Welche Validierungen sind vom Muster bis zur Serienproduktion erforderlich?

Ein Muster ist keine verkleinerte Serienproduktion. Es ist lediglich der erste Nachweis innerhalb einer Validierungskette.

Ein belastbares Projekt reduziert Risiken schrittweise in den Bereichen Anforderungen, Produktstruktur, Material, Leistungsfähigkeit und Fertigungskompetenz, anstatt nach einem attraktiven Muster direkt in einen Großauftrag überzugehen.

Stufe 1: Zuerst die Aufgabenstellung definieren und nicht sofort eine Platte zum Beschichten schicken

Viele Projekte beginnen mit der einfachen Bitte:

„Beschichten Sie bitte einmal eine Platte, damit wir sehen können, wie sie aussieht.“

Ein solches Muster kann helfen, Farbe und grundlegende Schichtbildung zu beurteilen.

Es beantwortet jedoch nicht automatisch die Fragen, ob das Produkt für das Verfahren geeignet ist, wo die Risiken der Serienfertigung liegen oder nach welchen Kriterien der Kunde später die Ware abnehmen wird.

Eine Bemusterung ohne klar definiertes Ziel führt leicht zu einem Teil, das beide Seiten als „eigentlich ganz gut“ empfinden, das aber nicht als verbindlicher Standard für die weitere Produktion dienen kann.

Die Projektdefinition sollte mindestens folgende Punkte klären:

• Produktkategorie
• Zielmarkt
• Vorgesehene Einsatzumgebung
• Substrat und Bezugsquelle
• Produktstruktur und Abmessungen
• Ziel für Farbe, Glanzgrad oder Textur
• Wesentliche Sichtflächen
• Leistungsanforderungen
• Erwartete Produktionsmenge
• Erforderlicher Lieferrhythmus
• Aktuelle Probleme des bestehenden Oberflächenprozesses

Falls der Kunde noch keine vollständige Spezifikation besitzt, sollte der Lieferant helfen, subjektive Anforderungen in beobachtbare oder prüfbare Kriterien zu übersetzen.

In dieser Phase sollten auch Vertraulichkeit und Informationsgrenzen festgelegt werden.

Kundenzeichnungen, noch nicht eingeführte Designs, Materialinformationen und Prüfberichte sollten ausschließlich entsprechend der vereinbarten Vertraulichkeitsregeln verwendet werden.

Proprietäre Rezepturen, Behandlungsmethoden und kritische Fertigungsparameter von FROFETH gehören dagegen nicht zu allgemeinen Kundendokumentationen.

Klare Grenzen verbessern die Zusammenarbeit und erhöhen die Effizienz.

Stufe 2: Substrat und Konstruktion auf Fertigbarkeit prüfen

Das technische Team muss beurteilen, ob Plattenqualität und Materialzustand für die vorgesehene Anwendung geeignet sind.

Dabei sollten unter anderem geprüft werden:

• Ebene Flächen
• Kanten
• Gefräste und geformte Bereiche
• Bohrungen und Hohlräume
• Dickenänderungen
• Aufhängepunkte
• Nachbearbeitungsbereiche
• Montagepositionen

Das Ergebnis kann die einzelnen Bereiche in vier Kategorien einteilen:

• Direkt validierbar
• Konstruktiv zu optimieren
• Zusätzliche Prüfung erforderlich
• Aktuell nicht empfohlen

Diese Prüfung soll nicht dazu führen, dass der Kunde sämtliche Designs in leicht produzierbare flache Platten umwandeln muss.

Ziel ist vielmehr, Designwert und Fertigungsgrenzen gleichzeitig sichtbar zu machen.

Für risikoreiche Geometrien können lokale anspruchsvolle Prüfteile hergestellt werden.

Bei Badmöbeln sollten beispielsweise Waschbeckenausschnitte, Scharnierbohrungen, Verbindungsfugen und Bereiche mit möglichem Feuchtigkeitskontakt in die Bemusterung einbezogen werden.

Falls die Materialquelle noch nicht endgültig festgelegt ist, können zunächst verschiedene Plattenoptionen verglichen werden.

Vor dem Kleinserienversuch müssen jedoch das tatsächliche Serienmaterial und die Regeln für Materialänderungen eindeutig definiert sein.

Ergebnisse, die mit einer hochwertigen Laborplatte erzielt wurden, dürfen nicht ohne erneute Bestätigung auf eine andere handelsübliche Serienplatte übertragen werden.

