Qualidade na produção em série de peças torneadas de precisão
Na produção em série, a capacidade de fabricar peças de acordo com as especificações não é, de forma alguma, suficiente para garantir o sucesso.
O que é crucial é a capacidade do processo de manter os parâmetros exigidos em todos os lotes de produção subsequentes ao longo de todo o projeto.
É por isso que, na SABNER, a qualidade começa muito antes da produção da primeira peça.
Antes de um projeto entrar na fase de produção, analisamos o que é importante, o que pode correr mal, como iremos prevenir esses problemas e como iremos controlar o processo.
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Analisamos os requisitos → planeamos o processo → antecipamos os riscos → planeamos as medições → iniciamos a produção → verificamos a capacidade do processo → aprovamos → produzimos em série → monitorizamos → identificamos cada lote → respondemos aos desvios.
APQP · CTQ · PFMEA · Plano de controlo · MSA · SPC · Cp/Cpk · PPAP · Rastreabilidade
CTQ e requisitos
desde a função da peça até ao plano do processo
Metrologia
medições adaptadas às características e tolerâncias
Validação
peça de teste · FAI · PPAP · Cp/Cpk
Monitorização do processo por SPC
resposta proativa para prevenir não-conformidades
Rastreabilidade
histórico completo do lote de produção
Limpeza e proteção
limpeza · embalamento · libertação do lote
Da análise dos requisitos à produção em série estável
Conduzimos o processo de arranque da produção de acordo com os princípios do APQP, tal como aplicáveis a um fabricante por contrato
01. Começamos por compreender o que é necessário fazer
Iniciamos cada novo projeto analisando a documentação do cliente e determinando os requisitos para a peça acabada. Identificamos quais destes têm maior impacto na função e na qualidade do produto acabado.
Verificamos, entre outros aspetos:
o material,
as tolerâncias dimensionais e geométricas,
as superfícies funcionais,
as roscas, ranhuras, raios e entalhes,
os requisitos de rugosidade superficial,
os requisitos de limpeza,
os requisitos de inspeção e documentação,
os métodos de identificação e embalamento.
Damos especial atenção às características que são críticas para o desempenho do produto.
CTQ – Critical to Quality (crítico para a qualidade)
O planeamento do processo e do controlo começa com estes fatores.
02. Analisamos o que pode correr mal
Sabemos por experiência que um bom processo deve prevenir problemas, e não apenas detetá-los depois de estes ocorrerem.
É por isso que, antes de iniciar a produção, analisamos os riscos associados a cada operação.
Temos em conta, entre outras coisas, a possibilidade de não-conformidades dimensionais, desgaste das ferramentas, utilização do material errado, erros de medição, confusões entre lotes, proteção inadequada do produto acabado e muitas outras situações que possam ocorrer durante o processo de produção.
Para riscos significativos, definimos ações preventivas e procedimentos de resposta.
PFMEA – Process Failure Mode and Effects Analysis (Análise dos modos de falha e dos efeitos do processo)
Tudo isto é feito para reduzir o número de situações em que surge um problema e para saber exatamente o que fazer quando tal acontece.
03. Cada característica crítica tem o seu próprio método de controlo
Nem todas as dimensões são controladas da mesma forma. Um bom processo requer uma abordagem individualizada às questões de controlo e medição.
Para cada característica crítica, definimos:
Documentamos estes princípios no plano de controlo do processo.
Isto garante que a inspeção não depende da memória do operador. Faz parte de um processo predefinido.
Em casos raros, também podemos implementar uma inspeção a 100% se um requisito do cliente ou uma análise de risco justificar tal solução. No entanto, é importante lembrar que isto aumenta os custos do processo e, dada a elevada estabilidade dos nossos processos, geralmente não se justifica.
Registo completo do texto
o que medimos → o que usamos para medir → quando medimos → com que frequência medimos → o que constitui um resultado correto → o que fazemos em caso de desvio
04. Em primeiro lugar, verificamos a própria medição. Só depois é que examinamos a peça.
Não basta ter um dispositivo de medição preciso.
Temos também de saber se o método selecionado nos permite, de facto, controlar de forma fiável uma determinada característica. Isto refere-se não só à precisão das leituras do instrumento, mas também à influência do operador, à repetibilidade dos resultados e a muitos outros fatores.
