Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Methoden zur zerstörungsfreien prozessintegrierten Qualitätssicherung elementar geklebter Strukturen

Das Kleben hat sich in weiten Bereichen der Fertigungstechnik als Fügeverfahren etabliert, wird aber nur selten als elementares Fügeverfahren eingesetzt. Einer der Hauptgründe hierfür ist die mangelnde Möglichkeit zur Beurteilung der Klebstellenqualität. In den vergangenen Jahren wurden zwar erhebliche Fortschritte im Bereich der zerstörungsfreien Klebstellenprüfung gemacht, allerdings ist es mit den angewendeten Verfahren nicht möglich, alle festigkeitsbestimmenden Fehler nachzuweisen. Zudem ist die Integration der Verfahren in bestehende Prozessketten aufwendig. Eine Beurteilung der Qualität auf Grundlage einer Prozessüberwachung ist wegen der hohen Parameteranzahl derzeit nur schwer wirtschaftlich umsetzbar und zudem nur begrenzt aussagekräftig. Daher besteht die Notwendigkeit, beratenden Dienstleitungsunternehmen und Anwendern und hier vor allem den kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) eine kostengünstige und verlässliche sowie anwendungsangepasste Methodik an die Hand zu geben, die Aussagen über die Qualität der Klebung zulässt. Dazu ist es das Ziel des Forschungsvorhabens, in einem iterativen Prozess ein für Klebprozesse anwendbares Qualitätsmanagementsystem (QMS), eine Methodik zu dessen Einführung und Umsetzung, sowie eine an das QMS gekoppelte Prozessüberwachung zu entwickeln, die die Besonderheit von elementar-strukturellen Klebungen berücksichtigt und eine zerstörungsfreie Qualitätssicherung im Prozess ermöglicht. Dabei werden zerstörungsfreie und zerstörende Prüfmethoden mit Methoden des Qualitätsmanagements kombiniert, sodass eine wirtschaftlich effiziente Methodik entsteht, die die Absicherung elementar-struktureller Klebungen erlaubt. Im Rahmen des Projekts wird der Nachweis erbracht, dass die Sicherung der Qualität von Klebungen mit dieser Methodik verlässlich möglich ist und ein vorgegebenes Maß an Qualität erreicht wird. KMU, die vielfach noch keine QMS umsetzen, werden die Projektergebnisse im Zuge der DIN 2304 somit direkt umsetzen.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Projektes wurde die Eignung von Methoden und Werkzeugen des Qualitätsmanagements hinsichtlich des Einsatzes in der Klebtechnik untersucht, um auf dieser Basis und in Kombination mit zerstörungsfreien Prüfungen die Grundlage für die Einführung eines auf die Klebtechnik zugeschnittenen Qualitätsmanagementsystems zu schaffen und dem Anwender, insbesondere KMU, eine Hilfestellung bei der Implementierung eines Qualitätsmanagementsystems zu geben.

Ausgangspunkt ist dabei ein mit dem PA abgestimmter Fragenkatalog und ein darauf aufbauendes Vorgehen durch Methoden zur kreativen Lösungsfindung. Im Rahmen der Prozessvalidierung und der sich anschließenden Risikobewertung wurde ein Vorgehen erarbeitet, dass es durch die modulare Betrachtung der einzelnen Prozessschritte und den Einsatz eines systematischen Vorgehens unter Nutzung von Ishikawa-Diagrammen sowie einer modifizierten FMEA ermöglicht, für jeden Prozessschritt die Einflussparameter zu identifizieren und die prozessrelevanten Parameter abzuleiten, und durch den Einsatz der statistischen Versuchsplanung die Definition sicher Prozessfenster zu ermöglichen. Auf Basis der Ergebnisse konnten zudem allgemeine Hinweise zu Möglichkeiten des Einsatzes von verschiedenen Prüfmethoden abgeleitet werden.

Durch die Anwendung der Ergebnisse wird es dem Anwender und dabei insbesondere KMU ermöglicht, ein Qualitätsmanagementsystem für die Klebtechnik aufzubauen und somit das Kleben weiter zu verbreiten.

Durch das Anwenden der vorgeschlagenen Vorgehensweise wird der Anwender in die Lage versetzt, mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand diese derzeit noch vielfach vorhandene Hürde in Angriff zu nehmen.