Stufe 3: Konzeptmuster und Leistungsmuster getrennt verwalten

Ein Konzeptmuster dient in erster Linie zur Abstimmung von:

• Farbe
• Haptik
• Gestaltung
• Grundsätzlichem Oberflächeneindruck

Damit kann das Team schnell verschiedene Möglichkeiten untersuchen.

Ein Leistungsmuster muss dagegen aus kontrolliertem Material, mit repräsentativer Produktstruktur und unter rückverfolgbaren Prozessbedingungen hergestellt werden.

Es sollte anschließend nach vereinbarten Verfahren geprüft werden, zum Beispiel hinsichtlich:

• Haftung
• Aushärtung
• Gebrauchseigenschaften

Beide Musterarten können aus derselben Versuchsrunde stammen.

Ihre Funktion und Identität dürfen jedoch nicht miteinander verwechselt werden.

Wird ein Konzeptmuster vom Kunden ausgewählt, sollte daraus ein freigegebenes Referenzmuster entstehen oder es sollten klare digitale Grenzen für Farbe, Glanz und Textur festgelegt werden.

Bei Bedarf sollten auch die Betrachtungsbedingungen dokumentiert werden.

Wenn die Geometrie des späteren Endprodukts vom Muster abweicht, müssen Lichtwirkung, Kantenbild und Gesamterscheinung zusätzlich am realen Bauteil bestätigt werden.

Auch bei bestandenen Leistungsmustern sollte dokumentiert werden, für welchen Umfang die Ergebnisse gelten, insbesondere hinsichtlich:

• Material
• Produktstruktur
• Prüfbedingungen

Probleme in dieser Phase zu entdecken, ist kein Scheitern.

Der Wert einer Bemusterung besteht gerade darin, Risiken mit vergleichsweise geringem Aufwand sichtbar zu machen.

Problematisch wird es vielmehr, wenn für eine schnelle „Freigabe“ ausschließlich das beste Teil ausgewählt und zur Prüfung geschickt wird, während eine unzureichende Wiederholbarkeit verborgen bleibt.

Stufe 4: In der Kleinserie Wiederholbarkeit und Produktionsrhythmus validieren

Der Kleinserienversuch sollte den tatsächlichen Fertigungsbedingungen möglichst nahekommen.

Dazu gehören beispielsweise:

• Tatsächliches Serienplattenmaterial
• Repräsentative Produktgeometrien
• Reguläres Produktionspersonal
• Repräsentative Aufhängung
• Realistische Anlagenbeladung
• Vorgesehener Verpackungsprozess
• Vorgesehener Prüfprozess

Der Kleinserienversuch soll nicht nur beantworten:

„Ist das Produkt konform?“

Er sollte zusätzlich bewerten:

• Produktionsrhythmus
• First-Pass-Yield bzw. Erstpassquote
• Fehlerverteilung
• Grenzen für Nacharbeit
• Erforderliche Prüfressourcen

Die Anzahl der Musterteile sollte anhand von Projektrisiko, Produktkomplexität und Kundenanforderungen festgelegt werden.

Es gibt keine universell gültige Stückzahl für alle Projekte.

Wichtiger ist, dass die Prüfteile sowohl typische als auch extreme Bedingungen abdecken.

Es dürfen nicht ausschließlich die am einfachsten zu bearbeitenden Größen und Geometrien ausgewählt werden.

Auch Unterschiede bei:

• Materialchargenwechsel
• Wiederanlauf nach Produktionsunterbrechung
• Unterschiedlichen Positionen innerhalb der Beladung

können in dieser Phase gezielt beobachtet werden.

Nach Abschluss der Kleinserie sollte eine offene Punkteliste mit Nachweisen zur Schließung der einzelnen Risiken erstellt werden.

Wenn eine Lieferung weiterhin nur durch umfangreiche manuelle Auswahl oder kurzfristige Prozessanpassungen möglich ist, sollte das Ergebnis nicht als „serienreif“ dargestellt werden.

Das Projekt kann weiter optimiert oder bei Bedarf auch transparent pausiert werden.

Stufe 5: Die Produktionsfreigabe muss Validierung in ausführbare Standards überführen

Vor Beginn der Serienfertigung müssen die Validierungsergebnisse in tägliche Produktionskontrollen übersetzt werden.