Por conseguinte:
selecionamos o método de medição com base na característica e nas tolerâncias,
utilizamos padrões de referência,
verificamos a repetibilidade do sistema de medição,
monitorizamos o equipamento,
para características críticas, realizamos as análises necessárias ao sistema de medição.
MSA –- Measurement System Analysis (Análise do sistema de medição) |
Calibre R&R/GRR
Antes de medirmos algo e tomarmos uma decisão com base no resultado, queremos saber antecipadamente se esse resultado é fiável.
MEDIÇÃO
Metrologia adaptada a peças torneadas com diâmetros de Ø1–12 mm
O laboratório da SABNER utiliza vários métodos de medição complementares. A escolha do equipamento depende do tipo de característica a inspecionar, da precisão exigida e do ponto de medição no processo.
VICIVISION MTL X5
Quando é necessário inspecionar rapidamente uma peça torneada na sua totalidade
O MTL X5 é o nosso principal sistema para a inspeção rápida e automatizada da geometria de pequenas peças torneadas.
Num único programa de medição, podemos inspecionar múltiplas características externas, incluindo:
diâmetros,
comprimentos,
ângulos,
raios,
chanfros,
perfis,
geometria da rosca.
A medição automatizada permite que o mesmo método seja utilizado durante o arranque do processo e na inspeção subsequente da produção em série. A sua principal vantagem é a eliminação da influência do operador nos resultados da medição e, para uma parte significativa dos projetos, é suficiente para realizar todas as medições necessárias.
Mahr MarSurf CD 140
Quando é necessário medir com precisão o contorno real
Nem todas as características podem ser avaliadas adequadamente com base numa imagem do MTL X5. Isto diz respeito principalmente à resolução e à precisão da medição, bem como às medições no interior de furos.
Utilizamos o MarSurf CD 140 para uma análise altamente precisa dos contornos das peças, incluindo:
raios pequenos,
chanfros,
ranhuras,
recortes,
medição de contornos em orifícios
parâmetros de superfície selecionados, como a rugosidade
O sistema complementa as medições óticas nos casos em que o traçado exato do perfil é fundamental.
Mahr MarForm MMQ 200
Quando a dimensão, por si só, não revela toda a história de uma peça
Dois diâmetros podem estar dentro da tolerância, mas a peça pode, ainda assim, não funcionar corretamente.
O problema pode residir na sua forma ou no posicionamento relativo das suas superfícies.
É por isso que utilizamos o MMQ 200 para inspecionar características como:
circularidade,
cilindricidade,
batimento,
coaxialidade,
retidão.
Isto é particularmente importante para superfícies de encaixe, superfícies de vedação e componentes em que vários diâmetros devem manter uma posição relativa específica.
KEYENCE VR-5200
Quando precisamos de visualizar um microcomponente em 3D
Utilizamos o KEYENCE VR-5200 para uma análise precisa e sem contacto da geometria e topografia da superfície em três dimensões.
O sistema permite a análise, entre outras coisas, de:
perfis,
degraus,
alturas,
superfícies,
diferenças de nível,
características que são difíceis de avaliar utilizando medições unidimensionais convencionais.
A precisão metrológica deste sistema permite medições altamente precisas de características geométricas difíceis de medir com outros instrumentos.
Inspeção durante o processo
Algumas medições têm de ser realizadas diretamente durante o processo de produção, para que o operador possa avaliar rapidamente o seu estado atual.
Sistemas de medição pneumáticos Mahr
Para dimensões críticas específicas com tolerâncias muito apertadas, utilizamos medições pneumáticas.
O instrumento é configurado para uma característica específica e permite a deteção rápida de alterações dimensionais muito pequenas.
Esta solução é particularmente útil para o controlo do processo durante a produção em série.
Calibres GO/NO-GO
Para a inspeção rápida de características selecionadas, utilizamos calibres específicos:
calibres de anel
calibres de pino
Estes permitem-nos confirmar, de forma simples e repetível, se a característica inspecionada se enquadra no intervalo exigido, diretamente na linha de produção, sem necessidade de recorrer a um laboratório.
Padrões de referência
Para a monitorização contínua dos sistemas de medição, utilizamos:
anéis-padrão,
tampões-padrão,
blocos-padrão,
padrões dedicados para instrumentos específicos.
Realizamos internamente algumas das inspeções de rotina do equipamento a intervalos curtos. As calibrações periódicas de referência são realizadas em laboratórios externos acreditados pela PCA.
Condições de medição controladas
Uma medição precisa requer condições estáveis.
