La qualità nella produzione in serie di pezzi torniti di precisione
Nella produzione in serie, realizzare componenti conformi alle specifiche non basta, da solo, a garantire il successo del progetto.
Ciò che conta davvero è la capacità del processo di assicurare il rispetto dei parametri richiesti in ogni lotto di produzione, per l’intera durata del progetto.
Ecco perché, in SABNER, la qualità inizia molto prima che venga prodotto il primo pezzo.
Prima che un progetto entri nella fase di produzione, analizziamo cosa è importante, cosa potrebbe andare storto, come prevenire tali problemi e come controllare il processo.
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Testo completo
Analizziamo i requisiti → pianifichiamo il processo → anticipiamo i rischi → pianifichiamo le misurazioni → avviamo la produzione → verifichiamo la capacità del processo → approviamo il processo → produciamo in serie → monitoriamo il processo → garantiamo l’identificazione di ogni lotto → interveniamo in caso di scostamenti.
APQP · CTQ · PFMEA · Control Plan · MSA · SPC · Cp/Cpk · PPAP · Tracciabilità
CTQ e requisiti
dalla funzione del componente al piano di processo
Metrologia
misurazioni su misura per caratteristiche e tolleranze
Validazione
First-Off · FAI · PPAP · Cp/Cpk
Monitoraggio del processo
SPC e risposta proattiva per prevenire le non conformità
Tracciabilità
storico completo del lotto di produzione
Pulizia e protezione
pulizia · imballaggio · rilascio del lotto
Dall’analisi dei requisiti alla produzione in serie stabile
Conduciamo il processo di avvio della produzione in conformità con i principi APQP applicabili a un produttore a contratto
01. Iniziamo comprendendo cosa occorre fare
All’avvio di ogni nuovo progetto, analizziamo la documentazione del cliente e definiamo i requisiti del componente finito. Individuiamo quindi le caratteristiche che incidono maggiormente sulla funzionalità e sulla qualità del prodotto.
Tra gli aspetti che verifichiamo rientrano:
il materiale;
le tolleranze dimensionali e geometriche;
le superfici funzionali;
le filettature, le scanalature, i raggi e i sottosquadri;
i requisiti di rugosità superficiale;
i requisiti di pulizia;
le modalità di controllo e la documentazione richiesta;
i sistemi di identificazione e le modalità di imballaggio.
Prestiamo particolare attenzione alle caratteristiche critiche per le prestazioni del prodotto.
La pianificazione del processo e del controllo inizia proprio da questi fattori.
02. Esaminiamo cosa potrebbe andare storto
L’esperienza ci insegna che un processo efficace deve prevenire i problemi, non limitarsi a rilevarli dopo che si sono verificati.
Per questo, prima di avviare la produzione, analizziamo i rischi associati a ogni singola operazione.
Valutiamo, tra gli altri, i rischi legati a non conformità dimensionali, usura degli utensili, impiego di materiali errati, errori di misurazione, scambio o identificazione non corretta dei lotti e protezione inadeguata del prodotto finito, oltre alle altre criticità che possono emergere durante il processo produttivo.
Per ciascun rischio significativo definiamo specifiche misure preventive e precise procedure di intervento.
PFMEA – Process Failure Mode and Effects Analysis
Tutto ciò viene fatto per ridurre il numero di situazioni in cui si verifica un problema e per sapere esattamente cosa fare quando si presenta.
03. Ogni caratteristica critica ha il proprio metodo di controllo
Non tutte le caratteristiche vengono controllate con le stesse modalità. Un processo efficace richiede metodi di controllo e misurazione definiti in funzione di ciascuna specifica caratteristica.
Per ogni caratteristica critica stabiliamo:
Documentiamo questi principi nel piano di controllo del processo.
In questo modo, l’ispezione non è affidata alla memoria dell’operatore, ma viene eseguita nell’ambito di un processo definito a priori.
Solo in casi specifici, qualora richiesto dal cliente o giustificato dall’analisi dei rischi, possiamo introdurre un controllo sul 100% dei componenti. Questa soluzione comporta tuttavia un aumento dei costi di processo e, considerata l’elevata stabilità dei nostri processi, generalmente non risulta giustificata.
