfumfang, Materialzertifizierung, spezielle Prozesse, GD&T, Berichtsformat und Genehmigungsanforderungen sollten alle während der Angebots- und Prozessplanung verstanden werden.

Dieser Ansatz reduziert die Ablehnung von Berichten, vermeidet unnötige erneute Prüfungen und verhindert, dass ein kleines Problem beim ersten Artikel zu einem kostspieligen Problem für die gesamte Produktionscharge wird.

Wenn für Ihre CNC-bearbeiteten Komponenten eine Erstmusterprüfung, Maßberichte, CMM-Verifizierung, Materialrückverfolgbarkeit oder kundenspezifische Qualitätsdokumentation erforderlich sind, Kontaktieren Sie NAITE TECH mit Ihren CAD-Dateien, technischen Zeichnungen und Prüfanforderungen, damit der Fertigungs- und Qualitätsplan vor der Produktion überprüft werden kann.