Realizamos medições de referência num laboratório de metrologia climatizado, sob condições controladas e a uma temperatura de referência de 20 °C.
Antes de medições particularmente precisas, deixa-se que a peça e o equipamento atinjam o equilíbrio térmico.
05. Uma boa primeira peça não é suficiente
As primeiras peças produzidas servem para confirmar a correção do processo preparado; no entanto, não são prova de que a produção será estável e repetível.
Por isso, ao lançar cada novo processo, verificamos o comportamento das características de medição controladas numa amostra específica. As análises estatísticas permitem-nos avaliar a sua variação, a sua posição em relação ao intervalo de tolerância e a margem de segurança disponível.
Dependendo dos requisitos do projeto, realizamos:
Análise de primeiras peças,
FAI – First Article Inspection (Inspeção de primeiro artigo),
MSA – Measurement System Analysis (Análise do sistema de medição),
análise da capacidade do processo,
estudos de Cp/Cpk,
estudos de Pp/Ppk.
Queremos saber não só se a peça está boa, mas também quanta margem de manobra o nosso processo tem dentro dos limites de tolerância.
06. Aprovamos o processo antes da produção em série
Para projetos que exigem validação formal, preparamos a documentação de aprovação do processo acordada.
Esta pode incluir, entre outros:
MSA,
resultados de medição,
análise da capacidade do processo,
documentação de materiais,
amostras de produção,
PSW.
Para projetos que assim o exijam, preparamos a documentação PPAP de Nível 3.
O âmbito da documentação é sempre determinado com base nos requisitos do cliente e na natureza do projeto.
Apenas um processo aprovado e validado avança para a produção em série controlada.
07. A produção em série não significa o fim do controlo de qualidade
Assim que a produção em série alvo tem início, não deixamos de monitorizar o processo.
Pelo contrário, cada lote subsequente fornece dados sobre o comportamento do processo ao longo do tempo.
Recolhemos os resultados das inspeções no nosso sistema ERP. Os dados são atribuídos ao projeto e ao lote de produção, permitindo-nos analisar o histórico do processo e gerar os relatórios necessários.
Não esperamos que ocorra um defeito – monitorizamos as alterações que ocorrem durante a produção e respondemos a sinais de desvios emergentes.
Se uma dimensão começar a desviar-se em direção ao limite de tolerância, queremos identificar essa tendência antes que a primeira peça não conforme apareça.
Uma das ferramentas que utilizamos para este fim é o SPC – Statistical Process Control (Controlo estatístico de processos).
Também utilizamos os dados de medição recolhidos para a avaliação contínua da capacidade do processo, aplicando métricas como Cp/Cpk
Todas estas atividades têm como objetivo manter o processo de produção na sua capacidade máxima, de modo a produzir apenas peças conformes ao longo de todo o período de produção.
08. Cada lote tem o seu próprio historial
Quando produzimos milhares ou milhões de peças, precisamos de saber de que foi composto um lote específico, quando foi produzido e através de que processo.
Isto é crucial no caso de uma reclamação, que pode ser recebida com algum atraso.
Por conseguinte, os dados de produção formam uma cadeia interligada de informação:
Rastreabilidade – rastreabilidade: a capacidade de associar um número de lote específico aos dados gerados durante a sua produção.
número de fusão
registo completo
lote de material/número de fusão
↓
certificado de material EN 10204 3.1
↓
ordem de produção
↓
número do lote de produção
↓
processo realizado: máquina + programa + operador
↓
resultados da inspeção e dados do processo
↓
limpeza
↓
embalamento e etiquetagem
↓
lote de expedição
↓
cliente
09. Uma peça não deve estar apenas em conformidade geométrica e dimensional; deve também estar limpa.
Após a maquinação, podem permanecer óleo, contaminantes finos do processo e resíduos do processo na superfície da peça – isto é inevitável na tecnologia de maquinação.
É por isso que as peças acabadas na nossa empresa são sempre submetidas a um processo de limpeza no sistema industrial Dürr Ecoclean Compact 80C.
Este processo combina a limpeza com solvente com ultrassons e funcionamento a vácuo, desengordurando eficazmente até mesmo peças complexas com pequenos orifícios, canais, ranhuras e superfícies de difícil acesso. O vácuo facilita a evacuação completa destes espaços e a secagem final sem resíduos, enquanto a destilação e a filtração contínuas do solvente mantêm uma eficiência do processo elevada e consistente.