Registrazione completa del testo
Cosa misuriamo → con quali strumenti → quando → con quale frequenza → quali risultati sono accettabili → come interveniamo in caso di scostamento
04. Prima verifichiamo l’affidabilità della misurazione. Solo dopo esaminiamo il componente.
Non è sufficiente disporre semplicemente di uno strumento di misura preciso.
Dobbiamo anche accertarci che il metodo scelto consenta di controllare in modo affidabile la caratteristica in esame. Non conta soltanto l’accuratezza delle letture dello strumento: occorre valutare anche l’influenza dell’operatore, la ripetibilità dei risultati e gli altri fattori che possono incidere sull’affidabilità della misurazione.
Pertanto:
selezioniamo il metodo di misura in funzione della caratteristica da verificare e delle relative tolleranze;
utilizziamo campioni di riferimento;
verifichiamo la ripetibilità del sistema di misura;
monitoriamo regolarmente le apparecchiature di misura;
per le caratteristiche critiche, eseguiamo le analisi previste del sistema di misura.
MSA – Measurement System Analysis
Gage R&R / GRR
Prima di misurare qualcosa e prendere una decisione basata sul risultato, vogliamo sapere in anticipo se quel risultato è affidabile.
MISURAZIONE
Metrologia su misura per pezzi torniti con diametri compresi tra Ø1 e 12 mm
Il laboratorio SABNER utilizza diversi metodi di misura complementari. La scelta delle apparecchiature dipende dal tipo di caratteristica da ispezionare, dalla precisione richiesta e dal punto di misura nel processo.
VICIVISION MTL X5
Quando occorre controllare rapidamente l’intero componente tornito
L’MTL X5 è il nostro sistema principale per il controllo rapido e automatizzato della geometria di piccoli componenti torniti.
Un unico programma di misura consente di verificare numerose caratteristiche esterne, tra cui:
diametri;
lunghezze;
angoli;
raggi;
smussi;
profili;
geometria delle filettature.
La misurazione automatizzata consente di applicare lo stesso metodo sia durante l’avvio del processo sia nei successivi controlli della produzione in serie. Il vantaggio principale consiste nell’eliminare l’influenza dell’operatore sui risultati. Per molti progetti, inoltre, questa soluzione consente di eseguire tutte le misurazioni richieste.
Mahr MarSurf CD 140
Quando è necessario misurare con precisione il profilo effettivo
Non tutte le caratteristiche possono essere valutate correttamente mediante le immagini acquisite dall’MTL X5. I principali limiti riguardano la risoluzione, l’accuratezza della misura e il controllo delle geometrie interne ai fori.
Per l’analisi ad alta precisione dei profili dei componenti utilizziamo il MarSurf CD 140, che consente di misurare:
piccoli raggi;
smussi;
scanalature;
sottosquadri;
contorni interni ai fori;
specifici parametri superficiali, come la rugosità.
Questo sistema integra le misurazioni ottiche nei casi in cui sia essenziale rilevare con precisione l’esatto andamento del profilo.
Mahr MarForm MMQ 200
Quando la sola dimensione non basta a descrivere appieno un pezzo
Due diametri possono rientrare nella tolleranza, ma il pezzo potrebbe comunque non funzionare correttamente.
Il problema potrebbe risiedere nella sua forma o nel posizionamento relativo delle sue superfici.
Per questo utilizziamo l’MMQ 200 per il controllo di caratteristiche geometriche quali:
rotondità;
cilindricità;
battimento;
coassialità;
rettilineità.
Questo tipo di controllo è particolarmente importante per le superfici di accoppiamento e di tenuta, nonché per i componenti in cui è necessario garantire una precisa relazione geometrica tra più diametri.
KEYENCE VR-5200
Quando è necessario visualizzare un microcomponente in 3D
Utilizziamo il KEYENCE VR-5200 per un’analisi precisa e senza contatto della geometria e della topografia delle superfici in tre dimensioni.
Il sistema consente di analizzare, tra gli altri elementi:
profili;
gradini;
altezze;
superfici;
dislivelli.
Si tratta di caratteristiche difficilmente valutabili mediante i tradizionali strumenti di misura monodimensionali.
