Prozessbasierte Rückverfolgbarkeit von Feingussbauteilen für die Luftfahrtindustrie

Durch die Anwendung datengetriebener Prozessverfahren lassen sich komplexe und stark segmentierte Fertigungsprozesse einer Feingießerei in hohem Maße effektiver planen, steuern und optimieren. Dies geschieht hauptsächlich durch die kontinuierliche Prozessdatenerfassung und darauf basierender Optimierungsmethoden.

Die Verknüpfung vorhandener Produktionsdaten von einzelnen Maschinen und Anlagen mit der Qualität der Bauteile im späteren Fertigungsprozess ermöglicht die Optimierung von Prozessen.

Der Herstellungsprozess von Gussteilen besteht aus mehreren komplexen Teilprozessen. Bei einer solchen Vielzahl von vorhandenen Einflussgrößen sind das schnelle Erkennen von Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen und das Festlegen optimaler Fertigungsparameter zur Vermeidung von Fehlern immens wichtig für die Produktion.

Durch die konsequente Aufnahme von Prozessdaten und deren Analyse werden im Feingusswerk in Soest die Zusammenhänge von Prozessparametern und Bauteilqualität analysiert und Abstellmaßnahmen eingeleitet.

Dazu ist es zwingend notwendig, dass eine eindeutige Zuordnung zum Fertigungsauftrag vorhanden ist, um die Rückverfolgbarkeit in der Fertigung zu ermöglichen und die Gussstücke individuell zu identifizieren.

Soest ist in der Luftfahrtindustrie für sein Sondergießverfahren SOPHIA® ein anerkannter Lieferant. Um qualitätsbedingte Ausfälle im fortlaufenden Prozess zu reduzieren, konzentriert sich das Team stark auf die Stabilität der Prozessparameter.

Seit 2019 wurde daher massiv in den Ausbau der Prozessparametererfassung investiert. Dabei sind keine hohen Summen nötig, sondern nur eine Anbindung der Maschinen und Anlagen an die gängige Auswertesoftware, um die Prozessparameter zu erfassen, zu verarbeiten und auszuwerten.

Überwacht werden z. B. die Temperatur und Zeit in den Brennöfen, die Temperatur der Gießpfannen und die Überführungszeit von den Brennöfen zur SOPHIA®-Anlage. Lag die Toleranzweite im Jahr 2018 noch im mittleren zweistelligen Bereich, so ist diese heute auf unter 2% reduziert.

Durch die umfangreiche Datenmenge der zurückliegenden Jahre zu Festigkeits- und Dehnungswerten kann jederzeit eine statistische Auswertung erfolgen, die die Qualität des Gießprozesses und damit der Bauteile charakterisiert. Anforderungen der Kunden werden so erfüllt und gewährleisten eine hohe Zuverlässigkeit der Prozesse.

• Das Team in Soest nutzt die Prozessdaten darüberhinaus
• zur Überwachung der Spritzzyklen bei der Wachsmodellerzeugung
• zur Prüfung der Tauchmassenparameter und -stabilität, und der Bestimmung von Zugabemengen
• zum Vergleich des Auswachsprozesses im Dampfautoklav
• zur Nachverfolgung der einzelnen Brennzyklen vor dem Gießen
• zur Darstellung des Dichteindex bei Aluminiumschmelzen über die Zeit
• zur Analyse der SOPHIA®-Prozesse in den einzelen Prozesszyklen
• zur Überwachung und Auswertung der Thermoelemente beim Wärmebehandeln und Abschrecken
• zur Überwachung des Abschreckpolymers in der Wärmebehandlung
• zur Erstellung von Datenkarten mithilfe eines automatisierten Abgleichs

Dies zusammen ermöglicht schnelle Entscheidungs-prozesse und eine fertigungsbegleitende Optimierung von Prozessen und Produkten unter dem Aspekt von Industrie 4.0 am Standort in Soest.