O nível de limpeza exigido depende da aplicação da peça; por isso, estabelecemos critérios técnicos de limpeza para cada projeto específico em colaboração com o cliente.
Caso seja necessária uma confirmação formal do nível de limpeza, podem ser realizados testes adequados num laboratório externo especializado.
10. Protegemos as peças mesmo após a produção
As peças acabadas também podem ser danificadas ou contaminadas entre a estação de lavagem e o armazém do cliente
Para evitar esta situação, dedicamos especial atenção a garantir que estejam devidamente protegidas.
Dependendo da geometria, da superfície e dos requisitos do cliente, utilizamos, entre outras coisas:
embalamento a vácuo,
identificação e etiquetagem de lotes,
dispositivos de fixação e enchimentos de proteção para impedir que as peças se desloquem,
embalagens a granel e caixas de cartão adequadamente selecionadas.
Determinamos o método de embalagem em conjunto com o cliente antes de iniciar a produção em série e recomendamos sempre as soluções adequadas.
11. Se algo correr mal, estamos preparados.
Na prática da produção, não há tempo para improvisações quando são detetadas não-conformidades. Abordamos esta questão antes do início da produção, planeando sequências de ações adequadas.
Dependendo da situação, estes passos incluem:
interromper o processo → identificar o lote → separar o material → analisar a causa → corrigir o processo → realizar uma nova inspeção → decidir se se deve retomar a produção
Para questões que exijam uma análise formal, utilizamos a metodologia 8D – Oito Disciplinas.
Os resultados da análise podem levar a atualizações da PFMEA, do Plano de controlo, das instruções de processo ou dos métodos de inspeção.
Desta forma, o conhecimento adquirido durante a produção retroalimenta o sistema de qualidade, reforçando a nossa especialização e a estabilidade dos processos futuros.
A qualidade é um sistema, não apenas uma inspeção final
Todo o processo pode ser resumido numa única sequência:
registo escrito completo
Documentação do cliente
↓
Análise de requisitos – CTQ
↓
Análise de risco – PFMEA
↓
Plano de processo e controlo – Fluxo do processo + Plano de controlo
↓
Validação de medições – MSA/GRR
↓
Arranque – Peça de teste/FAI
↓
Capacidade do processo – Cp/Cpk/Pp/Ppk
↓
Aprovação – PPAP
↓
Produção em série
↓
SPC + Plano de controlo + Rastreabilidade
↓
Limpeza + embalamento
↓
Libertação do lote
Não queremos verificar no final se conseguimos produzir uma peça em conformidade.
Construímos o processo de modo que uma peça em conformidade seja o seu resultado repetível.
O resultado do processo decorre de uma combinação de planeamento, validação, controlo em série e rastreabilidade.
1. Planeamento da qualidade
2. Validação e medição
3. Controlo da produção em série
4. Finalização do lote
Limpeza · Embalamento · Libertação do lote
ISO 9001 e ISO 14001
Os sistemas de gestão apoiam uma abordagem controlada à execução do processo, à repetibilidade da produção, à supervisão da documentação e à gestão ambiental responsável.
9001
PN-EN ISO 9001:2015
O âmbito da certificação abrange a produção de peças metálicas de precisão em tornos CNC.
Descarregue o certificado ISO 900114001
ISO 14001
A SABNER opera de acordo com o sistema de gestão ambiental ISO 14001, que complementa a abordagem sistemática à gestão e melhoria dos processos.
Descarregue o certificado ISO 14001Glossário de qualidade da SABNER
· APQP – Advanced Product Quality Planning (Planeamento avançado da qualidade do produto)
Um método estruturado para a preparação de um novo projeto para produção em série.
Na SABNER, aplicamos a metodologia APQP nas áreas pelas quais o fabricante do processo é responsável: análise de requisitos, preparação do processo de produção, análise de riscos, plano de controlo, validação do processo e lançamento da produção em série.
O produto é concebido pelo cliente. Nós concebemos e validamos o processo de fabrico.
CTQ – Critical to Quality (crítico para a qualidade)
Características que são particularmente importantes para a qualidade ou função do produto.
Estas podem incluir, por exemplo, um diâmetro muito preciso, concentricidade, superfície de vedação ou uma rugosidade superficial específica.
Os CTQ são designados como tal e recebem atenção especial durante o planeamento do processo e a inspeção.
· Fluxograma do processo – PFD
Um mapa do processo de produção.