Le elevate prestazioni metrologiche del sistema permettono di rilevare con grande accuratezza caratteristiche geometriche complesse, difficili da controllare con altri strumenti.
Ispezione in corso d’opera
Alcune misurazioni devono essere eseguite direttamente durante il processo di produzione, in modo che l’operatore possa valutare rapidamente lo stato attuale.
Sistemi di misurazione pneumatici Mahr
Per il controllo di specifiche quote critiche soggette a tolleranze molto strette, utilizziamo sistemi di misura pneumatici.
Ogni strumento viene configurato in funzione della caratteristica da controllare e consente di rilevare rapidamente variazioni dimensionali minime.
Questa soluzione è particolarmente efficace per il controllo del processo durante la produzione in serie.
Calibri passa-non passa (GO/NO-GO)
Per il controllo rapido di determinate caratteristiche utilizziamo calibri dedicati:
calibri ad anello;
spine calibrate;
calibri passa-non passa (GO/NO-GO).
Questi strumenti consentono di verificare direttamente sulla linea di produzione, in modo semplice e ripetibile, se la caratteristica controllata rientra nei limiti prescritti, senza ricorrere al laboratorio.
Campioni di riferimento
Per il monitoraggio continuo dei sistemi di misura utilizziamo:
anelli calibrati;
spine calibrate;
blocchetti pian paralleli;
campioni di riferimento dedicati a strumenti specifici.
Eseguiamo internamente, a intervalli ravvicinati, alcuni controlli di routine sulle apparecchiature. Le tarature periodiche dei campioni di riferimento vengono invece affidate a laboratori esterni accreditati dal PCA.
Condizioni di misura controllate
La precisione delle misurazioni richiede condizioni ambientali stabili.
Eseguiamo le misurazioni di riferimento nel nostro laboratorio metrologico climatizzato, in condizioni controllate e alla temperatura di riferimento di 20 °C.
Prima delle misurazioni più accurate, lasciamo al componente e alle apparecchiature il tempo necessario per raggiungere l’equilibrio termico.
05. Un primo pezzo conforme non basta
I primi componenti prodotti consentono di verificare la correttezza del processo predisposto, ma non dimostrano che la produzione sarà stabile e ripetibile nel tempo.
Per questo, durante l’avvio di ogni nuovo processo, analizziamo su un campione definito l’andamento delle caratteristiche monitorate. Le analisi statistiche ci permettono di valutarne la variabilità, il posizionamento all’interno del campo di tolleranza e il margine di sicurezza disponibile.
In funzione dei requisiti del progetto, eseguiamo:
controllo First-Off;
FAI – First Article Inspection;
MSA – analisi del sistema di misura;
analisi della capacità di processo;
studi Cp/Cpk;
studi Pp/Ppk.
Il nostro obiettivo non è soltanto verificare che il componente sia conforme, ma anche determinare il margine di cui il processo dispone rispetto ai limiti di tolleranza.
06. Approviamo il processo prima della produzione in serie
Per i progetti che prevedono una validazione formale, predisponiamo la documentazione concordata per l’approvazione del processo.
La documentazione può includere, tra l’altro:
MSA;
risultati delle misurazioni;
analisi della capacità di processo;
documentazione relativa ai materiali;
campioni di produzione;
PSW.
Quando previsto, predisponiamo un pacchetto documentale PPAP di livello 3.
L’ambito della documentazione viene sempre definito in funzione dei requisiti del cliente e delle caratteristiche del progetto.
Solo dopo essere stato approvato e validato, il processo può passare alla produzione in serie controllata.
07. La produzione in serie non significa la fine del controllo qualità
Una volta avviata la produzione in serie a pieno regime, continuiamo a monitorare il processo.
Ogni nuovo lotto, infatti, fornisce dati preziosi sull’andamento del processo nel tempo.
Registriamo i risultati dei controlli nel nostro sistema ERP, associandoli al progetto e al relativo lotto di produzione. Possiamo così analizzare lo storico del processo e generare i report richiesti.
Non attendiamo che si manifesti un difetto: monitoriamo costantemente l’andamento della produzione e interveniamo ai primi segnali di deriva.