Dazu können gehören:

• Freigegebene Materialien und Bezugsquellen
• Freigegebene Zeichnungsversion
• Freigegebene Referenzmuster
• Definierte kritische Bereiche
• Erstteilprüfungen
• Prozessbegleitende Prüfungen
• Stichprobenfrequenz
• Anlagen- und Werkstückaufzeichnungen
• Isolierung nicht konformer Produkte
• Grenzen für Nacharbeit
• Verpackungsmethode
• Freigabeberechtigung

Ein Standard ist erst dann wirksam, wenn das Produktionspersonal ihn versteht und zuverlässig anwenden kann.

Die Produktionsfreigabe sollte außerdem das Messsystem und die Einheitlichkeit der Bewertung prüfen.

Wichtige Fragen sind:

• Kommen unterschiedliche Prüfer beim selben Produkt zu vergleichbaren Ergebnissen?
• Gibt es für Glanz-, Farb- oder Haftungsprüfungen Kalibrierungs- und Arbeitsvorgaben?
• Repräsentieren zerstörende Prüfteile tatsächlich das reale Produkt?

Wenn das Prüfsystem selbst instabil ist, kann das Unternehmen nicht zwischen Produktschwankungen und Messrauschen unterscheiden.

Kunde und Lieferant sollten außerdem klare Freigabepunkte festlegen.

Nicht freigegebene mündliche Änderungen, gelockerte Kriterien aufgrund von Lieferdruck oder der Ersatz durch ein neues Material können frühere Validierungsergebnisse ungültig machen.

Stufe 6: Die Serienfreigabe ist nicht das Ende der Validierung

Nach Beginn der regulären Serienfertigung liefern Erstaufträge, Folgechargen und Marktrückmeldungen zusätzliche Erkenntnisse.

Das Unternehmen sollte Qualitätstrends beobachten, anstatt erst dann zu reagieren, wenn Abweichungen die Akzeptanzgrenze des Kunden überschreiten.

Änderungen bei:

• Substrat
• Pulver
• Farbe
• Produktstruktur
• Lieferant
• Anlage
• Verpackung
• Einsatzumgebung

sollten abhängig vom Risiko eine teilweise oder vollständige Revalidierung auslösen.

Chargenrückverfolgbarkeit hilft dabei, Abweichungen einzugrenzen.

Wenn bekannt ist, welche Produkte dieselben Materialien und Produktionsbedingungen gemeinsam haben, können betroffene Ware schneller isoliert und Korrekturmaßnahmen gezielter eingeleitet werden.

Gleichzeitig wird vermieden, dass ein lokales Problem zu einer pauschalen Ablehnung der gesamten Technologie führt.

Ein Teil des früheren Misstrauens gegenüber MDF-Pulverbeschichtung entstand gerade dadurch, dass Projekten solche klaren Grenzen fehlten.

FROFETH versteht Serienproduktion deshalb als kontinuierliche Validierung und nicht als dauerhafte Ausnahme nach einer einmaligen Qualifizierung.

Jede stabile Lieferung erweitert die vorhandene Beweislage.

Jede wesentliche Änderung verlangt eine erneute Prüfung, ob frühere Schlussfolgerungen weiterhin gültig sind.

Überblick über die sechs Stufen

• Stufe 1: Projektanforderungen und Abnahmekriterien definieren
• Stufe 2: Substrateignung und konstruktive Fertigbarkeit prüfen
• Stufe 3: Konzeptmuster und Leistungsvalidierung getrennt verwalten
• Stufe 4: Wiederholbarkeit und Produktionsfähigkeit in der Kleinserie prüfen
• Stufe 5: Validierungsergebnisse in ausführbare Produktionsstandards überführen
• Stufe 6: Laufende Validierung, Rückverfolgbarkeit und Änderungsmanagement in der Serie sicherstellen

Technische Grenzen

Dieser Beitrag beschreibt allgemeine Projektstufen und stellt keine festgelegte Fertigungsroute dar.

Musterstückzahlen, Prüfprogramme, Stichprobenumfang und Freigabekriterien sollten festgelegt werden anhand von:

• Produktrisiko
• Anwendbaren Vorschriften
• Kundenspezifikationen
• Einem von beiden Parteien freigegebenen Validierungsplan

Projektanfrage

Wenn Sie ein neues Projekt starten möchten, können Sie folgende Informationen möglichst gemeinsam bereitstellen:

• Produktzeichnungen
• Materialinformationen
• Gewünschte Oberflächenwirkung
• Prüfanforderungen
• Erwartete Produktionsmenge
• Bereits bekannte Probleme

FROFETH kann darauf aufbauend eine stufenweise Validierungsempfehlung sowie eine entsprechende Dokumenten- und Informationsliste erstellen.