Mostra, em sequência, todas as operações relevantes pelas quais uma peça passa – desde a matéria-prima até à peça acabada e embalada.
PFMEA – Process Failure Mode and Effects Analysis (Análise dos modos de falha e dos efeitos do processo)
Uma análise de risco do processo.
Para cada operação, questionamos: o que pode correr mal, qual pode ser a consequência, por que razão pode acontecer e como podemos reduzir o risco.
· Plano de controlo
Plano de controlo do processo.
Especifica o que controlamos, por que método, com que frequência e o que fazer quando o resultado não cumpre os critérios estabelecidos.
· Plano de reação
Plano de resposta a desvios.
Especifica as ações a serem tomadas pelo operador e pela organização quando uma medição ou um processo começa a ficar fora dos limites estabelecidos.
· MSA – Measurement System Analysis (Análise do sistema de medição)
Análise do sistema de medição.
Verificamos se o método de medição é suficientemente fiável para servir de base a decisões relativas à qualidade do produto.
· Calibre R&R/GRR – Repetibilidade e reprodutibilidade do calibrador
Uma das análises MSA.
Mostra que parte da variação no resultado decorre do próprio sistema de medição, do instrumento ou do método de medição.
· SPC – Statistical Process Control (Controlo estatístico de processos)
Controlo estatístico de processos.
Em vez de nos limitarmos a um único resultado, observamos o comportamento do processo ao longo do tempo. Isto permite-nos identificar uma tendência ou alteração antes que esta conduza à produção de peças não conformes.
· Cp e Cpk
Índices de capacidade do processo.
Mostram como a variação do processo se relaciona com a tolerância disponível e quão bem o processo está centrado em relação à sua média.
Quanto maior for a margem de segurança do processo em relação aos limites de tolerância, maior será a sua capacidade.
· Pp e Ppk
Indicadores que descrevem o desempenho do processo com base em dados observados.
Tal como o Cp e o Cpk, ajudam a avaliar a relação entre a variabilidade do processo e a tolerância, mas são utilizados num contexto estatístico diferente e sob pressupostos diferentes relativamente aos dados.
· FAI – First Article Inspection (Inspeção do primeiro artigo)
Uma inspeção das primeiras peças produzidas num processo que está a ser lançado.
O seu objetivo é confirmar que o processo preparado é capaz de produzir uma peça de acordo com a documentação.
· PPAP – Production Part Approval Process
Um processo formal para aprovar peças e o processo de produção antes do início ou do lançamento total da produção em série.
O pacote PPAP pode incluir, entre outros, uma PFMEA, um Plano de controlo, um MSA, resultados dimensionais, análises de capacidade e documentação de materiais.
· PSW – Part Submission Warrant
Um documento que resume a apresentação de uma peça no processo PPAP.
Confirma informações básicas sobre o produto, o processo e o pacote de aprovação apresentado ao cliente.
· Rastreabilidade – rastreabilidade
A capacidade de rastrear o histórico de um lote específico.
Estabelece a ligação entre o material, a documentação, o lote de produção, o fluxo real do processo, os resultados da inspeção, a limpeza, a embalagem e o envio.
· GO/NO-GO
Um método de inspeção rápida que utiliza um calibrador.
O lado ”GO” deve corresponder à peça correta, enquanto o lado “NO-GO” não deve ser aprovado. Isto proporciona ao operador uma decisão simples de aprovação/reprovação.
· Inspeção total
Inspeção de uma característica específica em todas as peças produzidas.
Utilizamos este método em casos selecionados, quando exigido pelo cliente ou com base numa análise de risco do processo. Uma vez que aumenta o âmbito das operações de inspeção, também afeta os custos de produção.
· 8D – Oito Disciplinas
Um método estruturado para resolver problemas de qualidade.
Orienta o processo desde a obtenção da aprovação do cliente e a identificação do problema, passando pela análise da causa raiz e pelas ações corretivas, até à confirmação da sua eficácia.
· EN 10204 3.1
Um certificado de aceitação de material fornecido pelo fabricante do material.
Permite associar um lote específico de material aos resultados dos ensaios e constitui um dos elementos da rastreabilidade da produção.
Tem um projeto para produção em série?
Envie-nos o desenho e os requisitos básicos de qualidade.
Analisaremos a viabilidade, as características críticas, os métodos de inspeção, o âmbito de documentação necessário, a limpeza, a embalagem e as condições de arranque do processo.
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