Se una quota mostra una tendenza verso il limite di tolleranza, vogliamo individuarla prima che venga prodotto il primo componente non conforme.
Uno degli strumenti che utilizziamo a questo scopo è l’SPC (Statistical Process Control), ovvero il controllo statistico di processo.
I dati di misura raccolti vengono inoltre utilizzati per valutare costantemente la capacità del processo attraverso indici quali Cp e Cpk.
L’insieme di queste attività ci consente di mantenere il processo stabile e capace, con l’obiettivo di produrre esclusivamente componenti conformi durante l’intero ciclo produttivo.
08. Ogni lotto ha la propria storia
Quando produciamo migliaia o milioni di componenti, dobbiamo poter ricostruire con precisione quali materiali sono stati utilizzati per ciascun lotto, quando è stato prodotto e attraverso quale processo.
Questa possibilità è fondamentale anche in caso di reclami ricevuti a distanza di tempo.
Per questo, i dati di produzione sono collegati tra loro in una catena informativa continua.
Tracciabilità – tracciabilità: la possibilità di collegare uno specifico numero di lotto ai dati generati durante la sua produzione.
numero di colata
Catena completa della tracciabilità
lotto del materiale / numero di colata;
↓
certificato di controllo EN 10204 3.1;
↓
ordine di produzione;
↓
numero del lotto di produzione;
↓
dati del processo: macchina, programma e operatore;
↓
risultati dei controlli e dati di processo;
↓
pulizia;
↓
imballaggio ed etichettatura;
↓
lotto di spedizione;
↓
cliente.
09. La conformità geometrica e dimensionale non basta: il componente deve anche essere pulito.
Dopo la lavorazione, sulla superficie del componente possono rimanere tracce di olio, particelle fini e altri residui di processo, una conseguenza inevitabile delle lavorazioni meccaniche.
Per questo, tutti i componenti finiti vengono sottoposti a un ciclo di lavaggio nel nostro impianto industriale Dürr Ecoclean Compact 80C.
Il processo combina il lavaggio a solvente con l’azione degli ultrasuoni e il funzionamento sottovuoto, assicurando uno sgrassaggio efficace anche dei componenti più complessi, caratterizzati da piccoli fori, canali, scanalature e superfici difficili da raggiungere. Il vuoto favorisce la rimozione del solvente da cavità e canali e consente un’asciugatura finale priva di residui. La distillazione e la filtrazione continue del solvente contribuiscono inoltre a mantenere elevata e costante l’efficienza del processo.
Il livello di pulizia richiesto varia in funzione dell’applicazione del componente. Per ogni progetto definiamo quindi, insieme al cliente, specifici requisiti di pulizia tecnica.
Quando è necessaria una conferma formale del livello di pulizia raggiunto, le verifiche previste possono essere eseguite presso un laboratorio esterno specializzato.
10. Proteggiamo i componenti anche dopo la produzione
I componenti finiti possono subire danni o contaminazioni anche durante il percorso dall’impianto di lavaggio al magazzino del cliente.
Per evitarlo, prestiamo particolare attenzione alla loro corretta protezione.
In funzione della geometria, delle caratteristiche superficiali e delle esigenze del cliente, utilizziamo, tra l’altro:
confezionamento sottovuoto;
identificazione ed etichettatura dei lotti;
inserti e materiali protettivi di riempimento, che impediscono ai componenti di muoversi durante il trasporto;
imballaggi alla rinfusa e scatole di cartone selezionati in base alle caratteristiche dei componenti.
Concordiamo con il cliente il metodo di imballaggio prima dell’avvio della produzione in serie e raccomandiamo sempre la soluzione più adatta.
11. Se qualcosa non va, siamo pronti a intervenire
Quando viene rilevata una non conformità, non c’è spazio per l’improvvisazione. Per questo, prima di avviare la produzione, definiamo la corretta sequenza di azioni da intraprendere.
A seconda della situazione, le azioni previste comprendono:
arresto del processo → identificazione del lotto → segregazione del materiale → analisi delle cause → correzione del processo → ripetizione dei controlli → decisione in merito alla ripresa della produzione.
