Qualitätssteigerung in der Blechumformung durch Erhöhung der Fertigungsstabilität

Zur wirtschaftlichen Fertigung von Karosseriebauteilen sind Forderungen nach hoher Teilegenauigkeit und -ausbringung, hohen Werkzeugstandzeiten und geringer Störanfälligkeit des Fertigungssystems von größter Bedeutung. Diese Forderungen sind nur durch reproduzierbare Einstellungen realisierbar, wobei diese Fertigungsparameter sehr häufig nicht zur Verfügung stehen.

Ziel des Forschungsvorhabens war die Erstellung eines Leitfadens zur gezielten Einstellung veränderbarer Fertigungsparameter (steuerbare und nicht steuerbare Parameter) sowie die Untersuchung ihres Einflusses auf die Bauteilqualität. Ferner sollte zur Beurteilung der Oberflächenqualität ein auf statistischen Methoden basierender Ansatz entwickelt werden.

Die Einflüsse aus Blechwerkstoff, Schmierung, Peripherie, Werkzeug, Presse (Instabilitäten) und Bedienpersonal bei der Fertigung von Blechformteilen wurden unter Berücksichtigung ihrer Auswirkungen auf das Umformergebnis untersucht und in produktionsbegleitenden Parameteranalysen am Beispiel des Hinterkotflügels Mercedes-Benz SLK vertieft. Als wesentliche Einflussgrößen wurden die Presseneinstellungen (Niederhalterdruckverteilung über dem Werkzeugumfang) sowie die Werkzeugtemperatur ermittelt. Bei der Entwicklung eines Ansatzes zur Anwendung statistischer Methoden zur Beurteilung der Oberflächenqualität wurde auf der werksinternen Fehlererfassung von DAIMLERCHRYSLER aufgebaut. Es fanden Qualitätsklassen zur Einordnung der Bauteile sowie als Grundlage für nachfolgende statistische Untersuchungen, Verwendung. Zum direkten Vergleich unterschiedlicher Fertigungen (Abpressungen) wurde ein neuer Kennwert (Fertigungsbeiwert) eingeführt.

Die Klärung und Strukturierung des Begriffes "Fertigungsstabilität" wurde durch einen Definitionsvorschlag erarbeitet und in der Praxisanalyse zur Ermittlung der Einflussfaktoren auf instabile Fertigungsabläufe zugrunde gelegt. Um das im Fertigungsprozess verbleibende und auftretende Fehlerpotential nach dem Ursache-Wirkungsprinzip analysieren zu können, wurde die gesamte Prozesskette der Produktlebensdauer von Außenhautteilen nach Fehlerentstehungsmerkmalen untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass im Rahmen der Prozesskette vielfältige planungsseitige, technische und organisatorisch Ursachen mit Fehlerentstehungspotentialen vorliegen, die durch Vertiefung der Untersuchungen bestimmten Produktlebensdauerphasen zugeordnet werden können. Aufgrund dieser Erkenntnis wurden Grundzüge und Strukturen zur Erlangung und Sicherung der Fertigungsstabilität in ein Managementsystem eingegliedert. Für die Nutzung der Systeme vor Ort, d.h. unmittelbar im Produktionsprozess und zur Verwendung bei Mitarbeiterschulungen wurde ein Leitfaden mit zugeordneter Checkliste als strukturiertes Beispiel erarbeitet. Grundelemente dieser Methodik wurden im Rahmen von Mitarbeiterschulungen bereits erfolgreich getestet.