Per le non conformità che richiedono un’analisi formale utilizziamo la metodologia 8D (Eight Disciplines).
I risultati dell’analisi possono determinare l’aggiornamento della PFMEA, del Control Plan, delle istruzioni di processo o dei metodi di controllo.
In questo modo, le conoscenze acquisite durante la produzione vengono integrate nel sistema qualità, contribuendo ad accrescere le nostre competenze e a migliorare la stabilità dei processi futuri.
La qualità è un sistema, non solo un’ispezione finale
L’intero processo può essere riassunto in un’unica sequenza:
Sequenza completa
Documentazione del cliente
↓
Analisi dei requisiti – CTQ
↓
Analisi dei rischi – PFMEA
↓
Pianificazione del processo e dei controlli – Process Flow + Control Plan
↓
Validazione del sistema di misura – MSA / GRR
↓
Avvio del processo – First-Off / FAI
↓
Capacità di processo – Cp / Cpk / Pp / Ppk
↓
Approvazione del processo – PPAP
↓
Produzione in serie
↓
SPC + Control Plan + Tracciabilità
↓
Pulizia e imballaggio
↓
Rilascio del lotto.
Non vogliamo scoprire soltanto alla fine se siamo riusciti a produrre un componente conforme.
Progettiamo il processo affinché la conformità sia un risultato costante e ripetibile.
Questo risultato nasce dall’integrazione tra pianificazione, validazione, controllo della produzione in serie e tracciabilità.
1. Pianificazione della qualità
CTQ · PFMEA · Control Plan
2. Convalida e misurazione
3. Controllo della produzione in serie
4. Finalizzazione del lotto
Pulizia · Imballaggio · Rilascio del lotto
ISO 9001 e ISO 14001
I sistemi di gestione favoriscono un approccio strutturato e controllato alla gestione dei processi, alla ripetibilità della produzione, al controllo della documentazione e alla responsabilità ambientale.
9001
PN-EN ISO 9001:2015
L’ambito della certificazione comprende la produzione di componenti metallici di precisione mediante torni automatici CNC.
Scaricate il certificato ISO 900114001
ISO 14001
SABNER opera in conformità alla norma ISO 14001, che rafforza l’approccio sistematico dell’azienda alla gestione e al miglioramento continuo dei processi.
Scaricate il certificato ISO 14001Glossario della qualità SABNER
APQP – Advanced Product Quality Planning
Un metodo strutturato per la preparazione di un nuovo progetto in vista della produzione in serie.
In SABNER applichiamo la metodologia APQP negli ambiti che rientrano nelle responsabilità di un produttore conto terzi: analisi dei requisiti, pianificazione del processo produttivo, analisi dei rischi, definizione del Control Plan, validazione del processo e avvio della produzione in serie.
Il prodotto viene progettato dal cliente; noi progettiamo e validiamo il processo produttivo.
CTQ – Critical to Quality
Caratteristiche che incidono in modo determinante sulla qualità o sulla funzionalità del prodotto.
Possono riguardare, ad esempio, un diametro con tolleranze molto strette, la concentricità, una superficie di tenuta o uno specifico valore di rugosità.
Le caratteristiche CTQ vengono identificate come tali e gestite con particolare attenzione durante la pianificazione del processo e le successive attività di controllo.
Process Flow Diagram – PFD
Rappresentazione schematica del flusso produttivo.
Illustra, in sequenza, tutte le operazioni rilevanti a cui viene sottoposto un componente, dalla materia prima fino al prodotto finito e imballato.
PFMEA – Process Failure Mode and Effects Analysis
Analisi dei rischi associati al processo.
Per ogni operazione valutiamo che cosa potrebbe andare storto, quali conseguenze potrebbe determinare, quali potrebbero esserne le cause e come ridurre il rischio.
Control Plan
Piano di controllo del processo.
Definisce che cosa controllare, con quale metodo e frequenza e quali azioni intraprendere quando il risultato non soddisfa i criteri stabiliti.
Reaction Plan
Piano di reazione agli scostamenti.
Definisce le azioni che l’operatore e l’organizzazione devono intraprendere quando una misurazione o il processo iniziano a discostarsi dai limiti stabiliti.
MSA – Measurement System Analysis
Analisi del sistema di misura.
Verifichiamo che il sistema di misura scelto sia sufficientemente affidabile da supportare le decisioni relative alla qualità e alla conformità del prodotto.
Gage R&R / GRR – Gauge Repeatability and Reproducibility
Una delle analisi previste nell’ambito dell’MSA.
Consente di quantificare la quota di variabilità dei risultati attribuibile al sistema di misura, distinguendo la ripetibilità dello strumento dalla riproducibilità legata agli operatori.
SPC – Statistical Process Control
Controllo statistico di processo.
Anziché valutare isolatamente un singolo risultato, osserviamo l’andamento del processo nel tempo. Possiamo così individuare tendenze o variazioni prima che determinino la produzione di componenti non conformi.
Cp e Cpk
Indici di capacità di processo.
Descrivono il rapporto tra la variabilità del processo e il campo di tolleranza disponibile. Il Cpk considera inoltre il centraggio del processo rispetto ai limiti di specifica.
Quanto maggiore è il margine del processo rispetto ai limiti di tolleranza, tanto maggiore risulta la sua capacità.
Pp e Ppk
Indici che descrivono le prestazioni complessive del processo sulla base dei dati osservati.
Come Cp e Cpk, permettono di valutare il rapporto tra variabilità e tolleranza, ma vengono calcolati in un diverso contesto statistico e sulla base di differenti ipotesi relative ai dati.
FAI – First Article Inspection
Ispezione dei primi componenti prodotti durante l’avvio di un nuovo processo.
Ha lo scopo di confermare che il processo predisposto sia in grado di realizzare un componente conforme alla documentazione tecnica.
PPAP – Production Part Approval Process
Processo formale di approvazione del componente e del relativo processo produttivo prima dell’avvio a pieno regime della produzione in serie.
Il pacchetto PPAP può includere, tra l’altro, PFMEA, Control Plan, analisi MSA, risultati dimensionali, analisi della capacità di processo e documentazione relativa ai materiali.
PSW – Part Submission Warrant
Documento riepilogativo della presentazione del componente nell’ambito del processo PPAP.
Conferma le informazioni principali relative al prodotto, al processo produttivo e al pacchetto di approvazione presentato al cliente.
Traceability – Tracciabilità
Capacità di ricostruire la storia di uno specifico lotto di produzione.
Collega tra loro il materiale utilizzato, la documentazione, il lotto di produzione, il processo effettivamente eseguito, i risultati dei controlli, la pulizia, l’imballaggio e la spedizione.
GO/NO-GO – PASSA/NON PASSA
Metodo di controllo rapido basato sull’impiego di un calibro passa/non passa.
Il lato GO (PASSA) deve accettare il componente, mentre il lato NO-GO (NON PASSA) non deve accettarlo. L’operatore può così determinare in modo semplice e immediato se la caratteristica controllata è conforme.
100% Inspection – Controllo al 100%
Controllo di una determinata caratteristica su ogni componente prodotto.
Ricorriamo a questo metodo in casi specifici, quando richiesto dal cliente o giustificato dall’analisi dei rischi di processo. Poiché amplia le attività di controllo, comporta anche un aumento dei costi di produzione.
8D – Eight Disciplines
Metodo strutturato per la risoluzione dei problemi di qualità.
Guida il processo dalla presa in carico della segnalazione del cliente e dall’identificazione del problema fino all’analisi delle cause profonde, alla definizione delle azioni correttive e alla verifica della loro efficacia.
EN 10204 3.1
Certificato di controllo 3.1 rilasciato dal produttore del materiale.
Permette di collegare uno specifico lotto o numero di colata ai relativi risultati di prova e costituisce uno degli elementi fondamentali della tracciabilità della produzione.
Avete un progetto di produzione in serie?
Inviateci il disegno tecnico e i principali requisiti qualitativi.
Valuteremo la fattibilità, le caratteristiche critiche, i metodi di controllo, la documentazione richiesta, i requisiti di pulizia, l’imballaggio e le condizioni necessarie per l’avvio del processo.
Inviate una richiesta Scaricate i certificati SABNER